火電廠熱工自動化設計中節能減排分析

劉福全

摘 要：科技的發展，各領域的技術水平逐漸提高，信息技術應用更加廣泛的今天，在火電廠中，進行節能減排需要同時提升工作設備性能，企業經營管理等各個方面。而在這其中，火電廠熱工自動化設計是火電廠滿足社會對于火電廠節能減排目標的首要任務。

關鍵詞：火電廠;熱工自動化;設計;節能減排

引言

隨著我國經濟實力的快速提升，我國迎來了高速發展的全新時代，燃煤發電這一方式，在將來的很長一段時間里也將持續，火力發電的方式也將是很長一段時間內主要的電力生產手段，如何促進火電廠在電力生產過程中，更好地發揮節能減排作用，是值得我們深入研究的問題，也是可持續發展理論價值觀下的必然選擇。

1電廠熱工儀表及自動裝置的重要性

對于電廠熱工儀表來說，其自身構造具有較強的復雜性，將熱工儀表與自動裝置進行有機結合，能夠對熱工儀表整體運作起到一定推動作用，充分發揮其自動化和智能化效能。通過收集設備的各項參數以及發出控制指令，進一步提高發電系統的運作質量和效率，為電廠自動裝置的應用和更換提供了機遇，同時還促使發電系統充分發揮其實際效能。但是在實際使用過程中可能會受到外界干擾而降低設備精準度，因此需要重視熱工儀表及自動裝置的維護與調試工作，才能提高發電系統運行質量和效率，延長設備使用壽命，推進電力企業的可持續發展進程。

2火電廠熱工自動化設計中節能減排

2.1提升節能減排技術的整體效能

火電廠節能減排是一項復雜的系統工程，設計人員要廣泛吸收借鑒其他行業的新技術，實施清潔生產的全新發展戰略。本著“節能、降耗、減污、增效”的原則，對火電廠新建、改建和擴建項目的原料使用、資源消耗、資源綜合利用、污染物產生和處置進行分析和論證，降低生產成本，達到節能減排和環境保護的要求，提高企業的綜合效益。

2.2等離子點火

等離子點火在節能環保和技術先進性等方面具有明顯的優勢，因此，在我國火電廠中被廣泛應用。采用傳統點火技術時，鍋爐點火系統會受到煤炭質量的影響，在遇到煙煤、貧煤、褐煤時，傳統點火系統很難實現有效點火。等離子點火采用了集電磁、機械壓縮與開放式磁穩于一體的等離子發生器，其功率可調、連續，能成功地點燃煙煤、貧煤以及褐煤。該項技術的應用不但大大提高了火電廠鍋爐運行效率，也降低了火電廠對燃煤質量的要求。等離子點火系統采用高導電、高導熱以及不易氧化的特殊合金材料制成陽極和陰極，并且采用了強化冷卻結構，能夠長期穩定使用。此外，由于使用了特殊合金材料，可直接以空氣作為等離子載體，而不需要使用專門的惰性氣體對電極進行保護，不但使系統更為簡化，還在很大程度上降低了運行費用。

2.3電子裝置室空調

和集中控制室相比，電子設備室并無過高的空調標準，舒適性標準也不存在，所配置的DCS、DEH、MEH等電子裝置柜同樣沒有過高的環境溫度適應方面的需要，僅需有效控制溫度變化率即可，從而將無結露、有害靜電不出現（電子板件）避免，滿足需要。比如OVATION系統（美國艾默生公司生產的一種分散控制系統）控制器機柜能在0～50℃環境中運行。一般來說，宜和暖通專業相結合完成電子設備室空調配置方案確定，以此減少該空間空調工作費用。

2.4機組負荷經濟分配

以往火電機組控制系統中的自動發電控制主要是由電網對各臺單位機組的目標負荷進行直接調控，即利用硬接線的方式，將遠程終端與電廠端機組DCS進行連接，由此達到遠程調控的效果，該方式可有效確保電廠及電網運行的可靠性、安全性，但不具有明顯的節能減排效果。隨著“廠網分開”和“競價上網”的深入實施，原來的自動發電控制方式已不適用，需由各發電公司單獨發送負荷指令，給各個機組分配電廠經濟負荷，以此將火力發電機組與自動發電控制有效連接起來，提高電網營運的經濟性。負荷經濟分配一般情況下會配置到SIS系統（廠級監控信息系統），也就是以耗差分析結果和單元機組實時性能的計算結果為依據，得出機組負荷的實時特性曲線，掌握負荷經濟分配的實時效果。在設計之初就可以將MIS系統（管理信息系統）和SIS系統的通用功能進行結合，設計出一套兼具MIS系統功能和SIS系統功能的綜合化系統，如此不但可為電廠節約初始投資，還可適應電廠調度工作的需要，為電廠日常信息管理提供有效保障，在源頭上解決排放指標和能耗控制的難題。

2.5單元機組控制與脫硝、脫硫的融合

在當前環境下，大多數火電廠采用煙氣石灰石濕法脫硫。傳統的脫硫控制裝置，與主機組的控制裝置是兩個分開的系統。系統之間的信號傳輸，都是靠有限數量的硬接線，以達到操作需求的保護和聯動。不斷增加的火電廠污染和能耗問題，使環保要求隨之提高，所以要使基建脫硫與機組完成同步，拆除旁路擋板，移除煙氣脫硫系統氣-氣交換器、增壓風機，讓鍋爐控制，與脫硫系統煙道控制緊密結合，從而減少污染排放。將脫硫控制劃分于火電廠DCS控制之下，同樣是實現節能減排的關鍵。脫硫控制需要鍋爐控制回路，以及保護邏輯設計，滲透到煙氣排放溫度控制、吸收塔溫度保護、煙道擋板開閉、脫硫漿液制備、脫硫廢水處理、漿液循環、石膏脫水控制中。這需要在建造電廠的前期準備階段，進行規劃設計的協調，以實現對主廠控制系統和脫硫系統的綜合控制。

2.6準確獲取主蒸汽流量

當前大容量發電機組主要使用間接換算法測量主蒸汽流量，這一計算方法起源于汽輪機基礎理論包含的典型FLUGEL公式。具體計算時，僅需對可能限制到公式應用條件的因素，諸如對外供汽與再熱器噴水等進行有效修正，就可以起到保證計算精度的作用，即可滿足發電機組實際運行狀態監視、機組性能監測及運行過程控制等方面的需要。

2.7傳感器冗余策略

參數開關、熱電阻、熱電偶等各種傳感器冗余配置在大機組控制回路、保護邏輯中比較普遍，而截止目前依然沒有統一的標準可以參考使用，冗余過濫現象比較普遍。例如，封閉環調節被調量檢測（部分工程項目）均有三冗余傳感器設備配置，這種配置方案中，如果要分開操作保護與調節，液位開關（單臺高壓加熱器液位檢測用）和液位變送器配置數量最少需要三臺，這無疑需要更多的傳感器裝置，而過多配置傳感器的直接結果就是增大電纜電能耗費，加大投資力度，日常維護消耗等都會有一定程度的增加，因此究竟有沒有必要采用這種方案，需要從實際出發進行全面分析探討。

結語

綜上所述，我們可以看出在火電廠系統結構、運行管理都比較復雜。所以致使熱工自動化在設計與執行的過程中也是存在很多的問題，而熱工自動化的設計與節能減排的影響因素種類很多，所以就要求設計人員在設計的時候要充分的考慮各種因素的影響，綜合制定出適合該火電廠實際情況的設計方案。一定要注意節能減排的要求，這樣可以有效地節約能源，減少環境的污染。這樣可以為我國的可持續發展提供必要的條件，值得國家和單位提高重視度。

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