火電機組節能降耗中熱工自動控制系統的應用分析

北京京能電力股份有限公司 劉 冰

在當前社會經濟快速發展的背景下，當前階段全球的工業由于能源方面問題嚴重性的凸顯而受到了相應的制約，節能降耗工作因此受到了社會各界的廣泛關注，對其的開展和落實迫在眉睫。國家可持續發展理念的充分貫徹和落實，得到了眾多電廠工業部門的積極響應，在節能降耗方面的項目給予的重視程度越來越高，除能實現資源的有效節約、減少火力發電對生態環境所造成的污染，還能更好地控制成本，帶來更為可觀的經濟效益。

在電廠節能降耗工作開展的過程中，鍋爐、汽輪機以及相關的附屬設備等是其工作當中的重點內容[1]。同時，火電機組的熱工自動控制系統當中的相關因素會對其降耗方面產生較為嚴重的影響，比如數字電液控制系統及氣溫控制系統等。對自動控制的相關參數進行相應的優化，便能更好地實現火電機組節能降耗工作的有效落實，從而帶來更為可觀的經濟效益。所以加強對節能降耗工作的開展在實際生產方面所表現出的意義是積極的。不斷地優化和完善控制參數的設置，才能夠最大程度實現節能降耗效果的提升，提高所獲取的經濟效益。

1 火電機組的應用對環境造成的影響

火力發電為眾多供電模式當中的一種，通過對煤炭以及石油等一些相應化石燃料的燃燒便能夠有效地實現化學能先向熱能的轉化，在這個過程中所產生的蒸汽能夠為機器的運轉提供相應的動力。同時在這一過程中也存在熱能向機械能的轉化，以此來滿足機械以及一些重工業的生產對動力方面的需求。重工業在我國社會經濟發展的過程中所發揮的作用不容小覷，工業資料的產生主要是通過火電機組來帶動，而且廣大人民群眾日常的生活工作當中也需要消耗大量的電能，這便給火電機組給環境增添了一定程度的壓力，所以說，雖然火電機組為人們的生活帶來了很大的方便，但是其對生態環境所造成的傷害也是需要給予足夠的重視的。

如粉塵污染。空氣當中存在一部分顆粒非常渺小的粉塵，在呼吸的過程中這些粉塵非常容易進入到人體的呼吸道當中，情況如果較為嚴重很可能會造成呼吸道疾病。而且二氧化氮和二氧化硫也是對人體造成嚴重危害的有毒氣體，如果實際當中煤炭的燃燒不夠全面和充分、還會導致溫室氣體的產生，例如二氧化碳，其為加劇全球氣候變暖的重要原因之一[2]。

廢水污染也是火電機組對環境造成污染的一項重要內容，由于存在相應的供電企業的排污系統方面存在相應的缺陷，使得大量的工業廢水在沒有經過妥善處理之后就給予隨意的排放，導致許多的土壤和水流遭到非常嚴重的污染，甚至是造成毀滅性的影響。所以說，需要將火電機組工作的原理作為基礎來開展對其更為深入地探索和分析，從而采取合理有效的措施從根本上減少對能源的消耗，以此來緩解火電機組對環境造成的壓力。

2 對機組耗能造成影響的因素分析

2.1 鍋爐的能耗指標

實際當中火電機組的能耗指標具有較強的綜合性，除了能夠有效地反應出機組的具體運作水平之外，還可以表現出電廠綜合管理水平的高低。對于機組的能耗水平來說，其除了和基本設備和相關附屬設備的運行狀態之間存在密切的聯系之外，同時也深受工廠實際管理水平和所采用管理方法的影響。鍋爐能耗具體來說就是鍋爐的效率。比如鍋爐在固定時間所熔融化石燃料的數量，熔融過程的速度以及其熔融過程中所應用材料的種類[3]。

和其它國家相比，我國對鍋爐的生產以及應用要更加廣泛，在所有生產和應用的鍋爐當中有八成為燃煤鍋爐，對原煤的消耗量是非常大的，大約占據全國原煤產量的三分之一；就當前的總體情況來看，還是存在一大部分的工業鍋爐對能源的消耗量非常大，造成較為嚴重的資源浪費并且對環境造成的污染較為嚴重；當前我國每年燃煤鍋爐所排放出二氧化碳的量占據世界總燃煤鍋爐二氧化碳排放量的21%左右。因此怎樣能夠總體上實現對鍋爐效率的有效提高，減少鍋爐運行對能源的消耗是當下相關企業密切關注的一個話題。

要想實現鍋爐效率的有效提高，最重要的一點是能夠使燃料的燃燒更加充分和完整，在其燃燒的過程中為其提供足夠的氧氣，維持火力的高溫，保證其不會低于燃料的著火點。如果鍋爐效率獲得了提高，那么不但能夠降低其對能源的消耗，還能夠有效地減少其對化石能源所造成的浪費，實現對資源的充分利用。

2.2 汽輪機組能耗指標分析

和鍋爐能耗為鍋爐效率同樣，汽輪機組的能耗指標主要指的是汽輪機的效率。在這當中具體包括的內容有：熱端效率、冷端效率以及回熱效率[4]。而且汽輪機的效率與相關參數之間存在非常密切的聯系，在眾多參數當中，對汽輪機效率造成影響最大的參數為主汽壓力參數、真空度參數以及再熱汽參數。汽輪機自身所含有的噴嘴式與外缸很容易發生變形，這便是導致汽輪機組對能源消耗量較大的重要原因，除了會影響燃料的充分燃燒之外，還很有可能在燃燒的過程中散發大量的污染物。

要想能夠從總體上提高汽輪機組工作的效率，首先需要做的就是對實際當中的給水溫度給予嚴格地控制，使凝結器能夠保持最好的真空狀態，需要定期做好機組管道的清理工作，以此才能夠使蒸汽的輸送更加流暢，實現熱能向機械能的高效轉化。另外，對影響汽輪機組效率的相關參數進行調節的過程中，需要做好充分的考慮，比如各個因子之間所存在的關系，以此才能夠最大程度降低顧此失彼現象發生的概率，是實際實踐開展的過程中，盡量開展多循環參數的分析工作，這便有利于促進工作系統的可實踐性。

對于現代化社會來說，技術改造的可行性是較為突出的，所以需要在汽輪機組的技術改造方面進行相應的考慮，將實踐過程中存在的問題作為依據，特別為原理上的問題，來更好地開展全方位的技術改造。對于汽輪機的改造工作需要從凝汽器的角度開展，做好冷端系統經濟性以及安全性方面的充分考慮。

3 熱工自動控制系統對于電機組的節能降耗應用的分析

對于熱工的控制系統來說，通過對其控制進行相應的優化，并且保證機組參數調節的合理性便能夠很大程度提高節能降耗工作開展的效率，從整體上提高機組的效率。從機組煤耗的角度來說，熱工自動控制工作對其所造成的影響較大，比如數字電液控制系統以及汽溫控制系統等，所以實現對相關系統的有效調節，便能夠達到節能降耗的目的。

3.1 數字電液控制系統的控制方式對機組煤耗造成的影響

當下我國在電機組的汽輪調節控制方面主要應用的是數字電液控制系統，此種系統的設置主要應用以下的調節控制方式：單閥、順序閥，如果實際當中機組應用單閥系統進行，那么便很容易實現單閥的調節，但是在實際開展單閥調節的過程中會浪費許多的級節流；如果應用順序閥的方式，那么便能夠有效改善單閥控制方式對級節流浪費方面的問題，但是對其的調節具有相應的復雜性，但是此種控制方式能夠有效地實現節能降耗。依據相關的實踐統計能夠了解到，采用控制閥控制方式和采用單閥控制方式比較，對煤的節約量大于在4～8g/kWh，所以在機組運行當中應用順序閥控制方式較為適用。

3.2 主汽壓力自動控制系統對機組煤耗造成的影響分析

通常來說，導致機組主汽壓力發生波動的一項重要原因是機組的負荷比較低或是所應用的煤種質量低下，如果主汽壓力發生相應的波動，那么便會一定程度降低機組的負荷，所以需要對機組原本所采用的投入方式進行相應的改變。一般來說，機組通過對自動滑壓投入方式的應用，能夠為機組的正常進氣提供有效的保障，進而降低所造成的閥門節流損失，實現節能效果，從而更進一步提高經濟性。

要想實現主汽壓力自動控制系統的合理有效控制，就需要在導致主汽壓力發生波動的主要原因方面開展更為深入地分析和探索，制定多種控制方案，然后對其的相關參數進行有效地調整，應用更具合理性的閥門開度以及方式，再做好滑壓整個過程的控制工作，這樣才能夠更好地得到最佳降耗的目的，使機組運行的經濟性獲得更進一步地提升。

3.3 汽溫控制系統對機組煤耗造成的影響分析

如果汽溫過高的話，會對機組的正常運行造成較為嚴重的威脅，如果溫度超出了一定的范圍會很容易使得過熱器發生爆管的情況，最終使得機組系統的整體發生癱瘓；反之，如果汽溫過低，那么便會很大程度增加汽機內部的蒸汽濕度，不但會一定程度上加劇機組內部相關設施腐蝕的速度，還容易使得蒸汽管道內部的水壓過高使得所發生的振動更加劇烈[5]。所以，實現對汽溫控制的有效調節，才能夠更好地達到機組節能降耗的目的。

對于機組汽溫的控制來說，主要包括以下兩個方面：第一個為初始汽溫的控制，在對初始汽溫進行控制的過程中，需要嚴格按照相關的規定操作來完成初始參數的設定；第二個為再熱汽溫的調節，需要應用燃燒器機組整體開展調節來完成此方面的調節工作，再熱汽溫在供電煤耗方面所造成的影響是較為嚴重的。

4 熱工自控系統實施的意義

自動化為熱工自動控制系統最突出的一個特點，需要結合實際當中火電機組的具體運行情況，來自動化地使每一項相關設備的參數調整到最佳的水平，從而實現高效率、低能耗的最終目的；其次，熱工自動控制系統當中帶有相應的自主報警系統，如果在火電機組運行的過程當中發生任何的異常，比如電壓升高或者是電路發生短路等一些比較危險的情況，那么自主報警系統便能夠按照預先所設定完成的程序來自動完成問題的處理工作，以此來更好地維護終端設備的平穩運行，從整體上提高工作效率。如果實際當中所存在的問題對人的生命安全造成較為嚴重的威脅，那么自主報警系統便會直接跳閘，實現對人身的保護。

第三，如果存在設備運行的時間過久，此系統還能夠按照預先所設定完成的程序來自動地進行設備的檢修以及報告。總的來說自動化技術能夠在促進機組的安全經濟運行水平方面發揮非常重要的作用，如果相應的大型火電機缺少足夠高度的自動化，那么其安全經濟運行方面便很難得到有效的保障。

5 結語

總的來說，當前階段的電廠在節能降耗工作方面給予的重視程度越來越高，并且節能降耗工作在逐步地落實。主要的原因是因為節能降耗工作的開展除了能夠實現資源的節約、減少火力發電對環境造成的污染，還能夠很大程度上降低生產所需投入的成本，以此來為火電廠帶來更為可觀的經濟效益。對于機組節能降耗的工作開展來說，其中最重要的便是能夠對影響能耗量的相關因素有一個充分地了解和把握，對相關因素采取針對性地措施給予解決，以此來將熱工系統的作用充分地發揮出來。除此之外，在實際火電廠運行的過程中除了需要重點做好電能生產質量方面的充分考慮之外，節能問題也是需要重點探討的問題，這樣才能夠使火電廠獲得更進一步地發展。