浅析火电厂热工自动化设计中节能减排 赵金锋

浅析火电厂热工自动化设计中节能减排赵金锋
发表时间：2019-03-13T14:28:37.370Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：赵金锋[导读] 摘要：随着科学技术的进步以及社会经济的飞速发展，火电厂建设规模不断扩大，热工控制要求也不断提升。

（黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司立达矸石热电厂黑龙江鹤岗 154101）摘要：随着科学技术的进步以及社会经济的飞速发展，火电厂建设规模不断扩大，热工控制要求也不断提升。

火电厂热工自动化控制系统在火电厂生产运行中发挥着至关重要的作用，其直接决定着火电厂发电效率。

文章对火电厂热工自动化设计中节能减排进行了研究分析，以供参考。

关键词：火电厂；热工自动化；节能减排前言：火力发电是全球最主要的供电方式，同时也是应用历史最久远的发电方式。

随着社会用电需求量的增加，火电机组的容量也随之增大，各项装置、自动化技术以及参数不断更新，火电厂热工自动化控制技术也得到了迅猛发展。

1 火电厂热工自动化技术概述
简言之，就是在测量和控制火电厂热力参数时无须人工操作，只需要通过自动化控制装置与自动化仪表提供的各种信息数据，便可实现自动化控制。

现阶段，越来越多的火力发电厂使用火电厂热工自动化技术，通过对该项自动化控制技术的应用，在减轻工作人员工作强度的基础上充分保证设备以及人员安全。

与此同时，应用火电厂热工自动化系统还能有效改善火电厂的工作环境、工作条件，提升机组整体工作效率。

火电厂热工自动化系统的涉及面非常广泛，一方面需要对发电机、汽轮机以及锅炉等重要设备进行自动化控制，另一方面需要对化学水处理设备、除氧器、给煤机等辅助设备进行控制。

由于火电厂控制设备不同、主机以及辅助设备不同，因此火电厂热工自动化系统非常复杂，需要不断完善及优化火电厂热工自动化技术。

2 火电厂热工自动化控制技术分析
随着科学技术的进步与发展，火电厂热工自动化控制技术呈现出系统化、可靠性、智能化以及高速性等特点，比较常用的火电厂热工自动化控制技术有如下三种：
2.1 现场总线控制
ＦＣＳ（现场总线控制系统）是企业数据通信与传输以及工业控制的重要环节，在现代控制系统中发挥着无可取代的作用。

在火力发电厂中，现场总线控制系统刚刚兴起，并逐渐取代了分散控制系统。

与传统的分散控制系统相比较，现场总线控制系统具有成本低廉、开放性强、结构优良等优势，其能大大提升火电厂热工控制的整体效率与性能。

一般来说，现场总线控制系统由生产管理层、控制网络层、监控网络层等环节组成。

监控网络层能实现装置优化控制以及高级控制策略，并与控制网络层合作，充分实现数据传输与共享。

工程师站以及操作员站负责对火电厂热工生产过程进行监视、管理以及系统维护。

2.2 智能控制
大型火电厂的设备结构以及种类都比较复杂，在热工控制过程中很容易出现强耦合、误控以及延迟等问题，因此，在火电厂热工控制过程中应积极采用新型的智能控制技术。

最常用的智能控制技术有如下几种：①锅炉燃烧过程控制。

这种控制技术是在锅炉燃烧过程中充分利用监控层及时监测与收集锅炉的燃烧状态，并使用智能化算法对锅炉燃烧情况进行智能分析。

现阶段，较为常用的智能算法主要包括专家系统、模糊控制、人工神经网络等，通过智能算法直接调节锅炉燃烧参数，全面提升锅炉燃烧控制的可靠性与效率。

②智能给水控制。

随着社会用电需求的增加，发电厂所需要的锅炉设备的规模也进一步扩大，传统给水控制经常出现给水缓慢、给水不足等问题，严重影响电力生产。

在给水控制过程中及时引入多层神经网络的智能给水控制系统能有效提高给水控制系统的可靠性与精准性。

这种智能化给水控制系统一方面提升了给水控制的整体性能，另一方面极大简化了给水控制系统的整体结构。

③智能温度控制。

在火电厂热工自动化控制过程中，锅炉温度的时变性比较强，传统温度控制方式无法达到理想效果。

现阶段，神经网络智能气温控制技术以及气温模糊控制技术得到了广泛应用，在智能气温控制系统的帮助下对锅炉气温进行智能化控制，在不同负荷状态下可达到优良的控制效果。

2.3 先进控制策略
在火电厂热工控制过程中，控制策略必不可少，这是智能化控制系统的重要组成环节。

现阶段，越来越多的研究人员将遗传算法、模糊控制、预测控制等控制策略应用到火电厂热工控制过程中去，通过实施先进控制策略，全面提升火电厂热工控制的精度以及安全性能。

3 热工控制系统在火电厂节能降耗工作中的作用 3.1热工控制系统降低锅炉能耗
排烟热损失是影响锅炉效率的重要因素。

锅炉的排烟温度和排烟氧量决定了锅炉的热损失。

锅炉在燃烧过程中如果燃烧不充分，也会增加煤炭的能耗。

影响汽轮机的热力学效率主要是主蒸汽和再热蒸汽的温度和压力，以及汽轮机调门的运行方式造成的回热系统效率、节流损失等。

3.2热工控制系统在火电厂机组节能减排中的作用
热工优化控制系统在火电厂机组节能减排中的作用主要体现在以下几个方面。

第一，送风控制。

火电厂机组的送风量影响到风煤比，造成锅炉内空气变化，从而影响锅炉的燃烧效率。

只有送风量达到一个最佳值，才能确保锅炉排烟热损失和机械不完全燃烧损失之和的数值最小。

所以，通过热工控制系统优化机组负荷和锅炉中的氧量，可提高锅炉燃烧效率。

第二，控制给煤机温度。

为了确保锅炉的正常运行，必须限制给煤机的出口温度。

温度过低，降低炉膛床温，损失热能，温度过高，给煤机皮带受热变形，缩短使用寿命。

因此，需要在给煤机出口添加一定比例的冷风。

所以，在确保锅炉安全的前提下，要提高给煤机的出口温度。

通过热工控制系统，可以设定给煤机出口温度，提高锅炉燃烧效率。

给煤机在运行过程中，如果风煤配比曲线与设计值出现了偏差，那么给煤机的出口温度一定会发生变化。

当送风量低时，排烟温度会升高，这时给煤机必须按照机组运行实际负荷设计一次风量，通过合理设置参数，有效减少锅炉的排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失，有效降低锅炉能耗。

第三，控制主蒸汽压力。

机组运行过程中，不同的煤种燃烧效率不同，锅炉燃烧的效率也不同。

所以，控制系统需要及时调整机组的运行参数，从而确定滑压参数运行区域内的阀门开度，优化主汽压力和高压调节阀门，确保机组运行的经济性。

第四，控制主汽温度。

如果主汽温度过高，那么会增加机组的负荷，影响到发电设备的使用寿命，严重时可能出现爆管等现象，影响发电机组的安全性能。

所以，需要通过自动化控制系统优化机组主汽温度，确保气温处于一个比较稳定的水平，提高机组的运行效率。

3.3 热工控制系统在燃料节能降成中的作用
燃煤是火电厂生产投入成本之一。

对于循环流化床锅炉而言，其最大特点是运行风速高，强化了燃烧和脱硫等非均相反应过程，提高难燃固体燃料能源的利用率。

通过热工控制系统对床温调节，可使锅炉整个符合变化范围内始终保持密相区床温850-950℃间的某一恒定值的最佳脱硫温度，可满足国家对火电厂环境保护的要求，同时提高锅炉对劣质燃料的适应性，从而大大减低生产成本。

结束语：
近年来我国的资源紧缺问题以及生态环境恶化问题变得越来越严重，促使人们的生态意识也得以提升。

这也就要求各电力企业能够加强对火电厂热动系统的节能改造工作，不断提升其能源利用效率，这样才能够帮助该电力企业获得良好的经济效益和生态效益，为该企业的持续稳定发展奠定良好的基础。

参考文献：
[1]毕锋石，张伟.火电厂热动系统节能优化思路与举措探究[J].科技经济导刊，2017（29）：79-80.
[2]肖婷婷，秦文影.火电厂热能动力联产系统节能探讨[J].化工管理，2018（5）：116.。