自动化技术在电厂节能减排中的应用研究

自动化技术在电厂节能减排中的应用研究

摘要：随着我国经济的不断发展和我国人民生活水平的不断提高，人们对于生

活环境的品质要求也越来越高。节能环保、绿色低碳的理念逐渐融入到我们的生

活中，人们对于环境的保护意识开始增强。而目前对我国自然环境影响最大的因

素就是人类所使用的能源，能源与环境的理念发生了变化，能源的充分利用和绿

色环保已经成为我们未来生活的可持续性的必要条件之一。如今，我国能源消耗

主要还是以火力发电的方式，消耗大量煤炭资源，造成了环境污染。

关键词：自动化技术技术应用节能减排

Wang Xiao-tao

（Yanan Power Generation Co.，Ltd Huaneng Group，Yanan 727506，China）

Abstract：With the constant development of the national economy and continuous improvement people expect their living environment better and better. Energy conservation，environment protection and green and low carbon are getting involved in our life. People increase the environment protection. Furthermore the energy we use is the biggest factor that influences our national natural environment. The concept of energy and environment has changed. The full use of energy and green environment has become one of the requirements of sustainable development in our future life. Nowadays，the major power consumption in our country is thermal power generation. It consumes a great deal of coal resource and makes pollution to the environment.

我国占地面积居世界第三，人口数量占世界第一。要完成其内部各个城市、

区域的正常运行，需要消耗的能源不可估量。我国大部分的发电厂属于火电厂，

通过锅炉-汽轮机-发电机完成蒸汽-机械-电能的能量转换过程。而电力能源作为目

前我国消耗最多的能源，在源头上降低能耗，实现绿色环保，对于整个国家的经

济和生活质量的良好发展有着重要的意义，所以，明确自动化技术在电厂节能减

排中的发展方向和广阔前景、研究自动化技术在电厂节能减排中的应用十分重要。

1.电厂节能减排的现状和效果

1.1电厂节能减排实施现状

目前，我国的发电方式主要由水力发电、风光发电、火力发电三种，这三种

发电方式中，效率最高的是火力发电。这是目前使用最广泛的一种发电方式，随

着节能降耗和绿色环保等政策的介入，我国对电厂的各类发电要求也愈发严格。

而大多数电厂已经出现设备老化，水资源的管理不够严格、机器运行效率不高、

煤炭燃烧质量极差、系统设计不够完好等情况，造成资源配置不合理，煤炭燃烧

后的烟气污染物过多，这种情况不但无法达成节能降耗的目的，反而还增加了污

染物对环境的影响，尤其是偏远地区的火电厂已经不符合国家的政策要求，因此

必须对其采取措施，通过技术的更新完成节能降耗。在这种情况下，我国虽然已

经竭力减少火电厂的数量，但是预计到2035年，火力发电仍是我国的主要发电

方式，我国目前的情况是，装机容量约十四亿千瓦，而火力发电占其中的75%，

因此减少火力发电厂的能源消耗仍是重点问题。

1.2.电厂节能减排实施效果

从国家开始重视节能减排，实施各种方针起，我国在发电厂供电消耗燃料方

面进步飞速，根据国家煤电节能减排升级与改造行动计划，到2020年，现役火

电机组改造后平均供电煤耗低于310g/kW.h，新建电厂平均煤耗低于300g/kW.h，开始了节能减排的大计划。从2017年起，通过国家的政策和各研究部门和电力

企业的共同努力，预计在三年之内可以达到电厂供电燃料消耗减少到300g/kW.h，节能方面争取达到世界一级水平。而在减排方面，在十年前，我国电力二氧化硫

排放量同比降低9%，厂烟气脱硫机组容量达到1.1亿kW，同比增长百分之4.8，成为我国减排工作的突破点。在2007年我国就已经达到烟气脱硫装置投运容量

占全部火电机组容量的二分之一，实现了二氧化硫的排放量在可控范围之内。就

当前的发展状况来看，我们取得的成果离不开国家的政策方针和企业工作人员的

重视度，最重要的是我们的科技水平在进步，作为世界上最大的发展中国家，我

们一直处于高速发展的状态。

2.影响电厂节能减排的因素

2.1燃料因素

在发电厂的工作流程中，对锅炉进行加热的燃料主要是煤炭、煤油等物质，

这些燃料的燃烧过程和生热质量都各不相同，而锅炉对产热水平的要求却十分统一，往往在燃烧生热的过程中，燃料燃烧不充分的情况十分严重，对火电厂的工

作效率产生了影响。由于我国的煤炭资源有限，而不同种类和处理方式不同的煤

炭其内部成分也不同，将其燃烧之后使得其自身性质与内部结构并不适应，产生

了燃烧不充分的情况，造成了大量能源的损耗，使电厂自身的发电效率受到了影响，因此发展自动化来控制生产能源的消耗程度是很有必要的。

2.2相关操作人员专业性不足

目前，我国发电厂的操作人员专业素质都不平均，大多只做到了利用锅炉完

成发电工作，而忽略了发电过程中的安全问题和节能降耗问题，缺少操作的规范性，因此导致他们自身对于节能减排工作的重要性了解的并不足，工作态度仅仅

停留在完成工作、缺少创新性和发展性方面。特别是近年来自备电站的工作人员

还在使用传统的人力检修技术，这种技术的局限性已经不能够满足当今社会对于

发电厂的要求，加上对节能降耗方面的不重视，导致煤耗量的增加。所以需要发

展自动化技术，以此减少人力的介入，增加工作效率。

2.3发电系统的运行消耗

一般来说，单个发电站需要承担整个区域全部设施和用户的电能需要，其发

电量和能量消耗指数都是十分庞大的数据，从电能的产生、传输到用户使用，这

些流程是一项巨大的工程，所以发电站不单单只是依靠一个产热设备，而是一套

完整且复杂的机器设备，而且其数量也很多，控制起来十分复杂，因此在电站锅

炉同时运行的时候，会发生不可避免的能量消耗，锅炉设备的自身运转就消耗了

大量的电能，虽然是发电厂自给自足，但是也会对电能的生产量和我国资源的合

理使用性造成影响，多余能量的消耗间接性影响了电站的经济效益和发电效率。

3.自动化技术在电厂节能减排中的应用与研究

3.1自动化系统的一体化

随着我国节能减排政策的推广和自动化技术的发展，在电力生产方面，通过

大量运用自动化控制系统，来提高生产水平，我国的大型发电站已经开始通过对

控制系统的自动化程度实现了技术突破、智能自我优化网络，大大增强了发电效

率和节能水平，同时降低了人力成本，减低了大量的运行成本和生产过程中的能

源消耗，不仅杜绝了无用损耗，更减少了实际消耗，自动化技术既帮助电厂实现

了节能减排的生产目标，又提高了企业自身的经济效益，在行业内处于领先水平，增强了企业的知名度和竞争力。还运用了智能优化控制技术、现场总线设备等应用，从数据采集、人工智能、模糊控制、神经网络等先进的控制算法，把机组数

据处理成直观、为数较少的性能结果客观的对进组的状态、趋势、性能进行分析