浅议热工自动控制在发电厂节能减排中的作用方吉吉

方吉吉傅文才

（国家电投集团江西电力有限公司景德镇发电厂江西景德镇333000）

摘要：电能是当前社会中需求最为高的社会能源，火力发电也是电能生产的主要方式之一。但近年来随着能源消耗的不断增加，可以用来进行火力发电的能源开始出现了限制，因此节能减排就显得格外重要。节能减排是需要根据发电厂的实际情况进行确定的，，不同的机组功率所产生的节能效果也有所不同，因此需要加以重视。

关键词：热工自动控制；发电厂；节能减排；作用

电能始终是市场需求最高的社会能源，火力发电也是电能的主要来源，但随着能源消耗的不断加快，可用于火力发电的能源也不断锐减，目前节能减排成为保障火力发电长期发展的主要方式。节能减排需要根据发电厂的实际情况进行，机组功率的不同对节能减排的效果产生影响。辅助设备也是影响节能减排效果的主要因素，对机组与辅助设备进行合理改造与调整，在节能减排的大背景下，尤为重要。

一、我国火力发电厂系统应用现状

现代化电厂在应用自动控制理论层面上，多应用在火电厂热工自动化中。21世纪，包括火力发电厂在内的大型企业，一直在追求数字化、智能化。ＳIＳ概念从提出至今已有10年，在我国已经形成一批ＳIＳ开发商队伍；实时数据库系统一家垄断的局面也已打破，优秀的自主知识产权的数据库开始在市场上广泛应用；已有大约300个电厂在建和已建ＳIＳ，相当多的电厂取得了明显效果。但是，ＳIＳ的开发和应用仍然存在着相当多的问题，要走向完善和成熟远比ＤＣＳ困难得多。现在控制器的性能越来越强，在精度和速度方面都有提高。随着技术的发展和需求的变化，还会不断出现新的需要快速响应的回路，从节能减排角度来讲，需要复杂的现代控制算法，来提高效率、降低排放，这都离不开控制器性能的提升。

二、热工自动化技术的应用

2.1DCS

DCS是热工自动化技术的主要代表，其在火力发电厂中具备成熟的应用经验。DCS控制的主要条件是计算机局域网，在此基础上控制发电机组，形成网络化的控制系统。DCS系统中处理器的数量非常多，用于为火力发电厂提供到位的控制，消除系统缺陷的影响，即使一个处理器出现问题，也不会影响DCS系统的实际应用。DCS系统能够控制火力发电厂的建设规模，在很大程度上控制电缆的使用量，不需要投入过多的设备、元件。在DCS系统的支持下，可提高热工自动化技术的经济效益。

2.2自动控制

热工自动化技术的自动化控制用于管控火力发电厂中的调节系统，比如温度、燃烧等，促使火力发电厂具备自动控制的特点。以某火力发电厂为例，该火力发电厂充分发挥了热工自动化技术的优势，将自动控制应用到了3个系统模块中：①汽包水位系统。根据火力发电厂的电量负荷状态，调节单冲、三冲量，最主要的是实现自动化的调节，体现热工自动技术在火力发电厂中的控制优势。②燃烧系统。重点控制炉膛内的压力和火电厂运行中的送风量，无论是增加电量，还是减少负荷，都应按照自动控制的方式进行，并遵循热工自动技术的要求。③主汽压力系统。自动控制应用在水温调节方面，可实现主汽温度的调节。热工自动化技术主汽压力自动控制方面引入了模糊控制方法，提高了主汽的调节能力。

三、影响发电厂机组煤耗的因素分析

3.1汽轮机能耗指标

汽轮机是发电机的主要动力来源系统，在发电机的整体机构中占有重要位置，但也是能源消耗中，消耗较大的电力消耗源，由于汽轮机主要依靠气压而进行驱动，热量气流与气压均对汽轮机产生影响，其中通流效率、回热效率及冷端效率，对汽轮机的功率影响较大，在汽轮机能耗方面，真空度与加热系统的基本效率，是系统能耗的最主要影响因素。

3.2厂用电指标

机组厂用电指标主要是指厂用电率，影响厂用电率的主要辅机有引风机、送风机、一次风机、排粉机、磨煤机、二次风机、给水泵、凝结水泵、脱硫循环泵、脱硫磨机、流化风机、脱硝稀释风机等。厂用电率虽然不影响发电煤耗，但直接关系到火力发电厂供电煤耗的高低，厂用电率越小，供电煤耗越小。

3.3锅炉能耗指标

锅炉能耗指标在某些方面影响到锅炉的整体效能，煤在锅炉内经过长期的化学反应，热量急剧增加，使结构组织产生缝隙，最终被分解，整个过程期间所消耗的能源，即是锅炉能耗指标的主要标准。锅炉的能耗指标受到多个因素的影响，其中锅炉的基本燃烧效率、煤炭的质量、隔热能的损失与排烟度等，均对锅炉的能耗构成影响，在诸多的影响因素中，煤炭的燃烧质量尤为重要，在能耗方面影响巨大。

四、自动控制对机组煤耗的控制措施分析

4.1主汽压力自动

通常机组在负荷较低、煤质较差时主汽压力波动较大，影响机组带负荷能力，也影响机组自动滑压运行的投入。机组采用滑压运行方式时，主汽压力的滑压设定值较理论值偏小，因此，主汽压力对机组的供电煤耗稍有影响，但是，采用滑压运行方式极大地提高了整个机组的经济性，汽压自动投入滑压运行有利于节能。对于660MW超超临界机组主汽压力每变化1MPa分别影响煤耗0.33g/kW•h；对协调控制策略和参数进行精细的调整，合理确定滑参数运行区域的阀门开度和方式，优化主汽压力与高压调节汽阀开度，提高机组运行的经济性。

4.2气温自控

机组在负荷较低、煤质较差时主汽温度的波动较大，不利于机组安全、经济运行，影响机组节能减排。对于660MW超超临界机组主汽温度每变化10℃分别影响煤耗1.05g/kW•h；再热汽温度每变化10℃分别影响煤耗0.8g/kW•h。根据机组锅炉的燃烧特性设计汽温自动控制策略、优化控制参数，提高汽温自动调节品质。汽温稳定以后，可适当提高温度设定值运行，对于660MW超超临界机组如果平均主汽温提高4℃，煤耗可以降低0.4g/kW•h左右。再热汽温的调整特性不是很好，主要是燃烧器摆角难以投自动、烟气挡板调节性能比较差。当负荷比较高时，需要用再热器事故减温水参与调整才能保证再热汽温度不超标。再热器事故减温水的使用对供电煤耗的影响很大，再热汽减温水每增加lt/h，机组供电煤耗将升高0.2g/kW•h左右。

4.3辅机变频改造

辅机变频改造主要是针对风机及水泵的改造，由于电机机组功率的不同，所产生的电能也不尽相同，但风机与水泵的耗能却始终如一，因此构成了不必要的浪费。对风机与水泵的内部变频频率进行改造，通过降低电压，控制水泵与风机的电压使用总量，进一步做到对电量使用的限制。

结语

总之，火电厂机组节能减排、降非停是火电厂最重视的工作，节能减排工作不仅仅是锅炉、汽机专业的任务，热控专业也应站在节能减排的高度，做好系统自动调节等控制优化以及电厂入炉煤计量、节能指标计算用热工主要参数的准确测量等工作，为火电厂节能减排作出应有的贡献。

参考文献

[1]刘晶，赵艳，伍文娟.赵振宁：节能减排“科技尖刀”[J].华北电业，2017.

[2]黄舟萍.关于电力节能减排问题的思考[J].西部皮革，2016.

[4]我国“十三五”电力行业节能减排展望[J].化工设计通讯，2016.

作者简介

方吉吉（1980.10.22），性别：男；籍贯：江西乐平；民族：汉；学历：本科；职称：工程师；职务：电力工程技术工程师；研究方向：电力过程自动化。

傅文才（1989.04.06），性别：男；籍贯：四川泸州；民族：汉；学历：本科；职称：无；职务：热工点检；研究方向：电力过程自动化。