摘要：随着世界性能源危机的爆发和生态环境的恶化，节能环保技术逐渐受到世界各国的重视。火电厂作为高耗能、高排放的产业，实行节能减排、转变经济增长方式，是火电厂实现可持续发展的要求。将热工优化控制技术应用于火电厂节能工作，可以降低火电厂发电能耗，达到节能减排的目的。因此，简单概述热工控制系统及其在火电厂节能中的作用，并结合实际案例，分析热工优化控制系统在火电厂节能中的应用效果，以期对我国火电厂的节能减排提供参考。
关键词：热工优化控制；火电厂；节能
引言
节约能源、低碳经济是我国目前经济发展的重点。在常规的认知中，火电厂的热控效果对火电厂的节能没有切实关系。但是，实践研究表明，在火电厂的运作中，热控效果对整体的能源消耗具有很大影响。文章从汽温、主蒸汽压力以及汽包三方面进行火电厂节能减排效果的分析，旨在提供火电厂更好应用热控优化实现节能、提高经济效益的理论参考。
1传统火电厂存在的问题
1.1建筑能耗大
在传统的火力发电厂建筑中，由于发电厂厂房的隔热性能和厂房的门窗气密性较差，因此发电厂的采暖设备设置不够合理，导致火力发电厂整体能源的利用率较低，与国家提出的建筑节能标准相差较大。在我国，因为南北方的气候存在一定差异，所以在建设厂房维护设计过程中，南方地区的火电厂厂房普遍不需要进行保温设计，外围一般采用单层钢板，而北方地区火电厂的厂房需要在外围进行保温设计，一般采用双层且夹层有保温层的钢板。在相应的锅炉房中，一般根据南北差异会采用敞开式或者封闭式的维护结构。从节省能源的角度来看，火电厂应该将锅炉放在厂房内，因为这样有利于回收利用锅炉余热。在主厂房建设过程中，主厂房的外窗设计主要需满足室内的采光需求和厂房的通风需求。此外，外窗设计也影响了厂房的整体造型设计[1]。在我国，建设火电厂时，厂房一般为了建筑的立面美感，会采用大面积的玻璃窗。很多厂房设计中，玻璃面的面积甚至会达到50%，从而忽略了窗户在整体结构中造成热损失的最大部位，门窗不严实等现象会在很大程度上导致热量丧失。此外，由于很多火力电厂中没有合理利用锅炉房产生的热量，使其自由排放而影响机器的工作效率。
1.2运营管理不规范
电厂除运行生产过程中的能源消耗外，其厂区内部非工艺环节的生活、运营维护方面用水、用电往往得不到有效的管理，职工节能、环保意识薄弱，管理不完善，导致大量的电能、水资源和材料的浪费。例如，电厂里很多无人值守的设备用房，照明灯具仍二十四小时运行，严重浪费了电能;厂区景观设计选取不适宜地域性植物品种，如北方一些厂区选用耗水量较大的南方植物种植，导致厂区景观维护所需水量大大增加，还有厂区地面盐碱性严重，却种植普通植物，抗性差，存活率低，需经常更换，浪费资源。
1.3绿色建筑技术设计应用缺乏适宣性
《绿色建筑评价标准》于2011年8月9号颁布实施，促进了绿色民用建筑设计的发展和推广，而《绿色工业建筑评价标准》于2014年3月1号正式颁布实施，因此绿色建筑技术在工业建筑中的应用具有一定的滞后性，在电厂这一类型工业建筑中的推广和实施处于起步阶段，发展不平衡、不完整，尤其在电力工业建筑的节能标准和规范的制定上，还有待相关行业推进该项工作的发展，以此引导绿色电厂设计能够有理、有序、有效的展开。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。对于660MW机组，其氧量每升高1%，增加煤耗0.99g/KW，年增加燃烧用标煤6425吨，影响年度利润356.1万元。所以，通过热工送风自动控制，优化锅炉燃烧氧量控制，降低飞灰含碳和炉渣含碳量，可提高锅炉燃烧效率，从而提高经济效益。第二，控制磨煤机温度。为了确保锅炉的正常运行，必须限制磨煤机的出口温度。因此，需要在磨煤机出口添加一定比例的冷风，以减少流经空顶器的风量。所以在确保锅炉安全的前提下，要提高磨煤机的出口温度。通过热工控制系统，可以设定磨煤机出口温度，提高锅炉燃烧效率。磨煤机在运行过程中，如果风粉配比曲线与设计值出现了偏差，那么磨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，这时磨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，控制主蒸汽压力和主汽温度。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。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。对于660MW机组，主蒸汽压每升高1MPa，增加煤耗0.93g/KW，年增加燃烧用标煤6045吨，影响年度利润362.7万元。主蒸汽温每升高1℃，增加煤耗0.96g/KW，年增加燃烧用标煤6240吨，影响年度利润374.4万元。所以，通过热工自动控制实现对主汽压、主汽温的精准控制，能够提高机组经济效益，同时防止出现锅炉超温、超压爆管现象，影响发电机组的安全性能。第四，脱硫脱硝设备自动控制。随着国家对火力发电厂烟气超低排放标准的执行，石灰石粉、液氨、尿素成为环保设备运行的最大成本，手动控制SO2、NOX、颗粒物排放指标，为了确保不发生超标排放问题，手动控制目标往往大幅度低于国家标准，给企业增加了许多成本，如果利用入口浓度、风量、负荷以及总煤量等参数实现自动精准控制，将排放值控制在国家标准以下尽可能高的目标，既节约成本，又达标排放。能够给火电机组带来可观的经济效益。
3热工技术优化在火电厂节能中的应用
3.1DCS系统与其他系统组网应用
在火电厂中DCS系统已有较长的应用时间，主要是基于计算机局域网建立的控制系统。DCS系统可以有效结合局域网技术，与PLC系统、DEH系统、发电机组控制系统等多种控制系统结合，建立网络型控制系统。在DCS系统中有多系统冗余微处理器，当某个系统或某个微处理器发生故障时，系统整体不会受到影响，解决了集中故障缺陷。通过应用DCS系统可以将不同的系统设备信息相互汇通，能够对火电厂运行信息迅速掌握，不但能对各个区域运行状况进行实时监控，综合性管理，而且能够利用系统之间存在的性能关系，实现提前预判、精准控制，减少浪费。实现火电厂的自动化管理，同时可以优化设备运行方案，提高能源利用率，节能减排，提高火电厂的运行效率，创造更多的社会效益和经济效益。
3.2现场总线技术应用
在电厂中应用现场总线技术能够发挥较大的节能优势。将硬件设备的使用量大幅减少，计算机的优势在现场总线技术中得到充分地利用，通过PC控制站进行火电厂运行的控制，大大节省了硬件设备数量，节省了控制室的面积。节约了电厂的基建成本。此外，现场总线有着十分简单的安装方式，多个设备可以同时接入到同一条线路上，能够将安装费用大大降低，工作量也比较小，节省了大量的物力、人力。
结语
综上所述，在火电厂运作中进行运作的能源消耗降低是时代所需。通过文章分析可知通过DEH使用联合控制滑压方式的优化方式，送风自动优化锅炉氧量控制、SCR脱硝喷氨自动优化可以切实实现火电厂的能源消耗降低，通过DCS新技术的应用，可以大幅降低建设成本，节约人力，物力。值得火电厂在实际运作中根据实际情况合理使用。
参考文献
[1]梁景源.火电厂热工自动控制系统优化策略[J].中国科技投资，2017，（19）：131-132.
[2]张秋生.热工优化控制在火电厂节能中的应用效果研究[J].中国电力，2016，（6）：6-9.
论文作者:任晓斌
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第07期
论文发表时间:2019/8/15
标签：火电厂论文; 节能论文; 锅炉论文; 机组论文; 热工论文; 控制系统论文; 厂房论文; 《当代电力文化》2019年第07期论文;