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摘要：在绿色节能发展要求下，降低火电厂机组设备的资源消耗和能源消耗任务紧迫，需要积极采用先进的技术设备，调整机组运行模式。本文首先对火电设备机组煤耗的主要影响因素进行分析，包括锅炉能耗、汽轮机能耗和用电设备能耗等。在此基础上，分析热工仪表和自动控制技术对火电设备机组节煤降耗的影响作用，以期为火电发电厂的应用提供参考。
关键词：热工仪表；自动控制；火电设备机组；节煤降耗
在日益突出的能源环境压力下，节能降耗已经成为各个行业发展必须关注的问题。科学技术的发展为改进生产技术，降低生产能耗提供了有力支持。火力发电属于高能耗和高资源消耗产业，对其生产技术进行改进尤为重要。在此方面，目前热工仪表和自动控制技术已经在火电厂设备机组中得到了一定应用，对降低机组能耗和煤耗有显著作用。因此，应推广热工仪表和自动控制技术在火电机组设备中的应用，发挥科学技术的优势，实现节能降耗目标。
一、火电设备机组耗煤的影响因素分析
目前火力发电仍为国内发电的主要形式，火电机组是电力企业的重要生产设备。在其运行过程中，会产生大量的能源消耗。其主要供应能源为煤炭，为降低不可再生能源的消耗，必须着手改进火力发电生产技术。在此过程中，需要对火电设备机组煤耗的主要影响因素进行具体分析，主要包括：
（1）锅炉能耗，在火力设备机组运行过程中，锅炉能耗是其重要的性能指标，也是整个机组的核心部分，对火力发电过程影响重大。锅炉能耗与热效率联系密切，包含众多影响因素。在锅炉废气排放过程会释放出一部分热量，进而会增加能耗，影响产量。要解决这一问题，需要从细节处着手，科学设计运行流程；
（2）汽轮机能耗，汽轮机也是火电设备机组的重要组成部分，在火力发电过程中，必须对汽轮机工作状态进行密切关注。由于汽轮机在整个机组设备中属于热电转换的中枢设备，会直接影响火力发电厂的生产效率，其自身运行水平也是目前火力发电厂生产效率的主要限制因素之一。在对汽轮机能耗水平进行评价时，主要指标包括通流效率、热端效率、冷端效率等。需要在运行过程中定期对凝气器工作状态进行检查，确保凝结水过冷度。补水其实回热系统的主要组成部分，主要影响水蒸气利用效率，需要对这些能耗影响因素进行实时监测；
（3）用电设备能耗，在火电设备机组运行过程中，还需要依靠许多辅助发电设备，完成机组驱动工作，主要包括磨煤机、鼓风机和排粉机等。这些用电设备的电能消耗也是火电设备机组能耗的一部分，会对其整体发电效果产生影响，也需要加以关注[1]。
二、热工仪表及自动控制对火电设备机组节煤降耗的影响
在应用的过程中，热工仪表及自动控制的显著优势就是能够进行自动化操作，也就是说将其应用在火电设备机组之中，能够有效减少工作人员对设备运行的干预。在对火电机组设备进行控制的过程中，工作人员能够通过系统中的传感器，获取更多关于设备的运行信息，然后由计算机对其进行调节，从而在提高运行效率的同时，还可以有效降低设备对煤炭、能源的消耗，实现节煤降耗的目标。
热工仪表及自动控制系统主要由DCS系统、中央工作站、局域网、现场控制站等部分组成。由终端监控层设定PID参数，总线接口采用RJ45接口。采用的热工仪表带有工业标准电流信号4~20mA，可输出4~20mA模拟信号。现场PLC站内采用RS485串口，局域网采用异步RS-232C和RS-485通信接口。显示系统配置TP37触摸屏人机交互界面，支持可视化显示和操作。
在实际应用的过程中，热工仪表及自动控制火电设备机组的影响主要表现在以下几方面：
（一）对负荷变化的影响
在火电设备机组的运行中，其负荷的变化会对产生一定的影响，主要体现在能耗、发电效率两方面。在火电设备机组正常运行的过程中，一旦设备的负荷发生变化、波动，那么其运行状态必然会受到严重的影响。同时，火电设备机组运行的负荷，还会在很大的程度上降低其自身的燃煤质量与效率，甚至影响火电设备机组的自动运行方式。
针对这样的现象，工作人员就可以将热工仪表及自动控制应用在火电设备机组的运行中，从而减少负荷的变化，避免产生较大能源、煤炭消耗。具体而言，将热工仪表及自动控制应用在实际工作中，能够有效减少火电设备机组中相关阀门的实际损失，实现节流的目的。同时，采用热工仪表及自动控制方式，还可以在火电设备机组运行的过程中，保证机组的进气量，从而进一步实现节能、减排的目标，发挥热工仪表及自动控制的作用，减少火电机组设备对煤炭的消耗。以600MW火电机组为例，通过应用热工仪表及自动控制技术，可以使供电煤耗从320g/kWh降低至283.2g/kWh,降低量为36.8g/kWh，节能率为11.50%。
（二）对DEH系统阀门的影响
实际上，对火电设备机组进行节能减排工作，不仅仅是发电厂、锅炉管理部门的责任，其热控部门同样需要承担起节煤降耗的责任、义务，即通过测量采纳数，并对其进行优化、控制的方式，实现节能减排的发展目标。结合相关的数据资料，我国大多数的火电设备机组基本以DEH技术为基础，主要是通过顺序阀、单阀的方式实现对系统的控制。
具体而言，在应用热工仪表及自动控制期间，顺序阀具有良好的节流效果，但是其自身的调节能力相对较弱，而单阀则具有良好的调节效果，但是调流的作用并不明显。因此，为了能够保证火电设备机组具有良好的节煤降耗效果，就需要在应用热工仪表及自动控制的过程中，采用的顺序阀的方式对火电设备机组进行控制。通过这样的方式，通过热工仪表及自动控制方式，能够保证DEH系统按照正常的顺序进行工作，从而全面提高火电设备机组运行的稳定性。当火电设备机组的运行进入正常的程序之后，就可以使用单阀对DEH系统进行控制，保证火电设备机组能够平稳运行，并实现节煤降耗的目标[2]。以1000MW机组为例，机组设计发电煤耗为298.51g/kWh，改造后发电煤耗为270g/kWh，节能率为9.55%。
（三）对温度高低的影响
对于火电设备机组的运行而言，温度也是影响能耗的关键因素。具体来说，在火电设备机组运行期间，如果设备的温度过高，那么就会严重影响系统的运行状态。如图1所示，汽轮机在火电设备机组中具有重要地位，一旦其管道破裂，导致安全事故的发生。对此，为了确保火电设备机组能够稳定运行，就应该将热工仪表及自动控制应用在工作中，从而避免温度问题对火电设备机组的不良影响，通过这样的方式调节给水系统的问题，保证汽轮机能够更加安全、平稳的运行。实际上，将热工仪表及自动控制应用在火电设备机组之中，对于温度的控制主要就是表现其能够确保蒸汽温度的合理性，践行可持续发展理念，推动我国火力发电事业的进步。
图1 火电设备机组示意图
结语
综上所述，在火电设备机组的运行中，存在很多影响节煤效果的因素，需要工作人员应用热工仪表及自动控制加以控制。以此为基础，通过热工仪表及自动控制，提高了火电设备机组负荷的稳定性，增强了DEH系统阀门的性能，并将温度控制在了合理的范围之内，从而为实现节煤降耗奠定了基础。所以，为了落实可持续发展的目标，可以将热工仪表及自动控制应用在实际工作中。
参考文献
[1].2016年全国火电设备平均利用小时同比降低199小时[J].中国煤炭,2017,43(02):47.
[2]罗婵纯. 火电设备智能诊断模型研究与应用[D].湖南大学,2016.
论文作者:况卫国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/5
标签：火电论文; 机组论文; 设备论文; 自动控制论文; 热工论文; 仪表论文; 节煤论文; 《电力设备》2018年第9期论文;