摘要：我国70%以上的电能都是由火电厂提供的，但火电厂发电过程中需要耗费大量的煤炭资源，而煤炭燃烧过程中会产生大量的二氧化碳和二氧化硫，对环境造成了严重污染，也是造成温室效应的主要根源。为了保护人类共同的环境，国家提出要转型升级经济，调整产业结构，大力发展低碳经济。火电厂作为高能耗产业，长期在生产过程中大量消耗煤炭，排放大量的二氧化碳。因此，提高火电厂发电效率，降低能耗，迫在眉睫，对促进我国火电厂可持续发展也具有重要意义。
关键词：热工优化控制；火电厂节能；应用
1传统火电厂问题分析
1.1建筑能耗大
主厂房维护结构的保温隔热性能以及门窗、洞口的气密性较差，采暖设备设置不合理导致能源利用率低，与国家不断提高的建筑节能标准之间的差距较大。南北方地区主厂房围护结构设计有一定的差异:南方地区不需要做保温，电厂主厂房一般采用单层的彩色压型钢板;而北方地区由于保温隔热的需要，通常采用双层且中间具有保温层的压型金属板;锅炉房相应采用的是敞开式或封闭式的维护结构，但从节能的角度考虑，应将锅炉放置厂房内，便于对锅炉设备的余热进行回收利用。
主厂房外窗的功能主要是满足室内采光和自然通风，此外，也会影响建筑立面效果和造型。在一些电厂设计中为使建筑立面美观，而设置大面积的玻璃窗，甚至窗墙比达到30%}SO%。但却忽略了窗户是维护结构中热损失最大的部位，门窗不严或气密性差，导致的冷风渗透带来的热量损失是相当大的。汽机房以及锅炉房生产过程中产生的热量，没有达到合理收集和利用，任其自由排放既提高了室内温度影响室内热舒适性，也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。
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。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。
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3火电厂热工自动化的应用
3.1推广使用火电厂热工自动控制辅助系统
火电厂的运营和生产压力正在与日俱增，在工作中一旦出现操作上的失误，就会给电厂带来巨大的损失，甚至让火电厂直接陷入瘫痪状态。为了避免这种况发生，就必须推广和使用自动控制辅助系统，自动控制辅助系统会为火电厂工作的安全运转提供保障。湖南大唐华银耒阳发电分公司，就是使用辅助系统的典型代表。该厂根据不同车间设备的情况，针对性地设计了不同类别的辅助控制系统，良好地处理了各车间设备物理接口与通信协议的关系，使数据能在两者间进行转换。通过使用自动控制辅助系统，该厂的效益也逐年稳定增加，显著提升了自身的竞争力。
3.2提高分散控制系统的智能化程度
在我国，有些火电厂的分散控制系统智能化程度十分低下，一旦有线路和设备出现故障，系统很难自动完成故障的处理，从而直接威胁火电厂的安全运营，甚至给火电厂造成很大的损失和伤害。而智能化程度较高的分散控制系统，在设备和线路出现故障时，便能自动将故障进行处理和解决。智能化控制在火电厂的工作中有很多体现，例如可以通过自系统对锅炉内的燃料进行智能控制，从而增强燃料的燃烧效率，使炉内各项指标达到所需的要求，降低了燃料燃烧对空气质量的污染，起到了节能环保的效果。
3.3APS技术的应用
APS技术作为控制机组工作顺序的基本工作系统，同样是实现火电厂自动化控制工作的基础，也是火电厂热工自动控制系统的重要组成部分之一。APS技术通过对火电厂机组控制顺序进行优化，提高机组的工作效率，从而减轻技术人员的工作强度，很好地降低了火电厂的运营成本。
3.4智能控制在火电厂热工自动化的应用
过热的汽温是锅炉运行质量的重要指标。通过使用神经网络模糊控制器来改变温水量，从而实现锅炉过热汽温控制，解决火电厂过热汽温控制的难题，有效改善系统的性能。由于锅炉燃烧系统是不受任何因素干扰且不停波动的，所以它的判断规则集包含很多的方面，如煤厚调节子集、逆风调节子集、工程判断子集、执行机构故障检验子集等等。实际上，使用智能控制技术在解决了系统不确定性的同时，也提高了系统的控制精度和控制品质。
4热工优化控制在火电厂节能中的应用效果
根据当前我国大部分机组的情况进行分析计算，发现当主蒸汽温度降低1 ℃时，汽轮机组的消耗量将提高0.032%，也就是2.5 kJ（kw•h）-1 热量。研究表明，发电机组的容量越大，主蒸汽温度对汽轮机的耗能也越大。所以，为了降低汽轮机的消耗，需要提高主蒸汽温度和再热蒸汽温度控制的精度，减少机组能耗。为了更好地得到优化控制效果，对投入运行一年的600 MW 火电厂发电机组各个参数进行对比，同时分析机组经济性，以及主、再热蒸汽温度变化对机组经济平均指标的影响。通过热工优化控制系统优化600 MW 机组主、再热蒸汽温度后，机组能耗降低了0.14%，发电机组效率提高了0.141%，发电耗煤量降低了0.418 kJ/（kw•h）-1，节能效果明显。
结语
电厂进行热工优化能够有效地提高能源利用率，可以降低电厂的能耗。在电厂运行中引入计算机控制技术、DCS控制系统等先进的软件、设备、方法都有助于优化电厂的生产运行和实施监控。自动化生产和管理是未来电厂发展的趋势，自动化水平的提升能够保证电厂的安全性和运行高效性，有助于电厂的节能减排。在未来发展中，应当不断提高对自动化技术的应用。
参考文献
[1]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,2016,49(06):6-9.
论文作者:朱文良
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
标签：火电厂论文; 机组论文; 锅炉论文; 电厂论文; 温度论文; 热工论文; 控制系统论文; 《基层建设》2018年第35期论文;