摘要：随着社会经济的发展，人们的需求也在增加，对电能的要求更是不断提高，电力工业进入了飞速发展的阶段。热工自动化技术凭借可靠性和经济性等优势，逐渐成为火电机组发展的主要方向，火电厂是节能减排的主要对象，在热工自动化设计中也要注意节能减排问题。通过阐述火电厂热工自动化系统，分析了火电厂热工自动化系统的发展情况，提出了火电厂热工自动化设计中的节能减排措施。
关键词：火电厂；热工自动化；节能减排
1 我国火电厂热工自动化系统发展情况
1.1 火电厂热工自动化的主要系统
第一，数据采集处理信息系统。火电厂数据采集信息系统主要负责收集火电厂机组运行后的相关参数及设备状态的检测数据，在收集到火电厂产品的性能指标后，全面筛查，为火电厂机组操作人员提供更加高效的数据信息，从而达到提升火电厂数据采集信息准确性的目的。
第二，调节系统，调节系统主要是实现主汽温度调节、引风量调节等功能，火电厂调节系统也是人工自动化技术的关键核心。
第三，火电厂顺序控制系统。这一控制系统是负责所有火电厂辅机和设备启停顺序的控制。根据火电厂机组运行的实际状态，实时转换电厂设备的真实启停状态，进而保证机组运行的安全性。在现阶段的火电厂热工自动化系统中，火电厂变频器的使用范围逐渐扩大。在热工自动化设计中，设计人员要根据火电厂的实际网络运行状况，创建较为先进的通信网络系统，实现电厂各个区域信息之间的有效传输。在信息传输过程中，通信网络系统分为低速通信、中速通信和高速通信三个层面。
1.2 火电厂热工自动化系统特点
我国火电厂热工自动化设计采用的是多层化结构，每层与每层之间的操作对象及相对应的功能模块都存在很大的差异，因此，热工自动化系统有其专门的软件控制。一般高层的热工自动化系统都是从控制软件包的自动控制角度入手，对中层和底层软件系统进行综合管理。在火电厂运行过程中，设计人员要创建一个以火电厂运行数据处理为中心的信息管理系统，通过数据采集处理等模块，实现机组的自动化控制。软件平台与硬件配置之间的差异还是很大的，因此热工自动化系统具备以下几个特点；
第一，硬件积木化特点。对自动化系统功能模块的选择一般是在系统中甄选模块，这种做法对火电厂人工自动化系统的整体性不会造成太大影响。
第二，软件模块化特点。火电厂热工自动化系统为广大用户提供了大量的软件模块，这些软件模块具备实用性，可减少软件实际开发中的工作量，减轻工作人员的负担，大幅度提升整体工作效率。
1.3 热工自动化系统发展现状
火电厂热工自动化技术的发展主要经历了四个阶段，分别是就地控制、集中控制、计算机控制和分散型系统。在上述阶段中，分散型系统主要由交换设备、操作技巧等部分构成，具有分散控制、集中管理的特点。随着高新技术的不断融入，分散型系统可以直接控制比较复杂的电力生产过程，可以有效适应不同技术人员的操作需求，供火电厂工作人员各自操作。随着我国自动化技术的不断发展，主控与副控一体化成为了热工自动化系统发展的主要趋势，也加快了火电厂的信息化建设，不仅有效降低了火电厂的发电成本，还满足了低碳经济发展需求。未来，热工自动化系统的节能减排技术必定会成为我国火电厂设备更新的主要发展方向。
2 提升各类节能减排技术的可靠性
2.1 点火安全性
等离子与微油点火凭借其显著的环保效益得到了广泛的应用。但在低负荷条件或冷炉点火过程中，因煤粉无法快速燃烬，致使炉膛烟温快速上升，带来高温和超温隐患。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，如果点火偏向于一侧，还会造成锅炉内受热膨胀不均匀等问题。对于以上问题，一方面需要在设计过程中着重强化对于风速、风粉及煤粉的控制；另一方面需加大力度研发更为安全、可靠的危险物检测装置，以切实满足检测方面的需求。
2.2 联合脱硫与单元机组控制
火力发电厂常使用烟气石灰石湿法进行脱硫，配以独立控制单元，虽然其硬件与DCS可在一定情况下保持一致，但并不会影响系统的保护与联动功能。伴随环保要求日益严格，现阶段已提出了基建工程脱硫需要与发电机组实现同步投产的要求，而且还要求逐步取消传统的GGH系统，以降低安装增压风机方面的投入。基于此，对脱硫系统而言，其通道控制与锅炉控制必将形成一个整体，在发电机组DCS当中融入脱硫控制已是必然趋势。引风机与增压风机合二为一，此后引风机的功率将明显增大，严重影响电气设备方面的造价，对此应密切关注改用汽动驱动式风机的可行性。除此之外，还需注重GGH系统在改用水-气交换模式之后的控制方法改变。
2.3 准确获取主蒸汽流量
当前大容量发电机组主要使用间接换算法测量主蒸汽流量，这一计算方法起源于汽轮机基础理论包含的典型FLUGEL公式。具体计算时，仅需对可能限制到公式应用条件的因素，诸如对外供汽与再热器喷水等进行有效修正，就可以起到保证计算精度的作用，即可满足发电机组实际运行状态监视、机组性能监测及运行过程控制等方面的需要。
2.4 大型辅机变频控制
在具有负荷频繁调节与周期性大幅度变化特征的机械中合理应用变频器，能起到十分显著的节能减排作用，所以变频控制技术也逐渐被火力发电厂采纳。现以装机容量为320MW的火力发电厂为例，对变频控制应用的节能减排效果进行分析。该电厂凝结水泵在应用“一拖二”高压变频器进行调速控制以后，相比改造前的定速泵，年均负荷按80%计算，电厂总用电量降低了452.5kW，如果每年机组共运行5000h，则全年可节电近23000kW•h，节能减排效果十分显著。
3 实现燃料管理智能化
火电厂燃料过程管理主要包含五方面内容，分别为：燃料运输、称重计量、监督采样、化验分析和报表计算。其中，在燃料运输管理中，由于运输路线较长，所以在传统模式下很难进行有效监督；在称重计量管理中，容易发生不完全上磅、互换车牌与重复称重等问题；在监督采样管理中，大多由人工选择采样点和采样次数，工作量大且缺乏针对性；在化验分析的数字编码过程中，借助传统管理模式无法对供应商信息进行有效隔离；报表计算同样采用人工，不仅过程十分复杂，而且容易出错。
由此可见，实现智能化燃料管理，改进传统管理模式已经是势在必行，相比传统燃料管理系统，燃料智能化系统是多种先进技术的综合应用，如物联网技术、自动控制技术和信息管理技术等。
此外，它还是自动化与智能化结合的示范项目，可以将现场的不同环节整合成一个具有自动、高效和可靠等特征的智能系统，从而完成对不同环节的人员和设备进行管理。以燃料智能化系统的燃料智能监控中心为例，它能对燃料进厂、燃料称重计量、堆放保管、采样及管理、化验等进行实时管控，以集中的模式对各业务环节设备进行调控，并与视频图像监视为辅助手段，实现燃料无人值守智能化、流程化和自动化作业管理。
结束语
对于火力发电厂的热工自动化设计而言，影响其与节能减排之间关联性的因素有很多，且不局限于某一方面，还需技术人员更为深入的挖掘和积累。在密切关注节能减排设计的基础上，希望在那些先进、可靠的控制设备与系统应用方面采取行之有效的措施，从而取得全面的实施，为电厂技术改革创造动力。
参考文献：
[1]郝晓鹏.取向硅钢高温环形炉控制系统的设计与应用[D].东北大学，2015.
[2]傅彬.基于节能减排的火电厂热工自动化设计及应用[J].科技与创新，2014，24：71-72.
论文作者:耿伯儒
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/20
标签：火电厂论文; 热工论文; 机组论文; 自动化系统论文; 系统论文; 燃料论文; 节能论文; 《电力设备》2017年第20期论文;