（辽宁清河检修有限公司 112003）
摘要：随着现代社会的发展，能源消耗不断扩大，生态环境也不断恶化。火力发电厂作为高耗能的产业，实行节能环保技术势在必行，也是我国火电厂想要实现可持续发展的必然要求。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。在火力发电厂中，运用热工优化控制技术不仅能够降低火力发电厂的能耗，而且能有效改善火力发电厂的排放问题。因此，研究分析热工优化控制在火电厂节能中的应用具有重要意义。
关键词：火电厂；节能；热工优化；热工自动控制；火电厂节能；优化控制导则
前言
在我国的电能总量中，超过70%的电能来自于火电厂。在火电厂运行过程中，煤炭是主要的燃料类型。但是，由于煤炭燃烧会释放大量的二氧化硫与二氧化碳气体，严重污染我国的环境，而二氧化碳也是产生温室效应的主要根源。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。因此，为了保护全球环境，我国提出了经济升级与转型，不断调整自身的产业结构，大力发展可持续化低碳经济。
一、热工优化控制概述
煤炭资源的消耗巨大，但是资源消耗的程度却不能与发电厂的发电率成正比。我国发电厂的现状与国外的六七十年代的发达国家水平相当。究其原因，主要存在锅炉线率不高等问题。因此，在火电发电厂运行过程中，必须采取合理措施，才能有效控制影响火力发电厂的各类因素。但是，由于我国电力事业的不断发展，当下的火电发电厂已经不能满足人们对节能减排的要求。因此，在现代化信息高度普及的情况下，火力发电厂逐渐向地洞滑阀箱发展。其中，热工优化控制系统根据热力学定律，在火电发电厂运行中可合理控制发电过程的温度等参数，从而使火力发电厂实现节能减排。
二、汽温优化控制的应用效果
在对各种300MW以上容量的典型机组进行深入细致分析后，通过计算得知，在主蒸汽温度降低1℃的情况下，汽轮机的热消耗会相对升高0.032%，换化为功率相当于2.5kJ/（kW·h）。根据相关的数据显示，随着机组容量的不断增大，主蒸汽温度对于整个汽轮机的热消耗影响程度越大。为了实现汽轮机的热消耗降低，进而实现火电厂的能源消耗降低，需要适当地提高主蒸汽温度、再热汽温自动控制的控制系统精度，并且降低超调量，进而实现设定值的提升，达到主蒸汽温度、再热汽温“压红线”状态下的运行。根据相关数据显示，改善自动调节品质，其对于机组的运作效率影响很小；通过优化控制系统的工作状态，能够有效提升机组0.05%～0.20%的工作效率。
三、传统火电厂存在的问题
3.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆很多厂房设计中，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。
3.2运营管理不规范
在火力电厂运行过程中，除了电力设备产生的能源消耗外，厂区内部的运营维护、用电等问题尚未得到有效管理，使得电能、水资源等产生不同程度的浪费。例如，在我国，火力发电厂有很多设备用房没有人值班却灯火通明，严重浪费了电能资源。这些现象的产生很大程度上是由于发电厂的管理不善造成的，因此火力发电厂的运营管理当前亟待改善。
四、火电厂能耗影响因素
4.1锅炉方面
在火力发电厂中，造成能源消耗的主要原因是锅炉的燃烧率较低。火力发电厂发电过程中，锅炉设备是发电厂最消耗能量的部分。在锅炉设备进行煤炭燃烧的过程中，常常存在能量损失情况，这与锅炉设备中漏风、漏粉等有着直接关系。造成锅炉设备泄露的原因主要有以下几个方面。第一，锅炉设备中应该进行彻底燃烧的气体与固体没有进行充分燃烧。第二，锅炉设备运行过程中产生了热损失。第三，在对锅炉设备进行烟尘等排除的过程中造成了热损失。以上三点是造成锅炉设备能量损失的主要因素。在锅炉设备运行过程中，只有保障锅炉的内部能够进行稳定燃烧，才能使蒸汽参数趋于稳定，才能保障火电厂机组的正常运转。
4.2汽轮发电机方面
火力发电厂运行过程中，能耗问题会受到高压加热器、气温等多方面因素的影响。例如，在汽轮机中，喷嘴与叶片在运行过程中会产生一定程度的摩擦，导致叶片的顶部发生漏气等现象，最终导致汽轮机在转换热能的过程中，蒸汽并不能完全转化为内功。在火力发电厂中，较常见的汽轮机设备是喷嘴配汽车定压。汽轮机的进油量多是有其调节阀门进行控制。在汽轮机正常运行过程中，由于调解阀门在特定范围内产生的节流损失始终存在，尤其汽轮机在低负荷情况下，调节气门的开启次数变小将导致产生的损失变大，甚至会超出一定的定压运行参数，导致火力发电厂在运行过程中能量消耗变大。
五、热工控制系统在火电厂节能降耗工作中的作用
5.1热工控制系统降低锅炉能耗
在锅炉效率影响因素中，最重要的因素是排烟热损失。如果在锅炉运行中运用热工控制系统，那么将很大程度地控制锅炉的排烟温度和排烟氧量，避免锅炉产生热损失现象。此外，在汽轮机设备中运用热工控制系统，从而调整汽轮机调门运行方式，能够有效避免汽轮机回热系统产生故障而造成节流损失等情况。可见，热工控制系统的使用，很大程度上降低了火力发电厂的能耗，有利于火电厂可持续发展目标的达成。
5.2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。在火电厂中，电厂机组的送风量直接影响风煤比，从而造成火电厂的锅炉内部产生空气变化，影响锅炉燃烧的效率。只有火电厂机组的送风量能够达到一个最佳值，才能确保火电厂锅炉的热损失值降到最低。因此，在火电厂运行过程中，通过热工控制系统可以控制机组与锅炉中的氧量，提高锅炉整体的燃烧效率，提升火力发电厂的整体运行效率。
第二，控制磨煤机温度。为了火力发电厂中的锅炉正常运行，必须限制磨煤机的出口温度。因此，在磨煤机运行过程中，一定要添加一定比例的冷风。只有这样，才能减少空顶器的风量。因此，在保证锅炉能够正常运行的情况下，要有效控制磨煤机的出口温度。在磨煤机运行过程中，如果送风量变低，那么磨煤机的排烟温度将升高，这时磨煤机一定要在实际负荷下设计风量，然后通过合理的设置参数减少锅炉的热损失、机械不完全燃烧的损失等，最后有效降低锅炉中的能耗。
第三，控制主蒸汽压力。火力发电厂的机组在运行过程中，由于不同煤种之间的燃烧效率不同，锅炉的燃烧效率也不尽相同。所以，控制系统需要根据机组的情况及时调整参数，确定阀门的开度，最终优化主汽压力，保障火力发电厂机组运行具有经济性。
第四，控制主汽温度。在火电厂的机组运行过程中，如果主汽温度过高，那么很大程度上将会增加机组负荷，影响机组的使用寿命，严重时甚至产生爆管现象，从而影响机组的整体安全性能。通过热工优化控制系统优化主汽温度，可使温度趋于稳定，大幅提升机组的运行效率。
小结：
在火力发电厂运行过程中，通过热工优化控制系统，能够有效提高锅炉设备中的燃煤效率，有效提升火电厂机组的发电效率，降低煤炭的消耗量。随着社会的不断发展和现代化信息的快速普及，很多自动化设备应用于火力发电厂，极大促进了火力发电厂向更智能化的方向发展，提高电厂的运行效率，实现火力发电厂节能减排的目标。
参考文献：
[1]陈忠平.热工自动控制在火电厂节能减排中的作用分析[J].产业与科技论坛，2014，13（5）：57-58.
[2]马瑞，高静.机组煤耗因素分析及热工自动控制对节能降耗的探讨[J].科技信息，2011，（21）：359.
[3]朱北恒，尹峰，陈波，罗志浩，张永军.电站热工优化控制平台的开发与安全架构研究［J］.浙江电力，2016，32（03）：35~38.
论文作者:齐宏达
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/3
标签：火电厂论文; 火力发电厂论文; 锅炉论文; 机组论文; 过程中论文; 热工论文; 汽轮机论文; 《河南电力》2018年23期论文;