摘要：当今社会对电能的需求量越来越高，发电方式也有许多种，但是火力发电还是电能生产的主要方式之一，国内约70%的供电还需要火力发电。但近年来随着能源消耗的不断增加，可以用来进行火力发电的能源开始出现了限制，因此节能减排就显得格外重要。节能减排是需要根据发电厂的实际情况进行确定的，不同的机组功率所产生的节能效果也有所不同，因此需要加以重视。
关键词：热工自动控制；发电厂；节能减排
一、热工自动控制技术应用的作用
1.1提高发电机组整体运行和监管的水平
通过观察热工自动化控制系统在电厂的实际运行可以发现，由于该系统的复杂性，因此在运行过程中必须加强对各机组的监视和操作，同时还要细化每一步指令。例如：通常情况下400～700MW的发电机组可达到6000点以上的信息总量，实际运行过程中也超过了1300个以上的具体操作指令。如果采用传统的人工操作模式来来完成对这些大容量发电机组的操控，并且还要确保其安全运行，显然难度极大。因此，发电厂要在机组的实际运行过程中全面提高监管力度。
1.2对过程控制中的专用软硬件加以优化和完善
当前大部分电厂热工自动化控制系统都是采用的分散控制模式，这种模式在提升汽轮机和锅炉的控制水平方面有较好的效果。然而，还是有一部分电厂仍然在使用传统的控制模式。例如，安装一些开关按钮和模拟仪表，如在控制台中使用轻量会导致DCS系统与锅炉、汽轮机和控制室之间的协调状况差，严重影响热工自动化控制水平。在电气控制系统中，DCS主要是在主建筑电力系统和发电机系统中的供电、支流和安全电力系统监控。近年来，随着火电厂热工自动控制系统的建设和发展，DCS在火电厂热工自动控制系统中的应用得到了广泛的应用。但是，DCS仍然存在一些不足和缺陷，例如智能化水平不足以及在实现上位机对现场仪表信息要求时较难等。因此，完善和优化过程控制专用软硬件对于电厂热工自动化控制技术的应用和创新有着极其重要的作用。
1.3单元机组的集中配置
在电厂热工自动化控制系统中，测量参数、处理信息数据、控制保护和报警都是通过自动仪表和自动控制设备来完成的。因此，有利于提高火电厂的安全性和可靠性，降低电厂的劳动强度，提高发电机的经济性。通常，火电厂热工自动化系统是由多个机组组成，并通过一系列不同的小型电子设备组成的电子机房，出现了超大控制室，对电厂单元机组的电子设备集中配置起到了良好的促进作用。
二、优化热工保护及计量对机组煤耗的影响分析
2.1停机不停炉程序优化对机组稳定及煤耗的影响分析
炉内掉焦、燃烧恶化引起的锅炉灭火事故原因清楚、过程简单，锅炉一般可以在吹扫后立刻重新点火进行恢复操作。如果在锅炉灭火后不联跳汽轮发电机，通过快速降低机组负荷至最低基本负荷，利用锅炉蓄热维持机组在网运行，同时迅速组织锅炉点火并快速恢复机组负荷，原则上可以实现停炉不停机，这对减少机组的非停、减少电量损失是十分有效的。
要实现停炉不停机功能要求控制系统能自动区分灭火原因，判断是否具备停炉不停机条件。当具备停炉不停机条件时，机组自动切至停炉不停机方式运行：即汽机快速降负荷，依靠锅炉蓄热维持机组带最低负荷运行，锅炉快速通风吹扫、点火和升温升压，快速恢复到具备正常带负荷状态。为了提高停炉不停机的成功率和自动化程度，同时又防止汽轮机进水、确保汽轮机的安全运行，需要对热工相关控制逻辑和联锁保护进行相应修改，同时也需要运行专业制定科学、合理、可执行的操作处理方案。
2.2节能指标计算用热工主要参数对煤耗的影响分析
数据的准确性和可比对性对于能耗计算十分重要。电厂热工人员应从节能减排的角度做好机炉效率计算、节能指标计算用热工主要参数的校验、维护工作，保证机组负荷、主汽压力、主汽温度、各汽水流量、真空、氧量、排烟温度等能耗计算用主要参数的测量准确，为节能减排分析提供可靠数据。
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2.3电厂入炉煤计量对机组煤耗的影响分析
煤炭消费的基本操作是可以准确地计算出相关数据，提高节能减排有一定的帮助，但有许多原因，一些电厂没有安装系统，但使用比较原始的电子皮带秤，这种方法需要相关人员掌握测量链码的基本方法，以及带及时调整以保证精度的平衡，这是对人才和计算能力的心理品质相关提出了极大的考验。根据相关数据，可以使用炉煤计算设备和电子皮带秤进行实验比较，结果表明，燃煤计算装置可以在0.5%的误差控制，而电子皮带秤的误差保持在1%左右，电子皮带秤在数据方面比较差。因此，电厂应加强电子皮带秤的定期校验和管理，减小计量偏差，提高正平衡煤耗分析数据的准确。
三、热控自动控制对机组煤耗的影响分析
3.1主汽压力自动对机组煤耗的影响分析
在正常的机组负荷范围内，主汽压力相对较小，并不会对机组产生较大影响，但是机组在负荷较低、煤质较差时主汽压力波动较大，影响机组带负荷能力，也影响机组自动滑压运行的投入。机组采用滑压运行方式时，主汽压力的滑压设定值较理论值偏小，因此，主汽压力对机组的供电煤耗稍有影响。对于660MW超超临界机组主汽压力每变化1MPa分别影响煤耗0.33g/kW•h；对协调控制策略和参数进行精细的调整，合理确定滑参数运行区域的阀门开度和方式，优化主汽压力与高压调节汽阀开度，提高机组运行的经济性。
3.2汽温自动对机组煤耗的影响分析
机组在负荷较低、煤质较差时主汽温度的波动较大，不利于机组安全、经济运行，影响机组节能减排。对于660MW超超临界机组主汽温度每变化10℃分别影响煤耗1.05g/kW•h；再热汽温度每变化10℃分别影响煤耗0.8g/kW•h。根据机组锅炉的燃烧特性设计汽温自动控制策略、优化控制参数，提高汽温自动调节品质。汽温稳定以后，可适当提高温度设定值运行，对于660MW超超临界机组如果平均主汽温提高4℃，煤耗可以降低0.4g/kW•h左右。再热汽温的调整特性不是很好，主要是燃烧器摆角难以投自动、烟气挡板调节性能比较差。再热器事故减温水的使用对供电煤耗的影响很大，再热汽减温水每增加lt/h，机组供电煤耗将升高0.2g/kW•h左右。对于660MW超超临界机组，通过优化给水自动可达到节能的目的，保持中间点温度的稳定，进而稳定主汽温度。中间点温度变化1℃主汽温度会变化5～10℃，而主汽温度变化10℃会影响机组煤耗1.05g/kW•h。
3.3加热器组端差对煤耗的影响分析
加热器组端差，需要对加热器系统的基本水位进行勘察，保障其能够在标准的范围内，在非工作阶段，可对加热器的水位进行调节，同时由于数量的准确性较低，对高低水位的要求不具备统一的标准，需要按照机组的实际情况进行设置，机组水位设置调节，要始终保持合理的设定，在系统处理方面，可设置为水位的自动调节，在一定程度上减少加热器端差，从而达到节能的基本效果。
3.4辅机变频改造对供电煤耗的影响分析
辅机变频改造主要是针对风机及水泵的改造，由于电机机组功率的不同，所产生的电能也不尽相同，但风机与水泵的耗能却始终如一，因此构成了不必要的浪费。对风机与水泵的内部变频频率进行改造，通过降低电压，控制水泵与风机的电压使用总量，进一步做到对电量使用的限制。该改造提高了风机与水泵运行的稳定程度，在一定较大程度上使其符合机组使用的标准。对高压辅机如一次风机、凝结水泵、引风机等电机进行变频改造可节电近30%，对低压辅机和外围设备进行优化和改造节电效果也十分明显，对变频改造后辅机的控制组态进行修改和控制优化，可保障改造后设备的安全稳定运行，为节能作出贡献。
结语
火力发电仍然是现代发电的主要结构，在火力发电的过程中能源消耗是关键性问题，有效的对发电设备进行控制，并优化发电结构，是节能减排的有效措施，同时在成本节省方面也有所帮助，由于火力发电系统组成较为复杂，火力发电的节能减排必然是一项大型的改革项目，需要在不断地探索中，对各类设备做逐一的调控与节能工作，从源头上对进行节能减排工作，为保障火力发电厂的长期稳定发电而不断努力。
参考文献：
[1]刘龙翔.火电厂热工自动化设计中的节能减排研究[J].四川水泥，2015（12）.
[2]孙建军.浅谈火力发电厂基建工程在热工专业上的节能减排及质量控制措施[J].中国电力教育，2010（27）：253-254
论文作者:武俊杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/5
标签：机组论文; 煤耗论文; 节能论文; 热工论文; 电厂论文; 负荷论文; 火力发电论文; 《电力设备》2019年第3期论文;