摘要：随着经济的迅速发展，21世纪全球工业都随着能源问题的凸显而受到不同程度的制约，节能降耗工作的开展成为了一项亟需落实的问题。随着国家可持续发展战略的提出，相关电厂工业部门也予以响应。对于节能降耗项目越来越重视，这不仅仅可以有效地节约资源，降低火力发电的污染，同时也能有效控制生产成本，提高经济效益。另外，对于发电企业来说，机组一次调频调节品质也将会影响汽轮机调节系统的寿命，甚至会导致机组安全稳定运行事故。本文就对热工自动控制系统在火电机组节能降耗中的运用进行分析和探讨。
1浅析火电机组的使用给环境带来的压力
火力发电是一种供电模式，燃烧煤炭、石油等化石燃料将化学能转化为热能，其中产生的蒸汽可以推动机器运转，在此过程中，又将热能转化为机械能，最终为机械等重工业生产提供动力。重工业在我国经济发展中占据重要地位，而工业资料的产出由火电机组带动。再加上居民生产生活等用电的输出，火电机组无形之中给环境带来了巨大的压力。火电机组虽然带来了很大便利，但是其对环境带来的不良影响也是不能忽略的。首先是粉尘污染，尤其是一些直径非常小的颗粒性粉尘，容易随着人们呼吸而直接进入呼吸道，从而引发一系列的呼吸道疾病。其次是二氧化硫、二氧化氮等有毒气体污染，由于煤炭等化石燃料的不完全燃烧还会产生的温室气体，如二氧化碳，其在加剧全球气候变暖中，占据极大部分比重。废水污染也是一个重要方面，一些供电企业没有完善的排污系统，将未经处理的工业废水肆意排放，导致土壤、水源等受到严重污染，有些甚至是毁灭性的。以上种种包括水污染、大气污染、土壤污染等都是火电机组的使用给环境带来的压力，因此我们需要从火电机组工作原理的角度考虑，如何从根本上减少能耗，减轻对环境的压力。
2机组消耗的影响因素分析
2.1锅炉能耗指标分析
锅炉的能耗指标主要是指锅炉效率，锅炉的效率为一个机组的经济性重要指标，反映的是锅炉的一种综合水平。其中对于锅炉效率的影响因素有以下几个：排烟热损失、不完全燃烧损失、散热损失、灰渣热损失。主要的影响参数为排烟温度、烟气含碳量、漏风率和烟气含氧量。其中，排烟的热损失对于锅炉效率的影响最大，其次为不完全燃烧损失，再者为散热损失和灰渣热损失。然而，降低排烟温度、减小排烟热损失又与燃料的品种和完全燃烧率息息相关。
2.2汽轮机的能耗指标分析
汽轮机的能耗指标主要是指汽轮机效率，其中包含热端效率、冷端效率、回热效率等。主要影响参数为主汽压力参数、再热汽参数、真空度参数等。其中，汽轮机的冷端效率是影响汽轮机效率的最大参数之一。汽轮机运行过程中，控制汽轮机的一些参数可以有效地提高汽轮机效率，如定期调节凝汽器的端差，可以提高凝汽器的效率，达到提高汽轮机效率的目的。汽轮机参数的调节时，应注意各种参数的综合调节，这样才能达到所需要的效果。例如，调节凝汽器的端差时，可能会导致给水温度发生改变，对回热系统的循环效率产生影响，最终导致其调节效果不明显。只有通过多参数的同时调节，才能更好地实现汽轮机效率的提高。
3热工自动控制系统在火电机组节能降耗中的应用
3.1对锅炉运行的煤耗影响分析
3.1.1对送风量的控制
控制送风量的意义在于对负荷和氧质量分数加以调节，在实行自动控制之前要进行大量的试验，根据不同的煤量、负荷、氧质量分数绘制标准的曲线图，对图形加以完善和优化，直到热损失值最低为止，此时的曲线图代表着最佳风量，将其应用到热工自动控制系统中即可达到节能降耗的目的。
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3.1.2对出口温度的控制
通常情况下，磨煤机出口温度过高或过低都会对锅炉运行产生负面效应，如果温度过高，容易引起散热损失增加，线路老化现象加快，甚至引发火灾事故；如果温度过低，容易产生堵煤情况，使得系统运行阻力增加，因燃烧不完全产生的热损失加大。所以磨煤机出口温度要控制在70℃以下，其控制的要点在于在制粉系统中掺入冷风，通过参考磨煤机的实际负荷与设计标准设置冷一次风量的控制参数，实现给煤量和送风量的自动调节。
3.2对汽轮机运行的煤耗影响分析
3.2.1一次调频参数优化
发电机组一次调频回路调频死区和不等率参数的设置直接影响着机组一次调频效果。综合考虑电网频率信号测量精度、负荷信号通讯传输误差、汽轮机安全运行要求等方面因素影响，在DEH 侧一次调频回路中采用变不等率设置方法，达到既避免汽轮机调门频繁动作，又能保证小频差工况下调频功率幅度满足要求。
3.2.2DEH系统的阀门控制方式
现阶段，汽轮机顺序阀方式主要包括以下三种：CV3、CV4-CV1-CV2；CV1、CV2、CV3-CV4；CV1、CV2、CV3、CV4。通常来说第一种方法节能效果最好，第二种次之，第三种最差，因此火电厂往往采用了第一种方法来控制阀门流量。为了进一步提高节能降耗效果，可以设计阀门流量特性优化试验，绘制阀门开启顺序和阀门流量曲线图，并交由相关专家审核，经审批合格后应用到系统之中，这比传统的阀门控制方法要有效得多。
3.2.3主汽压力系统对机组煤耗影响分析
实际工作中，负荷较低、煤质较差时，机组的主汽压力波动较大。这不利于自动滑压运行的投入，也对机组的带负荷能力有一定影响。而机组采用滑压运行方式虽然在一定程度上利于节能，但主汽压力的滑压设定值却较理论值偏小。因此，在机组滑压运行时，有必要对协调控制策略和参数进行精细的控制，以便有效地降低机组的供电煤耗。
3.2.4汽温自动系统对机组煤耗影响分析
汽温过高对于机组的运行带来潜在的威胁，超温严重时可能会导致过热器的爆管，导致整个机组系统的瘫痪；汽温过低时，则会导致汽机内部的蒸汽湿度变大，在加速对于机组内部设施腐蚀的同时，还有可能导致蒸汽管道内部水压过高导致振动剧烈。因此，汽温控制的有效调节对于实现机组节能降耗的实现有着重要的意义。对于机组汽温控制主要包含两个方面，分别为初始汽温的控制和再热汽温的控制。对于初始汽温控制，只需要根据实际规范操作来进行初始参数的设定来实现；再热汽温的调节，会通过燃烧器的机组整体进行调节来实现，再热汽温对于供电煤耗的影响很大。据统计可知，再热汽温每增加1t/h，机组的整体供电煤耗将升高约0.2g/kW•h。
结语
通过本文的分析可以看出，节能降耗的主要目的在于锅炉效率和汽轮机效率的提高以及厂用电指标降低。与此同时，火电机组的热工自动控制系统，如数字电液控制系统（DEH）、主汽压力自动控制系统和汽温控制系统等因素对于火电机组节能降耗方面的影响很大。通过对自动控制的参数优化，实现机组整体的节能降耗。然而对于机组的自动控制参数的调节绝非单一参数的调节过程，而是需要对所有参数进行综合调节，这样才能达到所需要的效果。
参考文献：
[1]王大勇.试析热工自动控制对火电机组节能降耗的影响[J].黑龙江科技信息，2015（10）：9.
[2]鲁登峰，胡仕红.火电厂热工自动化设计中的节能减排解析[J].通讯世界，2013（17）：63-64.
论文作者:于信波1,李杰2,徐明军1,孙广庆1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：机组论文; 汽轮机论文; 节能降耗论文; 火电论文; 参数论文; 效率论文; 煤耗论文; 《电力设备》2017年第36期论文;