热工自动控制系统在火电机组节能降耗中的运用

高峰+于海+王冲

摘 要：热工自动控制系统是火电厂的重要组成部分，具有自动检测、远程控制、自动保护、自动调节等功能，对于火电厂的自动化管理发挥了不容忽视的作用。文章将对影响火电机组能耗的关键因素加以分析，并论述热工自动控制系统在火电机组节能降耗中的具体应用，以期提高能源利用率，降低火电机组能耗，保障火电厂的经济效益。

关键词：热工自动控制系统；火电机组；节能降耗

众所周知，电能是我国主要的能源之一，各种机械设备的运转和家用电器的使用都离不开电能，火电厂作为电力生产和运输的主要场所，能够提供充足的电能，保证人们生产和生活的连续性和稳定性。然而在火电机组运行过程中各个结构上会产生大量的能耗，热损失现象十分严重，供电效率普遍偏低，对火电厂的发展造成了一定的阻碍。为了解决火电机组的能耗问题，必须从热工自动控制系统入手，采取行之有效的节能降耗措施，减少因能耗问题引起的经济损失，以达到节约电力生产成本，扩大火电厂经济效益和社会效益的根本目标。

1 火电机组能耗的影响因素分析

火电机组能耗与煤耗之间有着密切的联系，通常情况下能耗问题也可以认为是煤耗问题。由于煤耗是一项综合性指标，影响因素众多，煤炭种类、火电机组的参数和实际运行情况都会影响到煤耗，使煤耗的设计值和真实值之间出现偏差。通过分析这两项数值之间差异的形成原因，并制定相应的控制措施，才能取得良好的节能降耗效果，火电机组能耗问题也会得到有效的解决。

1.1 锅炉能耗指标分析

一般来说，设备的运行效率在一定程度上可以反映设备的能耗，因此锅炉的能耗指标即为锅炉的效率，体现了锅炉实际运行的情况。锅炉能耗的影响因素主要为热损失，如煤炭不完全燃烧的热损失，排烟和煤渣的热损失，锅炉散热损失等等，影响参数为锅炉密闭性，烟气含碳、含氧量以及排烟温度。其中，排烟过程中产生的热损失最大，其与煤炭品质和煤炭的燃烧率有关，煤炭燃烧率越高，产生的热损失也会越小；锅炉散热损失的大小取决于锅炉的密闭性，锅炉的密闭性越好，散热损失也会越小。所以说，锅炉的节能降耗可以通过选择优质煤种，提升煤炭燃烧率以及增强锅炉密闭性来实现。

1.2 汽轮机的能耗指标分析

根据上文的分析可知，汽轮机的能耗指标为汽轮机的效率，主要包含热端效率、冷端效率和回热效率，影响参数为主汽压力参数、再热汽参数、真空度参数等。汽轮机的冷端效率占据主导地位，要想降低汽轮机能耗，就要从提高冷端效率入手，例如调节冷端设备参数，提高设备的运行效率。值得注意的是，在调节设备参数时要将汽轮机当作一个完整的系统，不能仅仅调节某一部件的运行参数，这会对其他端口的运行造成不利影响，而是要综合考虑汽轮机的整体运行情况，对所有相关部件进行调节，这样才能取得最为显著的效果，促进汽轮机运行效率的全面提升。

1.3 厂用电指标的分析

火电机组的厂用电指标指的是厂用电率，与用电设备的运行效率息息相关，如磨煤机、送风机、给水泵等。虽然厂用电率对于发电煤耗产生的影响微乎其微，但是对供电煤耗的影响却十分可观，如果不对厂用电指标加以控制，一旦其达到一个较高的数值，那么供电煤耗也会大幅度上升，这不利于火电厂节能降耗工作的顺利开展。为此，应加大厂用电指标控制力度，降低厂用电率，以减少供电煤耗。

2 热工自动控制系统简介

热工自动控制系统是对火电机组进行调节和控制的重要装置，能够根据外界环境变化和火电机组实时的运行状态自动的调节其运行参数，包括温度、流量、料位、压力等，使设备处于最佳的工作状态。同时对其进行自动检测和远程监控，一旦火电机组发生运行异常和故障能够第一时间发出警报并采取措施，对重要设备加以保护，防止事故的扩大和蔓延，挽回企业的经济损失。热工自动控制系统的应用极大的提高了火电机组的生产效率和能源利用率，减少了煤耗，为机组安全、可靠的运行提供了保障。

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

（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。

（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，線路老化现象加快，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

（1）DEH系统的阀门控制方式

目前，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。

（2）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）汽温自动系统对机组煤耗影响分析

主汽温度过高或过低，均会影响机组运行的经济性和安全性，能耗问题也会愈发严峻。在实际工作中，汽温自动控制策略应根据机组锅炉的燃烧特性进行设计，并通过自动控制策略对控制参数的优化来提高汽温自动调节的品质，必要时可适当提高温度设定值，会取得出乎意料的结果。以600MW超临界机组为例，待汽温稳定以后，在一定范围内平均主汽温度每提高4℃，其煤耗可以降低0.4g/（kW·h）左右。

4 结束语

热工自动控制系统的应用显著提高了火电机组运行的安全性和稳定性，对于节能降耗工作的开展起到了十分积极的作用。火电厂应对火电机组的能耗问题进行科学、系统的分析，针对常见的能耗影响因素制定行之有效的管控策略，同时加强监督管理，促使热工自动控制系统真正的发挥实效，确保节能降耗工作真正的落到实处。

参考文献

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[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）.