火电厂热工自动化设计中的节能减排分析

2017-07-12苏宇琦

科学中国人 2017年20期

关键词：热工火电厂机组

苏宇琦

华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司

火电厂热工自动化设计中的节能减排分析

苏宇琦

华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司

火电厂是能源消耗量非常大的项目，我国的能源资源日渐匮乏，为了实现保护环境和可持续发展的目标，绿色能源、节能减排成为一个非常重要的课题。本文就从火电厂热工自动化设计中的节能减排进行分析，并提出几点建议，为最终更好地实现节能减排提供支持。

火电厂；热工自动化；节能减排

一、火电厂热工自动化设计的特点

1、火电厂热工自动化设计软件规模化。火电厂热工自动化设计采用多层控制体系结构，不同层级的功能模块和操作对象都有区别，高层级的控制软件对下层软件系统可以进行综合管理，这种层级管理设计要求软件具有一定的规模化。形成一定规模后，通过数据采集和处理，面向用户提供相应的控制功能，并与硬件系统相适应。

2、火电厂热工自动化设计硬件积木化。火电厂热工自动化设计中，硬件的功能模块是通过在系统中增加或者拆除单元模块来实现的，以保证机组长期在设计参数上稳定运行。当锅炉设备或其他有关辅助设备有节奏地协调配合，才能充分发挥机组的运行能力，达到安全经济运行的目的。当运行出现问题时，可以通过系统软件及时调整参数，避免不必要的连锁保护动作导致停机和停炉，从而减少停机次数，延长设备使用寿命，提高整体效益。

3、火电厂热工自动化设计资源共享化。火电厂热工自动化设计的前提是要建立先进的通信网络系统，这个系统必须要具有通信网络的通用性和实时性的特点，以此来实现资源共享化。在热工自动化设计中，首先要选用最为优秀的控制软件，建立完善的火电机组经济评价指标，实现机组负荷经济分配，资源数据共享，并且设计的自诊断功能、抗干扰技术措施等，通过对机组运行参数的监控和分析计算，与各种指标进行比较，通过数据上传、整理、分析、共享，实现自动化设计系统对运行优化的定量指导。

二、火电厂热工自动化设计中节能减排需遵循的原则

1、安全第一的原则。任何设计都要在保证安全第一的原则下进行，火电厂热工自动化中的节能减排设计也不例外。在优先保障系统安全平稳运行的前提下，采用先进的设计技术和工艺要求，才能实现节能减排的目的。为保障系统的安全运行，在设计时要采取对发动机进行连锁保护的措施，不仅要对正常运转做好安全设计和防范，还要对出现特殊情况时做到应急响应和保护。如等离子点火技术，在较低负荷情况下，容易出现炉膛局部高温，甚至出现飞灰在烟道内自燃的情况，会危及到设备和发电系统的安全运行，因此需要在设计中需做好监测控制措施，避免发生危险。

2、节能降耗的原则。火电厂热工自动化设计需要采用新技术、新材料、新工艺，这些都要遵循节能降耗的原则。对于新技术的可靠性要加强各项设计指标的控制，如针对大型辅助设备的变频控制技术，变频器的使用可以降低负荷变化中能量的消耗，但是对于其他信号的传递会产生一定的影响，有时候会增加运行成本，那么在设计时就需要充分考虑和协调使用变频器的利弊。

3、经济运行的原则。火电厂热工自动化设计，在节能减排的同时，还要充分考虑到经济运行的原则。根据发电机组经济指标评价体系，运用信号采集装置对系统的运行状态进行监测，如对煤炭消耗量的监测，对电、油消耗的监测，对锅炉和汽轮机的热量损耗的监测等，每一项技术指标通过分析，准确发现问题并快速校正运行状态的偏差。另外通过机组负荷的合理分配，才能保证电厂运行的经济性。

三、对火电厂热工自动化设计中节能减排的几点建议

1、注意提高节能减排新技术的可靠性，确保安全。随着对环保的要求越来越高，火电厂如何才能做到节能减排，那么对新技术的使用必不可少，只有当新技术的可靠性得到保证，才能确保系统安全运行。例如等离子点火和微油点火技术，具有节省燃油和节能效果明显的优点，在火电厂热工自动化设计中被广泛使用。但是，由于烟气中飞灰的可燃物含量高，容易形成尾部烟道沉积并引起自燃，就需要在设计时重点加强对煤粉研磨细度和风速以及空预器吹灰的设计控制，以此来保证技术的安全可靠性。还有脱硫控制系统的设计，取消了烟气脱硫系统旁路挡板，将脱硫系统的控制纳入锅炉控制和机组监控等，所有这些设计，都要保证机组负荷、排烟温度等能耗计算的数据可靠。

2、注意开发节能减排检测仪表的运用，确保准确。火电厂热工自动化设计中，各类仪表的运用非常多，对于节能减排检测仪表的开发运用，要确保数据准确。当前开发出的无线变送器和无线执行器，采用了无线传感技术，能够节省大量的电缆用量，实现了低功耗运行，节能减排效果显著。再比如采用快速热电偶检测温度，运用在燃气-蒸汽联合循环机组中效果非常好。快速热电偶也可检测阀门及相应管道是否泄露，充分体现节能要求。锅炉炉膛温度声波监测仪表也是新开发的一项技术，可以连续监测炉膛内烟气温度的变化，根据变化控制火焰中心，矫正炉内燃烧不均匀的问题，改善了汽水循环，减少了水冷壁磨损和结焦，还能够优化风煤比，提高燃烧效率和回热效率，降低污染物排放。

3、注意设计中的隐性节能降耗因素，确保精细。在热工自动化节能减排设计中，一些隐性的节能降耗因素值得注意，这也符合精细化管理的理念。如工程设计中电源容量的选择都比较大，大型机组有的还配有两套电源，但是在实际运行过程中负荷率却非常低，因此在设计时可以对电源选型提供推荐意见，选择适合的电源，减少运行过程中的能量消耗。再比如电子设备间内部安装的机柜对环境温度的适应范围较宽，只要能够控制温度变化率，电子板件不产生结露和不产生有害静电即可，那么对空调的设计要求只要满足设备需要的条件就可以了，这样可以节省大量的空调能耗。