火电机组节能降耗中热工自动控制系统的应用分析

北京京能电力股份有限公司 刘 冰

在当前社会经济快速发展的背景下，当前阶段全球的工业由于能源方面问题严重性的凸显而受到了相应的制约，节能降耗工作因此受到了社会各界的广泛关注，对其的开展和落实迫在眉睫。国家可持续发展理念的充分贯彻和落实，得到了众多电厂工业部门的积极响应，在节能降耗方面的项目给予的重视程度越来越高，除能实现资源的有效节约、减少火力发电对生态环境所造成的污染，还能更好地控制成本，带来更为可观的经济效益。

在电厂节能降耗工作开展的过程中，锅炉、汽轮机以及相关的附属设备等是其工作当中的重点内容[1]。同时，火电机组的热工自动控制系统当中的相关因素会对其降耗方面产生较为严重的影响，比如数字电液控制系统及气温控制系统等。对自动控制的相关参数进行相应的优化，便能更好地实现火电机组节能降耗工作的有效落实，从而带来更为可观的经济效益。所以加强对节能降耗工作的开展在实际生产方面所表现出的意义是积极的。不断地优化和完善控制参数的设置，才能够最大程度实现节能降耗效果的提升，提高所获取的经济效益。

1 火电机组的应用对环境造成的影响

火力发电为众多供电模式当中的一种，通过对煤炭以及石油等一些相应化石燃料的燃烧便能够有效地实现化学能先向热能的转化，在这个过程中所产生的蒸汽能够为机器的运转提供相应的动力。同时在这一过程中也存在热能向机械能的转化，以此来满足机械以及一些重工业的生产对动力方面的需求。重工业在我国社会经济发展的过程中所发挥的作用不容小觑，工业资料的产生主要是通过火电机组来带动，而且广大人民群众日常的生活工作当中也需要消耗大量的电能，这便给火电机组给环境增添了一定程度的压力，所以说，虽然火电机组为人们的生活带来了很大的方便，但是其对生态环境所造成的伤害也是需要给予足够的重视的。

如粉尘污染。空气当中存在一部分颗粒非常渺小的粉尘，在呼吸的过程中这些粉尘非常容易进入到人体的呼吸道当中，情况如果较为严重很可能会造成呼吸道疾病。而且二氧化氮和二氧化硫也是对人体造成严重危害的有毒气体，如果实际当中煤炭的燃烧不够全面和充分、还会导致温室气体的产生，例如二氧化碳，其为加剧全球气候变暖的重要原因之一[2]。

废水污染也是火电机组对环境造成污染的一项重要内容，由于存在相应的供电企业的排污系统方面存在相应的缺陷，使得大量的工业废水在没有经过妥善处理之后就给予随意的排放，导致许多的土壤和水流遭到非常严重的污染，甚至是造成毁灭性的影响。所以说，需要将火电机组工作的原理作为基础来开展对其更为深入地探索和分析，从而采取合理有效的措施从根本上减少对能源的消耗，以此来缓解火电机组对环境造成的压力。

2 对机组耗能造成影响的因素分析

2.1 锅炉的能耗指标

实际当中火电机组的能耗指标具有较强的综合性，除了能够有效地反应出机组的具体运作水平之外，还可以表现出电厂综合管理水平的高低。对于机组的能耗水平来说，其除了和基本设备和相关附属设备的运行状态之间存在密切的联系之外，同时也深受工厂实际管理水平和所采用管理方法的影响。锅炉能耗具体来说就是锅炉的效率。比如锅炉在固定时间所熔融化石燃料的数量，熔融过程的速度以及其熔融过程中所应用材料的种类[3]。

和其它国家相比，我国对锅炉的生产以及应用要更加广泛，在所有生产和应用的锅炉当中有八成为燃煤锅炉，对原煤的消耗量是非常大的，大约占据全国原煤产量的三分之一；就当前的总体情况来看，还是存在一大部分的工业锅炉对能源的消耗量非常大，造成较为严重的资源浪费并且对环境造成的污染较为严重；当前我国每年燃煤锅炉所排放出二氧化碳的量占据世界总燃煤锅炉二氧化碳排放量的21%左右。因此怎样能够总体上实现对锅炉效率的有效提高，减少锅炉运行对能源的消耗是当下相关企业密切关注的一个话题。

要想实现锅炉效率的有效提高，最重要的一点是能够使燃料的燃烧更加充分和完整，在其燃烧的过程中为其提供足够的氧气，维持火力的高温，保证其不会低于燃料的着火点。如果锅炉效率获得了提高，那么不但能够降低其对能源的消耗，还能够有效地减少其对化石能源所造成的浪费，实现对资源的充分利用。

2.2 汽轮机组能耗指标分析

和锅炉能耗为锅炉效率同样，汽轮机组的能耗指标主要指的是汽轮机的效率。在这当中具体包括的内容有：热端效率、冷端效率以及回热效率[4]。而且汽轮机的效率与相关参数之间存在非常密切的联系，在众多参数当中，对汽轮机效率造成影响最大的参数为主汽压力参数、真空度参数以及再热汽参数。汽轮机自身所含有的喷嘴式与外缸很容易发生变形，这便是导致汽轮机组对能源消耗量较大的重要原因，除了会影响燃料的充分燃烧之外，还很有可能在燃烧的过程中散发大量的污染物。

要想能够从总体上提高汽轮机组工作的效率，首先需要做的就是对实际当中的给水温度给予严格地控制，使凝结器能够保持最好的真空状态，需要定期做好机组管道的清理工作，以此才能够使蒸汽的输送更加流畅，实现热能向机械能的高效转化。另外，对影响汽轮机组效率的相关参数进行调节的过程中，需要做好充分的考虑，比如各个因子之间所存在的关系，以此才能够最大程度降低顾此失彼现象发生的概率，是实际实践开展的过程中，尽量开展多循环参数的分析工作，这便有利于促进工作系统的可实践性。

对于现代化社会来说，技术改造的可行性是较为突出的，所以需要在汽轮机组的技术改造方面进行相应的考虑，将实践过程中存在的问题作为依据，特别为原理上的问题，来更好地开展全方位的技术改造。对于汽轮机的改造工作需要从凝汽器的角度开展，做好冷端系统经济性以及安全性方面的充分考虑。

3 热工自动控制系统对于电机组的节能降耗应用的分析

对于热工的控制系统来说，通过对其控制进行相应的优化，并且保证机组参数调节的合理性便能够很大程度提高节能降耗工作开展的效率，从整体上提高机组的效率。从机组煤耗的角度来说，热工自动控制工作对其所造成的影响较大，比如数字电液控制系统以及汽温控制系统等，所以实现对相关系统的有效调节，便能够达到节能降耗的目的。

3.1 数字电液控制系统的控制方式对机组煤耗造成的影响

当下我国在电机组的汽轮调节控制方面主要应用的是数字电液控制系统，此种系统的设置主要应用以下的调节控制方式：单阀、顺序阀，如果实际当中机组应用单阀系统进行，那么便很容易实现单阀的调节，但是在实际开展单阀调节的过程中会浪费许多的级节流；如果应用顺序阀的方式，那么便能够有效改善单阀控制方式对级节流浪费方面的问题，但是对其的调节具有相应的复杂性，但是此种控制方式能够有效地实现节能降耗。依据相关的实践统计能够了解到，采用控制阀控制方式和采用单阀控制方式比较，对煤的节约量大于在4～8g/kWh，所以在机组运行当中应用顺序阀控制方式较为适用。

3.2 主汽压力自动控制系统对机组煤耗造成的影响分析

通常来说，导致机组主汽压力发生波动的一项重要原因是机组的负荷比较低或是所应用的煤种质量低下，如果主汽压力发生相应的波动，那么便会一定程度降低机组的负荷，所以需要对机组原本所采用的投入方式进行相应的改变。一般来说，机组通过对自动滑压投入方式的应用，能够为机组的正常进气提供有效的保障，进而降低所造成的阀门节流损失，实现节能效果，从而更进一步提高经济性。

要想实现主汽压力自动控制系统的合理有效控制，就需要在导致主汽压力发生波动的主要原因方面开展更为深入地分析和探索，制定多种控制方案，然后对其的相关参数进行有效地调整，应用更具合理性的阀门开度以及方式，再做好滑压整个过程的控制工作，这样才能够更好地得到最佳降耗的目的，使机组运行的经济性获得更进一步地提升。

3.3 汽温控制系统对机组煤耗造成的影响分析

如果汽温过高的话，会对机组的正常运行造成较为严重的威胁，如果温度超出了一定的范围会很容易使得过热器发生爆管的情况，最终使得机组系统的整体发生瘫痪；反之，如果汽温过低，那么便会很大程度增加汽机内部的蒸汽湿度，不但会一定程度上加剧机组内部相关设施腐蚀的速度，还容易使得蒸汽管道内部的水压过高使得所发生的振动更加剧烈[5]。所以，实现对汽温控制的有效调节，才能够更好地达到机组节能降耗的目的。

对于机组汽温的控制来说，主要包括以下两个方面：第一个为初始汽温的控制，在对初始汽温进行控制的过程中，需要严格按照相关的规定操作来完成初始参数的设定；第二个为再热汽温的调节，需要应用燃烧器机组整体开展调节来完成此方面的调节工作，再热汽温在供电煤耗方面所造成的影响是较为严重的。

4 热工自控系统实施的意义

自动化为热工自动控制系统最突出的一个特点，需要结合实际当中火电机组的具体运行情况，来自动化地使每一项相关设备的参数调整到最佳的水平，从而实现高效率、低能耗的最终目的；其次，热工自动控制系统当中带有相应的自主报警系统，如果在火电机组运行的过程当中发生任何的异常，比如电压升高或者是电路发生短路等一些比较危险的情况，那么自主报警系统便能够按照预先所设定完成的程序来自动完成问题的处理工作，以此来更好地维护终端设备的平稳运行，从整体上提高工作效率。如果实际当中所存在的问题对人的生命安全造成较为严重的威胁，那么自主报警系统便会直接跳闸，实现对人身的保护。

第三，如果存在设备运行的时间过久，此系统还能够按照预先所设定完成的程序来自动地进行设备的检修以及报告。总的来说自动化技术能够在促进机组的安全经济运行水平方面发挥非常重要的作用，如果相应的大型火电机缺少足够高度的自动化，那么其安全经济运行方面便很难得到有效的保障。

5 结语

总的来说，当前阶段的电厂在节能降耗工作方面给予的重视程度越来越高，并且节能降耗工作在逐步地落实。主要的原因是因为节能降耗工作的开展除了能够实现资源的节约、减少火力发电对环境造成的污染，还能够很大程度上降低生产所需投入的成本，以此来为火电厂带来更为可观的经济效益。对于机组节能降耗的工作开展来说，其中最重要的便是能够对影响能耗量的相关因素有一个充分地了解和把握，对相关因素采取针对性地措施给予解决，以此来将热工系统的作用充分地发挥出来。除此之外，在实际火电厂运行的过程中除了需要重点做好电能生产质量方面的充分考虑之外，节能问题也是需要重点探讨的问题，这样才能够使火电厂获得更进一步地发展。