低碳背景下火电厂热工自动化研究

低碳背景下火电厂热工自动化研究

李春 高晓亮 李雪冰

京能十堰热电有限公司 442000

摘要：传统的火力发电厂由于技术落后和其它一些因素，只能操控一些简单的发电设备，特别是炉、机等相关系统的控制方式，只能实现一些有限的简单控制。热工自动化技术的应用，改变了火力发电厂的被动局面。本文对低碳背景下火电厂热工自动化进行分析，以供参考。

关键词：低碳背景；火电厂；热工自动化

引言

近年来，我国经济不断发展，工业化发展进程加快，社会用电量飞速提升，热工自动化技术被广泛应用于火力发电厂中，不仅节省了大量的能源，还提升了火电机组的工作效率，使电厂原本的运作模式得到了创新发展，在市场竞争中获得了更大的优势，竞争力得到快速提升。随着现代社会自动化技术的不断完善发展，加强热工自动化技术在火电发电厂中的创新应用成为一项重要的工作。

1火电厂热工自动化中的应用意义分析

管理信息系统的扩展，因为当今先进的自动化控制策略都是以网络和控制器为基础来实现的控制，所以将先进的控制策略应用到火电厂的热工控制中，对于其信息系统的进一步扩展十分有利。自动化控制系统主要是将计算机技术作为基础，通过一系列的辅助方法来实现多种设备的全程监控，这样就可以建立起一个完整的信息化控制体系，以实现火电厂的自动化热工控制。当前主流的控制系统主要是以DCS来实现热工控制，加之控制策略的优化，其控制能力变得更加强大，这对于热工控制中的信息系统扩展有着重要的意义。

2低碳背景下的火电厂热工自动化优化

2.1机组负荷经济分配

以往火电机组控制系统中的自动发电控制主要是由电网对各台单位机组的目标负荷进行直接调控，即利用硬接线的方式，将远程终端与电厂端机组DCS进行连接，由此达到远程调控的效果，该方式可有效确保电厂及电网运行的可靠性、安全性，但不具有明显的节能减排效果。随着“厂网分开”和“竞价上网”的深入实施，原来的自动发电控制方式已不适用，需由各发电公司单独发送负荷指令，给各个机组分配电厂经济负荷，以此将火力发电机组与自动发电控制有效连接起来，提高电网营运的经济性。负荷经济分配一般情况下会配置到SIS系统（厂级监控信息系统），也就是以耗差分析结果和单元机组实时性能的计算结果为依据，得出机组负荷的实时特性曲线，掌握负荷经济分配的实时效果。在设计之初就可以将MIS系统（管理信息系统）和SIS系统的通用功能进行结合，设计出一套兼具MIS系统功能和SIS系统功能的综合化系统，如此不但可为电厂节约初始投资，还可适应电厂调度工作的需要，为电厂日常信息管理提供有效保障，在源头上解决排放指标和能耗控制的难题。

2.2系统经济运行优化

在选择火力发电厂的热工自动化控制软件前，要进行充分的测试和评价，在试用热工自动化控制软件时，要选用各种不同的控制系统算法，保证热工自动化控制的工作效率。为实现节能减排效果，火力发电厂要设法提高电煤脱硫速度和电煤脱硫率，可通过自动控制系统对脱硫吸收部分进行控制，二次处理含硫废液，切忌直接排放含硫废液，以免造成环境污染。此外，要不断提升机运行械的安全性，积极发挥火力发电厂热工自动化控制系统在节能减排方面的作用。

2.3融入变频控制技术

火力发电厂引用变频器可有效提升节能效果，而投资购买变频器设备会花费大量资金，尤其是高压变频器，价格更是不菲。与此同时，还要为其设置专用机房，在使用过程中，还要考虑到高次谐波对周围信号的干扰。因此，火电厂在引进变频器之前，应先确定哪些辅机适宜使用变频控制技术，不但要进行相应的可行性分析，还要编制行业性技术规范。如果辅机以额定负荷运行或转速调节范围不大，在使用变频器前要对该类辅机进行经济技术分析。在确定变频方式时，要对变频器的控制方式和电压等级进行综合考虑。

2.4实现机组自动控制和脱硫

目前，大部分火电厂都运用碳酸钙湿法脱硫技术对尾气进行脱硫处理，且燃炉部分和脱硫部分是相互独立的，两者之间仅通过导线相互串联，既无法满足该技术设计的安全性要求，也限制了节能减排作用的发挥。近几年，随着环境污染问题的不断加重，节能降耗问题被摆上了重要议事日程。因此，火力发电厂应当对机组自动控制系统和脱硫系统进行联动改造，将脱硫部分融合到DCS控制系统中，并减少脱硫部分的增压风机和交换器数量，使燃炉控制与脱硫系统烟气通道控制之间

的联动更为紧密，进而更好地达到节能减排的目的。

2.5其它措施

1)通过SCADA系统实现供热系统运行数据的集中采集与监视控制，实现热力站的无人值守，节省了大量人力资源，在提高自动化水平、改善居民生活质量以及节能减排等方面发挥了重要作用。2)全网水力平衡调节，这个在国内是很多公司在进行相关方面的工作，包括:硕人时代、清华同方等，主要的手段是通过计算机模拟和参数输入进行优化调节。3)在换热站实现无人值守的监控应用，这主要利用先进的监控技术，将视频参数和控制参数通过视频和数据的形式，实时传输到监控室，这样减少了工作量的同时，也能对热力系统实现集中控制。4)循环泵分时段频率调节保证流量的同时可以减少电能损耗;我国目前水泵的自动化水平与日俱增，泵作为热力管网的基础部件，在很多环节有所应用，尤其是在水力平衡调节等方面，有效的控制水在管网中的流动情况，可以有效的使得用户侧温度适宜。

3提升火电厂热工自动化节能措施

3.1对重热现象进行高效利用

重热现象指的是，在多级汽轮机中，上一级损失的部分热能，可以在后续各级中进行利用，这便是多级汽轮机的重热现象。上一级机组出现的热损失，在后一级机组中进行应用，可提高后一级机组的进汽焓值，使得整个机组的总焓降数值要小于各机组焓降数值相加之和。但这是一个理想的状态，理论与实践往往存在巨大的差异，而设备的实际热回收率也与其理论热回收率存在明显差异。因此，不可避免地会存在一部分热损失不能被回收。面对这样的问题，热电厂应根据自身实际生产情况，科学设计重热系数，确保发电效率的前提下，促进热电厂热能与动力工程效力的提高。首先，应仔细检查各个调节阀的情况，确保其流量相同；其次，对阀开启的数量进行调节的时候，会对焓降产生一定的影响，应充分考虑到这一点；最后，工况改变的时候，调节级气室温度也会出现改变，从而给机组的适应性产生一定的影响。因此，在实际应用重热现象的时候，必须充分考虑热电厂的实际情况。

3.2减少调压调节带来的损失

热电厂发电机组运行过程中，为提高其对负荷的适应性及稳定性、可靠性、经济性，需要对其进行调压调节。但是，必须在一定限度之内来进行调压调节。如调压调节不足，若是依然对高负荷区实施滑压调节，则会适得其反，不仅达不到应有的效果，还会导致动能降低。所以说，调压调节有的时候会对机组正常转动造成一定的影响，进而降低热电厂热能与动力工程的效力，而这是由机组运行机理所致，而非系统运行故障、人为原因所致。如何减少调压调节带来的损失是现阶段仍需进一步探索、攻克的难题。

结束语

热工自动化控制技术的应用，对于提高生产效率、降低生产成本、提高电厂效益等有着重要的作用。火力发电厂必须高度重视热工自动化控制技术，合理引进新技术，培养技术人才，解决技术应用过程中存在的问题，不断创新，大力推动火电自动化技术的应用，真正实现火力发电厂的自动化控制。

参考文献

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