火电厂热工自动化设计中节能减排分析

班洪

（贵州电力建设第一工程公司　贵州　贵阳　550003）

火电厂热工自动化设计中节能减排分析

班洪

（贵州电力建设第一工程公司贵州贵阳550003）

火电厂热工自动化技术的推广应用能提高火电厂的安全性，降低生产成本，是社会发展的必然趋势。本文从优化热力系统的设计和节能减排技术的应用角度出发，提出了提高等离子点火的可靠性、单元机组控制与脱硫融合、编制大型辅机变频控制技术规范等三项措施，以期为日后火电企业的节能减排工作提供借鉴和技术支持。

火电厂；热工自动化设计；节能减排

引言

随着国民经济的不断发展，人们对电力的需求量日益增多，而且对电能的质量要求也日益提高。火电厂热工自动化节能减排不仅为火电厂的发展提供有力的技术支持，同时也为了提高供电经济效率奠定坚实的基础。

1　火电厂热工自动化的概述

火电厂热工自动化是指火电厂的生产设备在没有人参与的情况下，通过应用计算机控制理论、自动化控制理论，以及相关的控制装置来实现控制，并保证系统安全、稳定、高效运行。火电厂热工自动化系统分为主机自动化，辅助设备自动化，每一个模块又包括信息采集处理、自动测量与控制、系统自动报警、系统保护等自动化模块。火电厂热工自动化系统能够实现生产设备的参数自动准确调节，实现生产设备自动顺序运行控制，实现系统的安全监测控制，热工自动化技术在提升设备运行可靠性和运行效率的同时，可以节省大量人力成本，保障设备安全。

2　火电厂热工自动控制系统的组成

热工自动控制系统具有非常复杂的结构，按照系统的不同作用以及不同使用功能，可以将其划分为视频网络系统、分散控制系统、实时监控系统以及相关的辅助系统等。

2.1分散控制系统

作为计算机系统组成的核心部件，分散控制系统在火电厂的各个组件中都有设置，在火电厂两台机组之间的数据线，通常都是连接到线路的公共网络系统，这样就能够使得各机组彼此相连，从而确保数据的正常联通。要尽量在机组操作台上安装DCS和DEH操作按钮，这样才能使得分散控制系统能够自动地处理电机组问题，促进管理员工作的顺利进行，从而减少系统故障的处理时间，保证机组的安全运行。

2.2实时监控系统

此系统能够严格地监督火电厂的电力运行、设备运转以及生产情况。一旦火电厂出现异常情况，实时监控系统就可以立即自动地发出提示，并且输出报告。在通常状况下，实时监控系统主要是由厂级实时监控以及信息管理系统等组成，即通过数据接口完成与控制器的连接，从而有效地实现数据通信的共享，保证火电厂运行的安全。

2.3视频网络监控系统

作为有效监控火电厂的重要工具，视频网络监控系统对火电厂的经营运行具有重要的意义。由于火电厂的设备需要得到全面地监控，而利用视频监控系统能够实时地监控无人看守的地区、比较危险的操作区域以及重要设备的运转情况，此系统能够借助于辅助系统的通信接口完成与厂级管理信息系统的连接，从而直接监视整个火电厂的全部生产场的工作状况与生产程序的完成情况。进而实现对火电厂的全面监控，实现对整个火电厂信息的综合管理。

2.4辅助控制系统

作为保证系统正常工作的一个重要条件，辅助控制系统能够在系统无人控制的时候进行正常工作。在通常状况下，辅助控制系统都是利用可控编程器，自动地完成对系统的控制，并且采用数据交换机与其他数据接口的方式，保证系统能够正常安全地运行，其能够有效完成数据的综合传输工作，并且由中央控制室对系统实施集中控制，这样就能够在无人控制的情况一下，保证系统的自动运行。

3　火电厂热工自动化设计中节能减排分析

3.1提高等离子点火的可靠性

等离子点火技术具有环保效益明显的优点，其本身存在技术优越性和环保优越性，所以，被广泛应用于我国的火电厂中。在传统的锅炉点火过程中，煤炭的质量对点火系统的运行有非常重要的影响。当遇到穷煤、烟煤、褐煤等劣质煤时，传统的点火系统就不能有效点火。而最新的等离子点火技术使用了集开放式磁稳与机械、电磁压缩于一体的复合结构等离子发生器，其功率连续、可调，可成功地点燃贫煤、烟煤和褐煤。应用这项技术，不仅成功地提高了火电厂锅炉的运行效率，还降低了火电厂用煤的门槛。等离子点火系统材料是具有高导热、高导电和不易氧化的特殊合金，阴极材料是由特殊合金材料组合而成的。采用强化冷却结构具有较长的使用寿命，因为在设计活动中采用了模块化的设计方式，所以，更换、维护工作都很方便。如果采用特殊合金的阴、阳极，将空气作为等离子载体，则不需要专供惰性气体保护电极，这样既简化了系统，又大幅减少了运行费用。

3.2热控制系统的优化

在整个热控制系统当中，认真实行《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》和《热控制系统检修运行维修规程》有利于提高热控制系统的可靠性，并能在机械设备的安全运行中起到非常大的作用。近年来，机组容量与控制系统变得更加具有复杂性，所以，热控制系统的机组发生跳闸的事故时有发生，这也反映了在预防故障发生的很多环节还需要改进。

3.2.1提高汽轮机监视仪表系统的可靠性

由汽轮机监视仪表系统引发的机组故障很常见，经过多次调查和研究，提出了优化汽轮机监视仪表的方案，降低了其引发机组误动的概率。

3.2.2提高接地可靠性和抗干扰能力

目前，火电厂的热控制系统会受到外界环境中诸多因素的干扰，这可能导致测量的不准确和系统无法稳定运行，更严重时还可能造成设备故障和控制系统发出错误信号，导致机组跳闸，进而影响整个热控制系统的运行。所以说，提高热控制系统的接地可靠性和抗干扰能力是提高热控制系统接地可靠性的关键一步。

3.2.3热控制系统逻辑的优化

如果连锁保护的测量信号发生错误，系统误动的频率也会随之增加。保护连锁系统中信号的传递主要采用单点测量信号的方式。因为控制设备和热控制系统都是在电磁强度较大的环境下运行的，所以其自身也很可能发生异常或干扰外部环境，这些都会导致信号和回路发生错误。

3.3编制技术规范

变频控制技术是一种针对电器运行状态，以调整频率实现控制的方式。因为它能够在电器运行过程中优化能源配置，所以，被广泛应用于节能减排领域。鉴于变频控制技术本身的技术特点，可以预见其在火力发电领域的应用能够极大地降低火电厂的能源消耗，提高火电厂的运行效率。例如，安徽省某火力发火电厂660MW机组，2台凝结水泵采用一拖二的高压变频器实现调速控制。在运行过程中，可以根据火电厂主机的运行效率调整凝结水泵的运行速度，在保证整个电力生产系统安全、稳定运行的基础上，最大限度地降低凝结水泵的能源消耗。按全年平均负荷的4/5计算，基于变频控制技术的凝结水泵要比原来的定速泵减少452.5kW的电能消耗，如果全年运行5000h，则该火电厂全年仅凝结水泵变频控制改进这一项就节省了22652kW·h的电能消耗。由此可见，变频烤制技术在火电厂中的应用是切实可行的，它能够有效降低火电厂的能源消耗，提高火电厂的运行效率。

在火电厂运行的过程中，变频技术的优势还体现在提高火电厂运行控制的稳定性上。火电厂的电力生产活动是一项系统性的活动，在生产过程中，各个环节要紧密配合才能将生产活动完成好，才能提高火电厂的生产效率。所以，在火力发电技术发展的过程中，提高对发电过程的可控性一直是发展的主要目标，而变频技术在大型辅机中的应用能够有效提高大型辅机的控制精度和数字化水平。利用变频技术的火电厂控制主体，可以根据火电厂的运行状态及时调整辅机的运行状态，这样做不仅能够保证整个火电系统始终处在稳定的运行状态，在特殊情况下，使用大型辅机变频技术还能在整个火电系统中起到“四两拨千斤”的作用。

4　结束语

随着我国经济建设逐渐向集约型经济发展，在以煤炭为主要燃料的火力发火电厂的运行过程中，对节能减排的需求愈发强烈。作为火电厂运营的核心系统，火电厂热工自动控制系统具有非常重要的作用，提高系统的可靠性对火电厂的生存与发展具有重要的意义。

[1]李麟章，王健.火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J].江苏电机工程，2010，24（1）：942～943.

[2]葛威，靖宇翔，葛晓鸣.浅谈如何提高火电厂热控系统的可靠性[J].华北电力技术，2010，9（10）：49～50.

[3]俞刚，胡伯勇，金冯梁.基于本质安全的大型火电机组热控设备可靠性管理[J].电力技术，2010，5（4）：55～57.

TM621

A

1673-0038（2015）08-0131-02

2015-1-26

班洪（1973-），男，布依族，贵州贵阳人，助理工程师，大专，主要从事电气自动化、热力系统自动化控制专业方面的工作。