火电厂热工自动化设计中节能减排分析

火电厂热工自动化设计中节能减排分析

张宇恒

内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司 内蒙古霍林郭勒市 029200

摘要：随着火电厂的供电量不断增加，其对社会的污染不言而喻。火电厂要从自身做起，根据自己实际情况，去主动实践新型的节能减排环保技术。这样不但可以减少环境污染，亦可以在同行业中起到模范先锋作用，增强社会影响力，进而提高企业效益。在从粗放型经济到集约型经济转变的过程中，火电厂热工自动化设计中的节能减排工艺的改进有着重大的意义，既能够保护环境，又能够增强自身生产效益。

关键词：火电厂热工；自动化设计；节能减排

前言

节能减排是我国基本国策，而火电厂则是开展节能减排工作的主要对象之一，不仅涉及生产，还与规划、设计、管理等息息相关，其中热工自动化设计，即为仪表与控制系统等内容也和节能减排有着密切的关联，可作为实现节能减排目标的着手点与突破。

1火电厂热工自动化系统特点分析

我国火电厂热工自动化设计采用的是多层化结构，每层与每层之间的操作对象及相对应的功能模块都存在很大的差异，因此，热工自动化系统有其专门的软件控制。一般高层的热工自动化系统都是从控制软件包的自动控制角度入手，对中层和底层软件系统进行综合管理。在火电厂运行过程中，设计人员要创建一个以火电厂运行数据处理为中心的信息管理系统，通过数据采集处理等模块，实现机组的自动化控制。软件平台与硬件配置之间的差异还是很大的，因此热工自动化系统具备以下几个特点：第一，硬件积木化特点。对自动化系统功能模块的选择一般是在系统中甄选模块，这种做法对火电厂人工自动化系统的整体性不会造成太大影响。第二，软件模块化特点。火电厂热工自动化系统为广大用户提供了大量的软件模块，这些软件模块具备实用性，可减少软件实际开发中的工作量，减轻工作人员的负担，大幅度提升整体工作效率。

2我国火电厂热工自动化系统发展现状

2.1热工自动化系统的具体功能

热工自动化系统的具体功能包括：(1)对各项数据的收集和分析功能。这一功能主要承担在整个生产过程中的监测作用，包括对仪器运转过程中各项数据的收集，实时监测设备稳定性，对生产环节中出现的错误进行警示，以及对最后的产品进行完成度检测，精准的控制和准确的反馈，能够为操作人员提供及时有效而又丰富的信息，给人力操作环节提供了极大的便利。(2)模拟量调节功能。这一功能的作用主要包括：对汽包水位的调节；对主汽温度的控制；煤炭供给量的控制；一次风量的控制；二次风量的控制；炉膛差压的调节等。总之就是要以达到火电机组的运转需求为目的，对各项运转数值进行调整，这一功能在很大程度上发挥了热工自动化技术的优势。(3)顺序控制功能。在整个系统的运行中，通过热工自动化手段，实现了对设备的统一控制管理，顺序控制功能作用的发挥，能够使机器的开启关闭顺序，以及联动锁定得到有效控制。对提高机组运行的稳定性效果显著，使生产过程耗能更少，同时节约了人力，使设备控制人员有了充足的休息时间。(4)锅炉安全检测功能。针对锅炉运转过程中的安全，进行实时监测。这一功能又可以分为燃烧器控制、燃烧安全管理两部分，分别有程控点火、燃烧器管理、炉膛安全管理等作用。(5)汽机防护功能。利用DCS在汽机设备运转的过程中进行保护，利用信息技术搭建通信平台，完成对汽机的远程监测。

2.2热工自动化系统的发展概况

火电厂热工自动化技术的演化，经历了局部控制、集中控制、计算机控制和分散式系统四个阶段。在这之中，分布式系统主要由交替设备和操作技能组成，拥有零散控制、统一管理的特点。伴随与高端科技技术的不断融合，分散式系统能够适用于较为困难的电力生产，能够高效配合不同技术人员的不同操作习惯，为火电厂员工提供自定义化的操作体验。在我国，伴随着自动化技术的不断进步，主要控制和辅助控制的集成，已成为热工自动化系统发展的大方向，并加速了火电厂的现代化程度。这不仅有效地降低了火力发电厂的发电成本，也符合低碳、经济的发展需要。将来，热工自动化系统的节能减排技术，将成为中国火力发电厂设备升级的主要方向。

3火电厂热工自动控制系统的节能减排

3.1提升自动控制性能

研究表明，通过应用先进的自动控制技术，应用有明显优势的自动控制软件能够很大程度的提高火电厂热工自动化的延迟性和多重耦合等能力，能够明显地提高火电厂自动控制系统地性能，提高火电厂整体的生产效率，降低设备损耗，减少污染物的排放量。

3.1.1火电厂热工自动化中保护系统的优化升级

顾名思义，火电厂的热工自动化中保护系统能够在火电厂各生产环节的设备突然发生故障时，检测故障原因并且针对性地自动采取保护措施。对保护系统进行优化升级，准确的设置其运行参数，增加其检测的准确性，在设备实际运行参数超过预设范围时能够准确及时的进行检测，并立即自动启动保护系统，采取保护措施，以尽快降低设备的损耗，减少污染物的排放量。

3.1.2火电厂热工自动检测系统的应用

热工自动检测系统和保护系统有一定的相似之处，在火电厂实际运作中，热工自动检测系统能够自动获取温度、汽压、功率、电流等参数，从而对发电机机组出现的故障问题进行分析，查找故障原因，并以此为依据对机组进行调整。

3.1.3火电厂热工自动化中的自动控制系统的应用

火电厂热工自动化中的自动控制系统能够保证发电厂相关机组的正常和安全运行，根据实际运行情况自动采取调节措施，使得机组设备随时适应外部环境。当机组设备出现故障或者问题时，自动控制系统能够在最短的时间内对故障原因进行分析，并针对性地做出调整措施，对相关机组进行保护，从而保证机组的安全运行。

3.2对控制系统进行负荷分配

之前的热工自动控制系统工作状态为主控室通过调用不同机械使用线路与自动控制系统的控制终端相连接，然后进行命令传输，从而实现系统的控制。这种自动控制系统比较安全，因此在目前火电厂中得到了较为广泛的应用。然而这种自动控制系统却无法解决污染物排放量大的问题，因此需要寻求一种更加先进的方式以实现节能减排的目标。将主发电厂的不同工作负荷对下级工作车间进行分配，能够使控制系统和工作系统有效的结合，进而有效的提升发电机组的生产效益。

3.3对热工自动化安全指标进行优化

为了实现节能减排地目标，首先要保证整个火电厂机组能够正常安全地运作。一旦有设备发生故障，不但会耽误发电机组地生产工作，而且设备的维修需要耗费大量的材料资源。过去的火电厂安全检测完全由人力进行排查，这种检测方式不准确而且效率很低。因此要在火电厂中尽量使用智能化的热工自动检测系统，应用不同的事故判断检测模块，对火电厂每一个环节的机组分别进行实时监测，尽量在故障发生之前进行改良或维修，降低故障发生的概率。

3.4对系统经济运行进行优化

在进行火电厂热工自动化应用的过程中，要对自动控制软件进行仔细认真的分析和选择，对每一种自动控制软件进行检测、评价和试用。为了确保火电厂的整体运作效率，在自动控制软件的使用确定之后，要对每一种控制算法进行试用，在保证算法能够满足火电厂自动控制软件的需求之后探索到效率最高的一种计算算法。由于火电厂所排放的硫氮化合物会严重污染环境，所以不能直接排放到外界环境中。需要利用自动控制系统加强不同工作部分之间的控制联系，尽可能提高电煤脱硫速度和电煤脱硫率。

结束语

对于火力发电厂的热工自动化设计而言，影响其与节能减排之间关联性的因素有很多，且不局限于某一方面，还需技术人员更为深入的挖掘和积累。在密切关注节能减排设计的基础上，希望在那些先进、可靠的控制设备与系统应用方面采取行之有效的措施，从而取得全面的实施，为电厂技术改革创造动力。

参考文献：

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