楊虹

【摘 要】熱工自動控制系統(tǒng)是火電廠一個非常重要的角色，尤其是在節(jié)能降耗方面發(fā)揮著積極的作用。文章結(jié)合目前我國火電廠熱工自動控制系統(tǒng)在節(jié)能降耗中應(yīng)用的實(shí)際情況， 對自動控制系統(tǒng)對煤耗的影響進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 熱工控制 ?供電煤耗 ?自動控制系統(tǒng) ?節(jié)能降耗

現(xiàn)在，能源危機(jī)制約著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因此充分開展節(jié)能降耗工作，減少環(huán)境污染，對火電廠提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)在未來的市場競爭中站穩(wěn)腳跟具有重要的意義。供電煤耗能夠反映火電廠節(jié)能降耗成效， 它一般受多種因素影響，例如鍋爐、汽輪機(jī)及其附屬設(shè)備和系統(tǒng)的各類能耗指標(biāo)等，熱工自動控制有助于火電廠節(jié)能降耗，為電廠創(chuàng)造巨大效益。

1 影響機(jī)組的煤耗因素分析

供電煤耗受機(jī)組負(fù)荷率、主汽壓力、主汽溫度等多種因素影響，其中煤的變化和發(fā)電機(jī)負(fù)荷率的高低對供電煤耗的影響是最重要的。如果對這些參數(shù)進(jìn)行精確測量并加以控制，可以有效降低機(jī)組煤耗。目前我國高度重視火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)，但對于如何使熱工自動控制系統(tǒng)在節(jié)能降耗方面發(fā)揮重要作用仍需進(jìn)一步深入研究?；痣姍C(jī)組的能耗指標(biāo)體系主要包含三種能耗指標(biāo)：鍋爐、汽輪機(jī)組以及系統(tǒng)內(nèi)其他各類的能耗指標(biāo)，下面對其進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.1 鍋爐能耗指標(biāo)分析

鍋爐的效率視作其能耗指標(biāo)，主要反映鍋爐的實(shí)際能耗，是評價鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。影響鍋爐效率的關(guān)鍵因素有： 排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失、散熱損失等。影響鍋爐效率的主要指標(biāo)參數(shù)有排氣溫度，飛灰含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，煙氣含氧量等。其中，排煙溫度和排煙氧含量是影響排煙熱損失的重要參數(shù)，燃料性質(zhì)、氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)、一次風(fēng)速、二次風(fēng)速是影響化學(xué)不完全燃燒的主要參數(shù)，飛灰可燃物是影響機(jī)械不完全熱損失的重要參數(shù)。

1.2 汽輪機(jī)組能耗指標(biāo)分析

汽輪發(fā)電機(jī)組的能耗指標(biāo)主要指汽輪機(jī)效率（熱耗率）。影響汽輪機(jī)效率的主要是熱端效率、冷端效率、通流效率、回?zé)嵝实?。主要影響指?biāo)有主汽參數(shù)、再熱汽參數(shù)、缸效率、回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)等。其中，高、中、低壓缸效率主要影響汽輪機(jī)本體效率，各加熱器參數(shù)直接影響循環(huán)效率，汽機(jī)冷端狀態(tài)會對運(yùn)行效率產(chǎn)生較大影響，而鍋爐主（再）熱蒸汽、過（再）熱蒸汽減溫水流量的控制對機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行會產(chǎn)生重要影響。

1.3 廠用電指標(biāo)分析

機(jī)組廠用電指標(biāo)主要是指廠用電率，影響廠用電率的主要輔機(jī)指標(biāo)有吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、脫硫增壓風(fēng)機(jī)、脫硫循環(huán)泵、二次風(fēng)機(jī)、流化風(fēng)機(jī)、冷渣風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、（空冷機(jī)組）冷卻風(fēng)機(jī)、給水泵、凝結(jié)水泵、凝結(jié)水升壓泵等的耗電率。

2 自動控制對機(jī)組煤耗的影響分析

2.1 自動控制對鍋爐運(yùn)行的煤耗影響分析

（1）送風(fēng)量的控制對降耗的作用。供給的空氣量太大或太小，將導(dǎo)致煤耗增加，所以自動控制系統(tǒng)要優(yōu)化負(fù)荷與氧量對應(yīng)的設(shè)定值弧線。在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中，應(yīng)參考負(fù)荷、煤量、氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)來調(diào)節(jié)送風(fēng)量的大小，定期檢查以確定、優(yōu)化負(fù)荷和氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)曲線，根據(jù)優(yōu)化后的曲線對氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行控制，保證送風(fēng)量在最佳值附近。

（2）對冷一次風(fēng)量進(jìn)行自動控制。大多數(shù)中國的火電機(jī)組在運(yùn)行時，制粉系統(tǒng)需要輸入冷空氣以保證磨煤機(jī)出口維持一定的溫度，但后果是通過空氣預(yù)熱器的風(fēng)量小于設(shè)計值，排氣溫度升高。因此要依據(jù)自動控制系統(tǒng)制定出的與給煤量匹配合理的總風(fēng)量曲線控制冷風(fēng)量。

（3）對磨煤機(jī)出口溫度進(jìn)行自動控制。由于安全操作的需要，磨煤機(jī)出口廢氣溫度通常是有限值范圍的，如儲煤型不超過70℃，煙煤時直吹式不超過80℃等。在鍋爐設(shè)計時，熱風(fēng)溫度主要依據(jù)鍋爐的燃燒需求設(shè)計，因此溫度通常較高，為了控制磨煤機(jī)出口溫度，必然要摻入冷風(fēng)，引起排氣溫度升高，并且磨煤機(jī)出口溫度越低需要摻入的冷風(fēng)越多。所以我們需要在合理的范圍內(nèi)使用磨煤機(jī)出口溫度自動控制系統(tǒng)。

（4）對一次風(fēng)率進(jìn)行自動控制。磨煤機(jī)入口冷熱風(fēng)門控制存在耦合關(guān)系，且磨煤機(jī)溫度控制對象存在大滯后性，在控制過程中，磨煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)煤配比曲線與設(shè)計存在差異，影響了燃燒效率，同時也增加了污染物的排放。

通過以上自動的投入，參數(shù)的合理設(shè)置，可以極大地減少鍋爐的排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失等，有助減低鍋爐能耗。

2.2 自動控制對汽輪機(jī)運(yùn)行的煤耗影響分析

（1）主汽壓力自動對機(jī)組煤耗影響分析。在實(shí)際工作中，負(fù)荷低，質(zhì)量差，會使主蒸汽壓力波動較大，不利于自動滑壓運(yùn)行的投入，也對機(jī)組負(fù)荷能力有影響。機(jī)組采用滑壓運(yùn)行時，雖然在一定程度上有利于節(jié)約能源，但主蒸汽壓力滑動壓力設(shè)定值小于理論值，因此，為了提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)對滑壓運(yùn)行方式下的協(xié)調(diào)控制策略和參數(shù)的進(jìn)行精細(xì)的控制，從而有效降低供電煤耗。

（2）汽溫自動對機(jī)組煤耗影響分析。機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性直接受主蒸汽溫度的影響，而主汽溫度又受負(fù)荷和煤質(zhì)的影響。負(fù)荷低、煤質(zhì)差會造成主汽溫度在較大范圍波動，這將會嚴(yán)重影響單元機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性、安全性。在實(shí)際工作中，汽溫自動控制策略應(yīng)根據(jù)機(jī)組鍋爐的燃燒特性進(jìn)行設(shè)計，通過自動控制策略對控制參數(shù)的優(yōu)化來提高汽溫自動調(diào)節(jié)的品質(zhì)。以600MW超臨界機(jī)組為例，在一定范圍內(nèi)的主蒸汽溫度平均每提高4℃蒸汽溫度穩(wěn)定后，煤的消耗可降低0.4g/（kW.h） 左右。

3 提高與節(jié)能指標(biāo)計算相關(guān)的熱控主要參數(shù)準(zhǔn)確性的意義

數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可對比性是實(shí)現(xiàn)良好熱工自動控制的基礎(chǔ)， 電廠的熱工專業(yè)人員在節(jié)能降耗的基礎(chǔ)上，對排煙溫度、含氧量分?jǐn)?shù)、主汽參數(shù)等熱控主要參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測量， 這有助于熱工自動控制系統(tǒng)節(jié)能降耗。

4 結(jié)語

隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，技術(shù)人員必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思維，從節(jié)能減排的角度為火電廠熱控專業(yè)重新定位，使熱工自動控制在電廠的節(jié)能降耗方面發(fā)揮更重要的作用。

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