分析热工自动控制系统在火电机组节能降耗中的应用

高晓卫

（陕西渭河发电有限公司，陕西 咸阳 712085）

火电厂在运行的过程中，火电机组在其中发挥着至关重要的作用，机组能耗量增加，不仅使得能源短缺的问题越发突出，同时也使得火电厂的生产成本在原有基础上有所增加，因此当前必须将节能降耗问题重视起来。实验研究发现，热工系统在节能降耗过程中作用较为显著，因此就可将其应用于锅炉及汽轮机等多种设备中。

1 能耗影响因素

1.1 锅炉因素

锅炉因素对能耗量的影响主要包括两个方面。第一是煤的种类。煤种的不同会直接影响锅炉的运行效率，而不同火电厂在区域位置上差异性较强，因此其各自所选择的是种类不同的燃煤。另外，同一火电厂所使用的也并非是一种燃煤，而是在不同时期进行更换。燃煤中的挥发成分具有可燃性，因此炉膛加热燃煤之后会使得挥发成分持续析出，在此过程中会产生大量的热量，能够加热煤粉气流并燃烧焦炭，在这种状况下就会使得煤粉燃烧，在燃烧的整个过程中挥发成分起主要作用。通过实验研究发现，燃煤的挥发成分与热量成正比关系，并且如果挥发成分越多，与此相对应的热量损失就较小，这时煤的燃烧能够处于较为稳定的状态，而在挥发成分减少的同时则会增加可燃物，进而影响锅炉的运行效率。第二是煤粉细度。实验研究结果表明，煤粉的粗细程度会影响煤燃烧的时间，煤粉越细则燃尽时间越短，这样就能使燃烧效率有所提升，还可减少可燃物含量。同时还对控制水冷壁结渣及烟汽温度具有一定的作用，但在煤粉细度降低的同时会增加磨煤机对电能的消耗量，因此当前最重要的是研究出煤粉细度的最佳指数。

1.2 汽轮机因素

汽轮机对能耗量的影响主要包括两个方面。第一是减温水，其通常由水泵抽出，但这就会使得机组能耗量直接增大。若减温水的参数与锅炉给水保持一致，则不会对热力系统造成过于严重的影响，但未加热的减温水循环效率较低，进而导致系统能耗量较高。在增加减温水量的过程中会减少抽气量与给水量，这必然会直接增大机组的功率，进而导致能耗量升高。第二是汽轮机结构，研究的要点是不同压力缸的内效率，这与汽轮机本身的生产水平有着直接关联。同时，汽轮机的内效率与级间漏气及清洁度等因素直接相关。另外，对于高压缸来说，其运行效率与主气门及节流损失相关性较强；多数汽轮机的配汽方式为喷嘴，该方法在理论上可行并且循环效率较高，但在实际应用的过程中受到一定负荷的影响，会使得节流损失量较大，在低负荷状况下这种现象尤为突出，甚至超过定压运行参数。如果在调节进气量的过程中是由锅炉出口压力所完成的，则会降低节流损失量，进而使能耗量在原有基础上明显有所降低。

2 热工自动控制系统的作用

2.1 锅炉运行降耗

（1）控制送风量。在应用热工系统的过程中能够对送风量进行控制，进而使得锅炉内部的燃烧状态产生变化，促使供电煤耗量降低。另外，为了将能耗量降低至最小，在控制送风量的过程中必须充分考虑负荷及煤量等多项要素，进而作为衡量风量的依据并加以调整。另外，需要安装测量氧气的仪表，并严格按照规定的时间进行校验，及时修改原本所设定好的曲线，并在对比的基础上不断进行调整，这样就能不断优化曲线，进而使系统的自动控制效果更好，最终就能够使送风量与热损失配置效率更高。

（2）控制冷一次风量。在设计锅炉机组的过程中通常会首先让风通过预热器，但在锅炉机组运行时，由于人为添加冷风使得预热器的风量与原本设计好的数值偏差较大。之所以要人为添加冷风，目的在于使得系统温度能够与磨煤机相同，但在风量产生偏差之后会降低排烟温度，无法满足设计要求。针对这一问题，必须严格控制冷一次风量，在此过程中，热工系统就要充分发挥其作用，确保风量与设计值相一致。另外，还应对与煤量相关的总风量进行严格控制，以免其产生偏差。

（3）控制磨煤机温度。为了提高机组的运行效率，同时也为了使机组的运行始终能够处于安全稳定的状态，必须对磨煤机出口温度进行严格控制。另外，煤粉本身就具有易爆炸的特点，因此必须将烟煤储仓式与直吹式两种状态下的温度分别控制在70摄氏度与80摄氏度之内。另外，无烟煤容易自燃，因此，需要将阀汽温度控制在150摄氏度以内。在对锅炉进行设计的过程中，既要考虑到燃烧的需要，同时还不应高于入口干燥器的温度。另外，通常情况下在入口前需要加入冷一次风，这样做的目的在于使得热风温度能够在短时间内降低，但这样的处理方式会使得预热器风量严重偏离设计值，同时也影响了排烟温度，在这种状况下就需要充分发挥热工系统的作用，确保其能够有效控制磨煤机出口温度，以免其偏离设计要求。

（4）控制一次风率。在设计过程中可对各环节及各项参数进行精准设计，但设计方案往往难以直接体现在机组实际运行的过程中。通常情况下，在磨煤机出口温度增加时需要适当增加一次风量，而这就使得排烟温度难以达到设计要求，因此在设计过程中必须以磨煤机的负荷作为基本依据，这样才能提高设计方案的可行性。另外，为了使曲线的设计更加合理，需要配置多套炉侧系统，进而使得排烟热损失能够降低至最小，这样就能减少锅炉的能耗量。

2.2 汽轮机运行降耗

（1）阀门控制。从当前的情况来看，汽轮机顺序阀主要有三种不同的方式，分别是CV4–CV1-CV2、CV3；CV1、CV2、CV3-CV4；CV1、CV2、CV3、CV4。第一种方式的节能效果最好，但在改造机组单阀方式的过程中难以充分发挥第一种顺序阀的节能作用。因此通常情况下为了使供电煤耗量能够降低至最小，需要对阀门流量进行试验，测算出流量的特性，进而以此为依据对开启顺序及曲线进行优化处理，最后需要再次进行优化试验。这样的处理方式尽管能够减少节流损失，但却无法保障机组运行的安全性与稳定性。针对这一问题，最重要的改变配汽方式，这就需要专家人员与生产厂家进行合作，在共同综合评估与审核的基础上进行调整。

（2）主汽压力。在机组运行过程中可能同时发生负荷低与煤质差的问题，针对这种状况，通常的处理方式是投入自动滑压，这种方式尽管能够起到节能的作用，但设定的滑压值较小，无法达到设计方案对主汽压力的要求，因此还需要明确机组运行的特点，进而在此基础上对机组进行精细化调整，同时还需要对调节气阀进行控制，进而有效降低供电煤耗量。

（3）汽温自动。主汽与再热汽温会直接影响机组的整体运行效率，并且决定了机组煤耗量的高低。另外，在机组运行过程中主机温度与压力也可能在同时间段内出现波动，进而严重影响机组的节能降耗效果，并且在负荷较高的状况下会使得再热汽温严重偏离正常值。针对这种状况，通常情况下是通过添加减温水加以调整的，但这样的处理方式会使得供电煤耗量在原有基础上增加，因此必须对自动控制参数进行调整，并结合试验结果优化参数。在调节过程中需要以锅炉本身的燃烧特性作为基本依据。另外，如果机组运行较为稳定，就可在原有基础上适当提高运行温度，在这种状况下就能达到降低煤耗量的目的。因此最重要的事情是确保汽温的稳定性，这就需要通过热工系统来实现。

（4）控制加热器组端差。加热器组端差指的是热力系统中加热器的端差，加热器水位是端差的主要影响因素，如果水位增加，就会使得疏水温度降低，这时加热器端差便会降低。另外，如果水位过低，则会导致疏水温度升高，并且进一步增大加热器端差。因此调节的重点在于回热系统的水位，进而将加热器端差的波动控制在最小范围内，这就需要全面检查水位测量设备，并采取科学合理的测量方法，有效保障高加及低加水位信号的准确性，并设置符合系统运行要求的高、低加水位，进而达到节能的效果。

3 结语

总而言之，在对机组进行节能降耗的过程中最重要的是了解影响能耗量最为关键的因素，进而在此基础上进行针对性处理，充分发挥热工系统的作用。另外，火电厂当前在运行过程中不仅要考虑电能生产的质量，同时还应将节约能源的问题重视起来。只有这样，才能实现火电厂的长远发展。本文就对这一问题进行了深入探究，并给出了一些有效的建议。

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