火电厂热工自动化设计中的节能减排研究

程烛

【摘 要】近几年来，随着我国社会经济的不断发展，越来越多工程项目得到有效开展，再加上城市的建设等，我国对电能的需求越来越高，电力工业也进入了一段发展的高峰期。在这一背景下，对于火电机组的运行及管理要求越来越严格，热工自动化技术凭借着其优秀的安全性能、可靠性、经济环保性等方面的优势成为了我国火电机组发展的重要应用技术。火电厂作为节能减排的重要目标，在热自动化设计中同样需要体现，节能减排问题也是目前火电设计的最大问题。本文根据火电厂热工自动化的功能和特点，根据火电厂的相关实际情况来分析研究节能减排等问题，并提出其中存在的问题，找出解决办法，希望对我国火电厂节能减排做出相应的贡献。

【关键词】火电厂热工自动化；节能减排；应用研究

我国电力行业一直被国家重视，电力行业发展的是否超前也是考验国家经济能力的一个重要标准。而目前我国电力行业的能源结构主要是以碳煤为主发电工程，在目前这项技术发展的较为成熟，所以在今后的一段时间我国仍然难以以其他发电技术作为主要发电手段。然而碳煤也是一种不可再生能源，火电厂消耗碳煤的數量是很大的，长此以往会导致我国社会发展的不稳定，对我国的经济可持续发展有着十分不利的影响。因此火电厂节能减排就是目前所需要注意的问题，我国应该积极贯彻节能减排思想，研究节能减排新方法，节约能源，保护环境，以保我国经济可持续发展，具有着十分重要的意义。

一、火电厂热工自动化系统的发展现状

在火电热工自动化发展中存在着四个十分关键的阶段，分别为：就地控制，集中控制，分散型控制，总线型控制。随着自动化技术的发展，从智能化是其核心部分，所谓智能化表现在其具有多种新功能。例如过去当流量仪表需要进行温度，压力的补偿时需要分别测量流量，温度和压力的三台变送器，并且需要运算器来计算，而现在一台智能化的流量变送器就可以包揽这一任务；又如一台智能化执行器，由于具有多种的自诊断功能，过去控制的算法，只能由调节器或DCS来完成，如今一台智能化的变送器或者执行器，只要值入PID模块，就可以与有关的现场仪表在一起，在现场实现自主调节，从而实现控制的彻底分散，从而减轻了DCS主机的负担，使调节更加及时，并提高整个系统的可靠性，有效的降低了火电厂的成本，对于火电厂热工自动化的节能减排具有十分重要的意义。

随着国家提倡可持续发展战略，低碳思想已经在我国普及，其要求火电厂热工自动化节能减排也是必然的结果，问题在于节能减排目的虽然已经普及，但是节能减排的方法还是十分稀少，因此加强节能减排工作火电厂热工自动化设计中的应用是当前最主要的任务。

二、火电厂热工自动化设计中的节能减排注意的问题

1、强化系统安全性能进而促进节能减排

无论是在哪方面，热工自动化设计都需要在安全合格的情况下来进行设计，为了保证系统的安全性能，以及设计出系统安全运行，需要对发电机组进行保护设计。在火电厂热工自动化设计的过程中，以安全为前提，去进行节能减排设计，而安全方面需要进行安全设计和特殊安全设计两种设计，来保证系统的绝对安全，这两种方法相结合，完美的减少了系统在运行中出现错误和故障的几率，有效的保证系统的安全运行。

2、促进节能减排技术的成熟，提升节能整体性

为了实现火电厂节能减排的目的。还需要更加先进的技术作为有效的支撑，就目前情况而言，节能减排技术并不是很成熟，相关的设计人员经验不足，所以促进节能减排的成熟才可以有效的去进行节能工作，国家可以根据培养，或者企业可以培养员工来促进相关人才的出现，我国在这方面技术尚不完善，且相关人才较少，所以培养人才，满足国家和企业的人才需求，提高工作人员的不断努力来促进节能减排技术成熟。

提升节能减排的整体性对于节能工作是十分有利的，众所周知热工自动化系统是一体的，存在一点出现问题或是系统发生一处故障将会导致系统整体无法正常工作，而重启一遍所需要的成本较大，而提高了系统整体的安全性，出现这种情况的次数就会少很大，在安全提升情况下进行对系统整体的节能减排加强，所节约的资源就会大大增多。

3、合理的分配机组负荷经济，有效的提高节能减排目的

在以前，火电厂是与我国电网属于同一个系统的，在与电网为整体一起运营的。而在那时经济的分配并没有像现在一样严谨，随着火电厂与国家电网的分开营运，对于经济的管理也更加的严格了。新的阶段国家将电网与火电厂分开运行，在国家发出指令的时候不再是单独针对一个发电机组，而是针对定向的发电厂，对于发电厂中的经济分配有着良好的促进作用，保证发电厂运行经济的合理发展。在新的工作情况下，合理的分配机组负荷经济，有效的提高节能减排目的。

三、火电厂热工自动化设计中的节能减排措施及问题

1、加强热工自动化系统经济运行

在热工自动化设计的过程中，对系统软件尚未选择之前，最应该做的是对系统的梳理，检查，审核，在这些工作做完且通过后，在进行对系统软件的选择。选择控制效果最佳的软件是最关键的，尤其是在选择分散控制软件的时候，需要进行科学的研究和探讨，在评估后确保该软件性能的情况下在进行选择，加强热工自动化系统的经济运行。在系统进行运行的过程中往往会出现问题和故障，所以选择性能良好的软件，并且各个软件性能并不冲突有利于系统的正常运行，有效的降低了出现问题和故障的频率，经济合理的进行系统运行。

对火电厂机组经济指标体系的建立也是十分关键的，通过数学模型的构建来进行对机组性能的分析和计算，最终达到机组经济指标的情况，根据计算结果来构建系统。对机组运行的实时数据管理对于系统的正常运行有着很大的影响，建立性能优化的数据库，方便诊断系统在运行的过程中出现的性能问题，并及时进行解决，有效的保证了系统的经济运行，在机组经济运行的情况下对于节能减排的问题也是水到渠成，直接影响了节能减排的量度，热工自动化经济运行的情况下可以有效的降低煤炭的使用率，达到了节能减排的目的。

2、加强对新型节能减排热工仪表的应用

加强对新型节能减排热工仪表的应用是促进节能减排的一大方法，通过对新型热工检测仪表的应用来监测煤炭的使用率，从而采取有效的手段来控制煤炭的使用效率，促进了对节能减排工作的进行。同样，使用新型热工仪表来监测锅炉烟气排放质量，严格控制烟气排放的参数，使之能达到国家排放要求，减少对环境的污染，也是近些年热工设计的趋势。例如，目前一种方法就是使用快速热电偶，对难以准确控制蒸汽管排放的问题采用热电偶来实时监测，并及时采取有效的手段进行控制，可有效的降低设备成本费用，实现节能紧迫的目的。

3、加强对隐性节能消耗的重视

在常规的火电厂热工自动化系统运行的过程中，常存在着隐性节能损耗，这对实施节能减排目的存在着很大的阻碍，所以解决隐性节能消耗也是同样需要重视的问题。比如在保护逻辑的设计中存在着配置较大的问题，其存在着变送器，热电偶等一些损耗功能，所以如何在不影响系统正常工作的情况下有效的降低损耗也是一项巨大的难题。重视并找出降低损耗，加强对隐形节能消耗的重视来节能减排，是一项微小但不得不重视的问题。

参考文献：

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（作者单位：中电建湖北电力建设有限公司）