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低碳背景下火电厂热工自动化研究王鹏

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：王鹏

[导读] 摘要：随着我国社会经济的发展，人们的生活水平发生了翻天覆地的变化，各种电器用量不断攀升，每年用电量呈逐渐增长趋势。

        (大唐平罗发电有限公司宁夏 753400)
        摘要：随着我国社会经济的发展，人们的生活水平发生了翻天覆地的变化，各种电器用量不断攀升，每年用电量呈逐渐增长趋势。火电厂在发电过程中，一方面满足了人们对电能的需求，但也给环境造成了严重污染。因此，在低碳背景下开展火电厂热工自动化研究具有非常重要的现实意义。
        关键词：低碳；火电厂；热工自动化
        一、低碳背景下火电厂热工自动化
        1、DCS系统。DCS系统在热工自动化技术中发挥着十分重要的作用，并且随着科学技术的快速发展，该技术在不断完善和进步。计算机局域网络与DCS系统中的控制功能两者存在非常密切的内在联系，即使用发电机组控制和计算机局域网技术，建立符合火力发电厂实际的网络控制系统。另外，由于DCS系统拥有技术较为成熟的处理器，可以为火力发电厂正常运作的各种控制提供强有力的保障，也能够发现运行过程中存在的问题，并及时提出解决对策，从而保障火力发电厂安全运作。如果火力发电厂在运作过程中出现故障问题，不会对DCS系统造成任何影响。除此之外，DCS系统还可以对火力发电厂各种电缆的使用情况进行合理的设计，这样在一定程度上可以大大减少各种设备的使用量，从而提高火力发电厂的经济收益，促进活力发电厂的长久发展。
        2、热工测量技术
        （1）温度检测。在温度检测过程中，热工自动化检测系统中最为重要的设备是传感器。因此，在实际温度检测时，应要遵循热工检测相关标准制度，从而保障检测数据的真实有效性。如果为125MW和小于125MW的机组，可以使用DDZ-2传感器进行温度检测；如果大于300MW的机组可以采用热电偶亦或者热电阻的方式进行温度检测。
        （2）流量检测。流量检测根据差压原理为前提，采用标准节流件亦或者其他设备，保障流量检测结果的真实性，同时也在一定程度上可以达到自动化技术良好的应用效果，有效防止火力发电厂运作中各种安全隐患的发生。
        （3）压力检测。火力发电厂中应用热工自动化技术对压力检测时，应要采用合理的传感器，并要根据相关标准制度，合理的应用热工检测，从而能够快速检测压力结果，促进火力发电厂的正常运作。
        3、自动控制。热工自动化技术在诸多的火力发电厂中已经被广泛应用，在汽包水位系统、燃烧系统、主汽压力系统试下自动化控制，具体而言：
        （1）汽包水位系统。热工自动化技术对火力发电厂实际的电量负荷情况进行全面的分析、调整和控制，其中调整包含三冲量和单冲量，从而为自动化调整提供数据保障，并且在一定程度上能够充分发挥热工自动化技术的价值。
        （2）燃烧系统。火力发电厂实际运行过程中的送风量和炉膛中的压力应用自动控制，在一定程度上可以减低负荷量，提高电量，促进火力发电厂的正常运作。
        （3）主汽压力系统。火力发电厂的水温调节中应用自动控制，在一定程度上可以使得主汽温度能够得到有效的控制和调节。在主汽压力系统自动控制中采用热工自动化技术，不仅可以更好的实现主汽温度的调节，而且在应用过程中采用的模糊控制方式，在一定程度上可以提高主汽压力系统的调节能力。
        二、低碳背景下的火电厂热工自动化研究
        1、优化热控制系统。一是优化汽轮机监视仪表系统性能，提高可靠性。

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汽轮机监视仪表系统是导致机组故障的重要原因，通过反复研究和调查发现，对汽轮机监视仪表进行优化后，可大大减少其导致机组误动的概率。二是增强抗干扰能力和接地可靠性。现阶段，很多外界环境中的因素都可能对火电厂热控制系统造成一定的干扰，使得控制系统的测量数据不准确、运行不稳定，甚至还会导致控制系统发出错误指令，引发机组跳闸或设备故障，对整个热控制系统的有效运行造成严重影响。因此，增强热控制系统的抗干扰能力和接地可靠性对于确保热控制系统的安全稳定运行具有非常积极的作用。三是优化热控制系统逻辑。热控制系统和控制设备运行环境中的电磁强度非常大，不但容易受外部环境干扰，其自身运行也可能发生异常，造成信号错误。当连锁保护出现错误测量信号时，很可能导致系统误动。为保证系统信号的准确传递，应采用单点测量信号的方式。
        2、机组负荷经济分配。以往火电机组控制系统中的自动发电控制主要是由电网对各台单位机组的目标负荷进行直接调控，即利用硬接线的方式，将远程终端与电厂端机组DCS进行连接，由此达到远程调控的效果，该方式可有效确保电厂及电网运行的可靠性、安全性，但不具有明显的节能减排效果。随着“厂网分开”和“竞价上网”的深入实施，原来的自动发电控制方式已不适用，需由各发电公司单独发送负荷指令，给各个机组分配电厂经济负荷，以此将火力发电机组与自动发电控制有效连接起来，提高电网营运的经济性。负荷经济分配一般情况下会配置到SIS系统（厂级监控信息系统），也就是以耗差分析结果和单元机组实时性能的计算结果为依据，得出机组负荷的实时特性曲线，掌握负荷经济分配的实时效果。在设计之初就可以将MIS系统（管理信息系统）和SIS系统的通用功能进行结合，设计出一套兼具MIS系统功能和SIS系统功能的综合化系统，如此不但可为电厂节约初始投资，还可适应电厂调度工作的需要，为电厂日常信息管理提供有效保障，在源头上解决排放指标和能耗控制的难题。
        3、安全指标优化。在设计火力发电厂的热工自动化系统时，应优先确保火力发电厂的运行平稳，其次，再考虑火力发电厂日后的节能降耗问题。假如在平时工作中发生异常状况，导致机械设备无法正常运行而被迫停工，将会耗费大量整修资源，再次启动火力发电厂的机械设备时，还需要消耗大量燃煤，会对火力发电厂开展节能减排工作造成非常不利的影响。所以，在设计火力发电厂时，一定要最大限度地降低火力发电机械设备出现故障的概率，尽量减少火力发电厂因非正常原因导致的停工时长。另外，还要全面做好不同工作机械、不同工作区域的检查工作，对各种事故进行有效预判，减少故障发生的概率。此外，还应尽可能地利用智能化自动监察系统，彻底转变传统依赖人工巡查的陈旧模式，降低检修时长，这样不但可以提升火力发电厂的经济效益，还可大大降低火力发电厂排放污染物的数量。
        4、系统经济运行优化。在选择火力发电厂的热工自动化控制软件前，要进行充分的测试和评价，在试用热工自动化控制软件时，要选用各种不同的控制系统算法，保证热工自动化控制的工作效率。为实现节能减排效果，火力发电厂要设法提高电煤脱硫速度和电煤脱硫率，可通过自动控制系统对脱硫吸收部分进行控制，二次处理含硫废液，切忌直接排放含硫废液，以免造成环境污染。此外，要不断提升机运行械的安全性，积极发挥火力发电厂热工自动化控制系统在节能减排方面的作用。
        结束语
        总而言之，在低碳背景下，可通过采取热控制系统优化、机组负荷经济分配、安全指标优化、系统经济运行优化等几项有效措施，并积极应用等离子点火、新型检测仪表、变频控制技术等多项新技术，不断提升火电厂热工自动化程度，实现节能降耗的目的。
        参考文献：
        [1]赵振国.火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析[J].电力系统装备，2019（21）：128-129.
        [2]刘华凯.自动控制理论在火电厂热工自动化中的有效运用分析[J].科学技术创新，2019（14）：395.