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火电厂热工自动化设计中的节能减排梁洋

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：梁洋

[导读] 摘要：能源是发展的基础性需求，现如今能源紧缺日显，如何进一步提高能源使用科学性，节能减排，已经引起普遍关注。

        （大唐绥化热电有限公司黑龙江绥化 152000）
        摘要：能源是发展的基础性需求，现如今能源紧缺日显，如何进一步提高能源使用科学性，节能减排，已经引起普遍关注。火电厂作为煤炭能源消耗大户，节能减耗工作被各电厂普遍重视，本文将针对热工控制系统在火电机组的节能降耗方面展开论述，并对该系统在火电机组节能降耗方面的应用进行深入分析。
        关键词：火电机组；热工自动控制系统；节能降耗；设计
        引言
        21世纪全球工业都随着能源问题的凸显而受到不同程度的制约，节能降耗工作的开展成为了一项亟需落实的问题。随着国家可持续发展战略的提出，相关电厂工业部门对于节能降耗项目越来越重视，这不仅仅可以有效地节约资源，降低火力发电的污染，同时也能有效控制生产成本，提高经济效益。
        1.机组消耗的影响因素分析
        为了真正降低煤耗，落实节能降耗工作，需要对能耗指标综合分析，通过对比煤耗的真实值与设计值，分析其发生偏差原因，并进行改善，达到实际节能降耗效果。
        1.1厂用电指标的分析
        影响厂用电指标的主要是一些辅助设备的原因。其中涉及送风机、引风机、磨煤机、脱硫机、给水泵等。厂用电率对于发电的煤耗基本没有影响，但却直接影响着发电厂的供电煤耗。其中机组实际厂用电指标越小，其供电煤耗就会越低。因此，降低厂用电指标对于节能降耗工作的落实有着很大的实际意义。
        1.2锅炉能耗
        锅炉的能耗指标通常指的是实际锅炉效率，在电厂，锅炉效率为一个机组在经济性方面的重要指标，可以反映锅炉的一种综合水平。其中对于锅炉效率的影响因素有以下几个：排烟热损失、由于不完全燃烧带来的损失、散热方面的损失、灰渣热带来的损失。主要的影响参数为排烟温度、烟气含碳量、漏风率和烟气含氧量。其中，排烟的热损失对于锅炉效率的影响最大，其次为不完全燃烧损失，再者为散热损失和灰渣热损失。然而，降低排烟温度、减小排烟热损失又与燃料的品种和完全燃烧率息息相关。因此，提高燃煤燃烧率可有效提高锅炉效率，从而降低锅炉能耗。
        1.3汽轮机能耗
        汽轮机能耗主要以汽轮机工作效率为指标，包括热端、冷端效率与回热效率。一般情况下，影响参数主要包括主汽压力、再热汽以及真空度参数。其中，冷端效率参数对汽轮机影响很大。汽轮机运行中，合理控制汽轮机参数能够提升汽轮机效率，如定期调节凝汽器的端差，可以提高凝汽器的效率，从而提高汽轮机效率。应注意各参数的综合调节，例如，调节凝汽器的端差时，可能给水温度会产生变化，对回热系统的循环效率产生影响，最终导致调节效果不明显。只有通过多参数的同时调节，才能更好地实现汽轮机效率的提高。
        2.火电机组的节能降耗
        2.1锅炉运行降耗应用
        2.1.1冷一次风量影响控制
        国产锅炉机组设计往往认为除炉膛和制粉系统会漏风外，进入炉膛的所有风都是经过预热器预热的。而实际制粉系统会掺入一些冷风运行，以此使磨煤机出口温度保持在一定值。结果往往导致预热器的通过风量比设计值小，排烟温度随之上升因此，热控系统必须考虑此情况，控制锅炉总风量，制定和给煤量相对应的总风量曲线。
        2.1.2送风量控制
        送风量上的变化可以带动炉内空气发生变化，影响燃烧效果。没有燃尽带来的损失和排烟损失相加所得结果最小方为最佳送风量。因此，氧量自动系统要优化设定值曲线，在运行中调整风量。风量最佳值除了依据负荷、煤量外，还与氧量有关。如果氧量测点在锅炉尾部受热面安装，受测点前烟道漏风会影响氧量值测出结果，不能准确得出炉膛出口的过量空气系数指标。所以，氧量测点应靠前安装，在炉膛出口最好。

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另外，应定期试验，以得出氧量随负荷变化曲线，从而确定最佳氧量，对锅炉氧量进行调整控制。要定期校验氧量表，为分析与调整燃烧提供参考。
        2.1.3一次风率控制
        确定一次风率，一方面要考虑合适的风粉比例，以获得较大火焰传播速度，使着火稳定；另一方面考虑一次风供氧量，满足充分燃烧需要。因此，一次风率应主要根据挥发分含量多少来确定，挥发低的煤，一次风率小些。参数合理设置，能够减少锅炉排烟、不完全燃烧热损失，减低锅炉能耗。
        2.1.4磨煤机的出口温度控制
        通常会对磨煤机出口实际乏气温度进行限制，以确保可以安全运行。如烟煤储仓不超70℃；烟煤直吹不超80℃；无烟煤存在自燃问题，因此乏气温度不应超150℃。锅炉设计热风温度主要取决于燃烧需要，所选热风温度通常比磨煤机入口所用的干燥剂温度要求高。所以，磨煤机入口前需要掺入一些温度较低的介质。磨煤机的出口温度越低，则此时掺冷一次风的实际比例越大，排烟温度越高。所以，要控制好磨煤机出口的温度。
        2.2汽轮机运行降耗应用
        2.2.1通过顺序阀控制方式节能降耗
        目前我国火电机组的汽轮机调节控制都是采用的数字电液控制系统（DEH），这种系统设置有两种调节控制方式，分别为单阀、顺序阀控制。如果机组采用单阀系统运行，其中对于单阀调节比较容易实现，然而调节中的级节流损失很大；采用顺序阀控制时，对于级节流可以很好的控制，但其调节过程却略显繁琐，但顺序阀方式可节能降耗更显著。根据实践统计可以知道，良好的顺序阀控制方式与良好的单阀控制相比，其节约煤量在4~8g/kW•h，因此顺序阀控制方式是目前机组运行的主要控制方式。
        2.2.2通过主汽压力自动控制系统节能降耗
        机组的主汽压力波动的主要原因在于机组的负荷较低、煤种质量较差，主汽压力的波动进一步导致了机组的负荷，这使得机组的投入方式产生改变。通常情况下，机组采用自动滑压模式投入，可以有效保证机组进气，减小阀门的节流损失，达到节能的目的，实现经济性的提高。对于主汽压力自动控制系统的有效控制，需要通过对其主汽压力波动缘由深入分析，拟定控制方案，精准调整参数，采用合理的阀门开度与方式，结合滑压过程控制，实现最优化节能降耗，提高机组运行经济性。
        2.2.3通过汽温控制系统节能降耗
        如果汽温过高，会给机组的运行带来潜在威胁，超温严重时可能会发生过热器爆管，导致整个机组系统的瘫痪；汽温过低时，则会导致汽机内部的蒸汽湿度增高，在加速机组内部设施腐蚀的同时，还可能导致蒸汽管道内部水压过高振动剧烈。因此，有效调节汽温可以促进节能降耗实现。机组汽温控制主要包含两方面，分为初始汽温控制和再热汽温控制。初始汽温控制只需要根据规范进行初始参数设定即可实现；再热汽温燃烧器摆角无法投自动、烟气挡板调节性能比较差。当负荷比较高时，需要用再热器事故减温水参与调整才能保证再热汽温度不超标。再热汽温对于供电煤耗的影响很大。据统计可知，再热汽温每增加1t/h，机组的整体供电煤耗将升高约0.2g/kW•h。
        结束语
        热工的自动控制系统通过控制的优化、机组参数的合理调节可以有效地促进节能降耗工作的落实，实现机组效率的最大化。只有通过对锅炉、汽轮机等自动系统的合理、综合调节，才能实现节能降耗。
        参考文献：
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        [4]鲁登峰，胡仕红.火电厂热工自动化设计中的节能减排解析[J].通讯世界，2013（17）：63-64.