韩斌
大唐韩城第二发电有限责任公司 陕西省韩城市 715400
摘要：电能是我们生活和工作中不可或缺的能源，对于我们日常生活和生产而言至关重要，火电厂发电作为我国发电的主要方式，对中国经济的发展做出了巨大贡献。但是火电厂排出的废气、废水等污染物严重污染了我国的环境，近些年来北方雾霾的持续加重就是火电厂排除的污染物所导致的。因此，相关部门需要不断提高火电厂的节能减排技术，将保护环境、节能减排作为火电厂的一项重要任务，才能不断提高火电厂自动化设计技术，最终实现高效率发电、高质量减排的目的。
关键词：火电厂；热工自动化设计；节能减排；设计分析
引言：
部分火电厂目前依旧是粗放式的发电模式，这种模式不仅对环境的污染很严重，而且还会制约着火电厂的发电效率。因此，火电厂应该以身作则，优化火电厂热工自动化设计，主动应用新型的节能减排技术，以不断促进火电厂发电模式由粗放式转变为集约型经济发展模式。基于此，本文首先简单的分析一下火电厂热工自动化设计影响，其次给出提高热力系统的运行经济性，最后分析一下目前新型的节能减排技术，以不断提高我国火电厂的节能减排工艺。
1.火电厂热工自动化设计影响分析
火电企业热工自动化设计实践中的节能减排至关重要，但其通常会受到各种各样的因素干扰，这就要求我们在设计时综合考虑各种因素，结合火电厂的实际需求，科学确定设计方案。根据对我国火电厂的热工自动化设计的研究和分析发现，多数火电厂的汽轮发电机组都是采用DEH技术来对机组进行自动化的控制。单阀控制系统由于具有调节能力强等优点在大多数自动化控制系统中应用，并不断加强了汽轮机的调节能力。然而，单阀控制系统因为其的调流性能不佳，在汽轮机调流运行过程中不可避免的会出现很多多余的环节，从而增加火电厂的能源损耗。因此可以采用顺序阀控制系统进行控制，该方法使汽轮机的四个调节阀处于不同阀位指令下，高温蒸汽通过逻辑设定好的调节阀后进入第一级喷嘴，这就叫做喷嘴配汽方式，该方式的效率高于节流配汽方式，因此受到了广大用户的青睐。
在发电机实际生产过程中，市场需求不断变化。因而发电机的工作状态也在不停转变。若工作负荷小或者燃煤性能低时，蒸汽压会发生波动，当煤电质量较差或者发电机组负荷较低时，汽压力会出现较大的波动，损害机组正常运行，使得排放污染物增加。随着我国自动化技术的不断发展，主控与副控一体化成为了热工自动化系统发展的主要趋势，也加快了火电厂的信息化建设，不仅有效降低了火电厂的发电成本，还满足了低碳经济发展需求。未来，热工自动化系统的节能减排技术必定会成为我国火电厂设备更新的主要发展方向[1]。
2.提高热力系统的运行经济性
2.1优化控制软件应用
热力系统的控制软件种类繁多，因此火电厂不同的汽轮机组的热力系统需要搭配不同的控制软件才能更好的实现节能减排的效果。因此，相关部门首先需要对不同种类的控制软件的性能进行调查和研究，并根据相应的分析数据发现神经网络型串级预测控制过热器的效果更佳，相比于普通串级控制阶跃响应，其出口温度时超调量只有普通串联控制阶跃响应的30%左右，而其调节速度提升近2倍，具有更高的效率，节能减排效果更加突出。同时，像遗传算法、神经网络以及模糊算法等现代算法控制软件可以大幅改善目前热力系统中存在的大量控制回路，减少目前火电厂热力系统中的多重耦合、大延时等调节特性，并通过改造 常规比例-积分-微分PID（控制器）来实现减少能源消耗、减少污染物排放量等目标，以不断提高火电厂汽轮机组的工作效益。
2.2构建机组经济参数评价体系
汽轮机组经济参数是评价机组能源消耗、废物排放的重要指标之一，因此构建机组经济参数评价体系，可以有效监察机组的能源损耗情况，然后根据相关系统的分析指导，减少或消除能源损耗偏差，以实现节约能源的目的。本文以某600MW火电厂企业为例，该企业根据机组经济参数级别的重要性将机组经济参数评价体系分为三级。
其中第一级参数包括供电煤耗、厂用电率；二级参数包括汽机热耗、烟气排放；三级参数包括飞灰可燃物、加热器端差等。然后安排相关的专业人员对各个级别的参数进行记录和分析，然后利用SIS载体建立有效的数学模型，并分析计算机组性能和耗差，并通过适当办法将偏差减少或消除，确保指标处于控制状态，以此实现运行经费节约的目标[2]。
2.3经济化机组荷载配置
电网调控控制的一种主要方式是AGC(自动发电控制)，其主要任务就是实现对每个机组的负荷控制。火电厂的单元机组通常都是不止一台的，因此需要用硬接线连接手段来连接信号和RTU。AGC的基本目标是确保电网安全调度和荷载平衡，在这种任务的运行情况下，它与机组运行效益之间的联系并不是很明显，而在新运营模式下，电网调度AGC指令对象通常是独立电力企业的实时负荷，必须通过电企的经济负荷配置才能在各台机组上落实。AGC会影响到机组运行的经济性。火电厂级SIS通常存在负荷经济分配问题，因此需要以单元机组实时性能计算、耗差分析结果为依据来绘制机组荷载特征的实时曲线，同时同步形成荷载经济分配效果判断策略。这些技术和系统也同时会带动等微增率原理、二次规划分配原理等相关理论和微粒群算法、线性规划法等优化策略同步发展[3]。
3.应用新型节能减排技术
3.1提升等离子点火安全性能
火电厂燃煤点火技术有很多种，其中等离子点火技术的环保效果最明显，不仅点火性能优异，同时还能节省大量的使用燃油，因此等离子点火技术受到了各大火电厂的青睐，应用范围越来越广，已经逐渐取代了其他点火技术。然而等离子体点火也存在其他缺点，其中最容易引发安全事故的缺点是：当工作炉温度过低或工作负荷低于正常值时，进行等离子点火会导致部分电煤残留物不能及时燃烧，这些残留物会随着温度的升高而逐渐上升至燃炉上部，导致燃炉上部的温度骤然升高，从而引发一系列的安全事故。为了避免这类事故发生，通常可以从以下两个方面着手：第一，安装先进的灰尘浓度检测仪器，对燃炉和管道内的燃煤灰浓度进行实时监测；第二，及时除去燃炉及管道内的燃煤灰尘，防止出现自燃现象。
3.2机组自动控制与脱硫相融合
目前，火电厂中大多采用碳酸钙湿法脱硫技术对燃煤进行脱硫吸收，以减少污染物的排放。但是这项脱硫技术并没有有效融合燃炉部分和脱硫部分，这两部分在运行过程中依旧是相互独立的，不能有效发挥出该技术的安全设计要求。即时有部分火电厂将脱硫部分与燃煤部分进行串联，但是依旧无法实现这两部分有效的融合。再加上近年来可持续发展战略的不断推进，节能降耗已经成为了每个火电厂的责任与义务。因此，火电厂需要不断提升脱硫部分和燃炉部分的有效联动，通常采用的方法是减少脱硫部分中的交换器以及增压风机，减少了这两部分，可以紧密联系脱硫部分与燃炉部分串联以及自动控制联动关系。也就是说将脱硫部分归属至DCS控制是火电厂节能减排的重要方法[4]。
3.3智慧电厂中的信息技术应用
我国火电厂自动化信息化拥有良好的技术基础，但是仍然存在诸多问题有待解决：如自动化仍然以“回路PID”为主；现有数据集成仅停留于数据的简单复制与统计；数据量巨大且混杂，自动化与信息化尚未升级为智能化。智慧电厂将实际生产系统与三维虚拟电厂相结合，采用虚拟现实、人脸识别、图像识别、大数据分析以及UWB精准定位等技术实现智慧电厂安全生产新模式。
4.结束语
总而言之，随着可持续发展战略的不断推进，节能减排、保护环境已经成为了火电厂的一项责任，同时不断提高火电厂的节能减排也是提高火电厂经济效益的一项重要途径，因此，相关部门需要不断提高火电厂的节能减排技术。基于此，本文首先简单的介绍了一下火电厂热工自动化设计影响，并从优化控制软件应用、
构建机组经济参数评价体系和经济化机组荷载配置这三个角度给出了提高热力系统的运行经济性的措施，最后又给出了提升等离子点火安全性能、机组自动控制与脱硫相融合这两项新型节能减排技术，以不断促进火电厂热工自动化设计中的节能减排，提高火电厂的经济效益。
参考文献：
[1]田冬生.火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J].现代工业经济和信息化,2020,v.10;No.194(08):49-50.
[2]胡珅.火电厂中节能环保技术措施的应用[J].大科技,2020,000(007):264-265.