武明路
石家庄良村热电有限公司 河北省石家庄市 邮编：052165
摘要:中国社会经济的迅速发展促使人们对电能质量的要求日益提高。火力发电厂是国内电力能源的重要来源之一，因此社会十分重视其在实现节能减排方面的效果。该文将重点研究火电厂热工自动化设计方面涉及到的关于节能减排的相关实施方法。
关键词:火电厂；热工自动化；节能减排
引言：
火电厂制造电能的主要原料为煤、石油和天然气等等。通过燃料燃烧加热锅炉中的水，从而生成水蒸气，完成燃料化学能到热能的转化。然后利用蒸汽的压力促使汽轮机开始旋转工作，在这一步过程中蒸汽的热能转变为机械能。最后由汽轮机旋转推动发电机工作，从而促使机械能转变为电能。但是由于火电厂燃烧产能过程中会生成污染物，对生态环境造成不良影响。如何实现热工自动化设计的改良升级，提升火电厂的节能减排实施效果，成为一项重要课题。
1 优化节能减排技术
1.1等离子点火及微油点火技术的安全性
在开展火电厂热工自动化设计的过程中，由于等离子点火及微油点火技术具有节省燃油的优点，可以实现较为显著的环保作用，因此被广泛地推广使用。但是，如果在冷炉点火阶段，并且处于低负荷的情况下，由于煤粉完成燃烧的时间延迟，致使炉膛上端屏底的烟雾的温度升高，从而炉内出现高温高压的状态，极易发生超温的风险。而且一旦点火的位置发生偏离，极易有可能导致锅炉碰撞内部气温不均匀的状况。除此之外，由于聚集的烟气中含有大量的飞灰可燃物，非常容易在空预器尾部的烟道部位发生沉积，发生自燃的可能性极大。因此，综合考虑上述的危险因素，在进行点火控制设计时，针对煤粉的研磨细度、空预器吹灰等方面综合进行强化控制[1]。
1.2脱硫与单元机组控制
火电厂现在普遍使用烟气石灰石湿法来进行脱硫处理，同时采取独立控制系统进行操控。因为该系统的硬件和单元机组控制DCS可以保持一致，通过其带有的硬接线完成信号间的互换，从而实现联动和保护的作用。伴随我国提升环保要求，基建项目的脱硫处理则需同机组同步投入应用，并拆掉烟气脱硫系统的旁路挡板、GGH和增压风机这些装置。这样操作，可以使该系统中的烟气通道实现与控制锅炉的紧密联系。现在，将脱硫控制系统加入到机组DCS中来实行监控操作，这种方式已发展成一种趋势。所以，在进行锅炉控制回路以及保护逻辑方面的设计时，要涵盖烟道挡板的开闭设计、烟气排放的温度控制设计，以及关于吸收塔出现高温时的超温保护设计等等。另外，还要综合布局其他系统的设计，比如，浆液循环、废水处理系统等等。
由于融合引风机和增压风机之后，会造成引风机电极出现功率增加的情况，提高电气设备的造价。综合考虑这些因素，在设计时，需要研究3*35%引风机的安置办法以及考虑使用启动驱动引风机，并重点考虑相关控制方法的变动。另外，假使要将GGH换为水汽交换器，则也需考虑其控制方式的改变[2]。
1.3大型辅机变频控制技术规范
在多频次调整负荷或者是周期性的出现大幅度变动传动机械时，安装变频器可以增强其在节能方面的效果，也因此这种方法得到了普遍推广使用。然而，由于变频器价格较昂贵，尤其是高压变频器的设备投入更大，还需为其搭建变频器运行室，以避免其运行过程中生成的高次谐波干扰周边信号。因此，在火电厂安装配置变频控制系统，需要进行综合性的可行性研究分析，结合相关的技术规范要求进行设计。使用变频控制方式，在设计环节需要考虑多方面因素，不仅要设定变频器的电压级别，还需要结合辅机的类型、负载转矩等等特性，确定变频器的实际控制方式[3]。
2 研发具备节能减排作用的检测仪表
2.1 快速热电偶
一般情况下，需要安装高低两个液位开关来完成蒸汽管道输水袋液位的检测工作。然而，由于液位开关成本较高，还极易发生卡涩和泄露的状态，在安装时液位设定点不容易确定，因此不太容易进行介质排放的精准控制。
可以在进行检测时，使用快速热电偶，通过其检测疏水袋内的温度，待温度降低到与管道压力相应的蒸汽饱和温度时，则可以开展疏水处理，导出袋中的积水。如果检测到的温度高于蒸汽饱和温度，则需要关闭疏水。综合比较，使用该方法投入成本较低，可靠性也比较高。
2.2 阀门与管道超声检漏
通常主要使用关闭控制阀的方法对泄露问题开展检测工作，常用到的部件包括疏水阀、再循环阀等等，还涉及相对应的管道，另外还可以考虑使用快速热电偶进行检测。假使安装有超声检漏设备，那么就能进行快速报警，及时有效地开展检修工作，从而减少工质损失，提升设备的节能效果。
2.3 圆筒煤场安全监测仪
大型的圆筒煤场具有节省用地、环保的优势，因此被广泛地推行采用。现在实行较好的方式是在筒壁内安装多个热电阻，沿着煤堆中部放置，进行温度检测，这样就可以有效监控煤堆内部是否存在自燃。
2.4 露天仪表导管电伴热防冻温控
由于火电厂安装露天仪表和变送器的位置比较分散，所以需要进行电伴热防冻。现在，通常是对被伴热导管内保温层的温度进行检测，从而控制电伴热电源。现在一部分热电厂还未安装温控器，则需要人工操作，尤其是在冬季全部通电以实现防冻效果。
通常情况下，在开展电伴热电源控制节能设计时，会采用两位温度控制的模式，设计开发微型的温包式温控器，同时还要匹配大节点开断容量，只有这样，才能让电伴热电源可以在更大区域范围内做到通断。
2.5 炉膛温度声波监控
借助声学技术研发的新型监测技术，炉膛温度测量法虽然目前尚处于研发阶段，未在国内得到较大范围的推广实行，但其是一项很有效的监测手段。借助气体介质中声波的传播特点，对声波速度进行测量即可实现对气体成分以及绝对温度的分析。在大多数的情况下，由于气体成分不会对声波的传播速度造成较大的影响，最多只是小范围的产生些许变化，因此可以选择把声波传播速度当做是气体介质温度的单变量函数来进行研究分析。采用声波测量温度的方法可以做到持续监测炉膛内的烟气温度的变化状况，从而得到伴随着时间空间发生变化时它的状态，工作人员据此来调节燃烧状态。
2.6 重金属浓度监测
2.6.1 烟气
Cd、Pb等重金属元素会在煤粉燃烧时释放出来，在发生化学反应后，其中有一部分重金属元素会随着烟气或者炉渣排放到大气和土壤中。随着这些元素在大气中存留时间的增加，而其又不易被微生物分解，会形成毒性大的化合物，给自然环境和人类健康带来严重的损害。所以，必须严格监控热电厂烟气排放过程中携带的重金属元素。
2.6 废水
通常情况下，热电厂在进行工业废水排放工作前，会采取采样分析的方法对废水中的重金属元素含量进行检测。但是这种方式存在一定的缺陷，其所耗费的成本较高，而且检测效率低，一旦没有及时有效地完成样品分析检测，就会出现样品变质的情况，从而严重影响取样检测的准确性。因此这种检测方式不具备较好的客观性。也正是因为这一现象，需要研发设计一种在线检测设备，采取更加科学高效的方法检测烟气以及废水中携带的重金属元素，进而采取有效处理方法降低整体的排放量，实现保护生态环境的目的。
3 结论
结合上述的分析可以看出，提升优化火电厂热工自动化设计，有利于提升火力发电设备在节能减排方面的综合效果。因此，希望相关设计工作者继续深入开展研发设计工作，努力推动我国电力能源供给结构的优化升级，从而推动国家经济建设迈向新进程。
参考文献：
[1]李家海. 火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J]. 黑龙江科学, 2017, 4(95):167.
[2]郭飞. 火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J]. 科技展望, 2016, 26(11):87.
[3]高小岚. 火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J]. 中国高新区, 2017(12):111.