探讨火力发电厂自动控制系统对机组节能的应用

摘 要

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多的人关注节能减排的问题。2014年国务院发布了煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）要求，加快推动能源生产和消费革命，进一步提升煤电高效清洁发展水平。

【关键词】火力发电厂 自动控制 节能 凝泵变频

为了满足国家节能减排的各项要求，火力发电厂需依据自身的实际运行状况，从贴合其长远能耗发展方向的角度考虑，加大对其机组节能工作的力度，从深层加快火力发电厂的成长进度。本文以火电厂自动控制对机组煤耗的影响为研究的出发点，并深入地剖析了火电厂相关煤耗设备的自动控制优化方案。

1 控制对机组煤耗的影响

1.1 汽轮机数字电液控制体系的阀门控制模式改进措施

汽轮机数字电液控制体系又称D E H系统，其是分布式控制系统的重要构成部分。利用专业性较高的网络技能对火力发电设备中的汽轮机的自动周期、汽轮机转速和负荷进行操控，进而达到与分布式控制系统的资源同享。依据对汽轮机组目前拥有的操控方式进行升级、完善是减低其机组煤耗的科学合理方法。利用对汽轮机的顺序阀的调整方法进行流量特殊性能的实验检测，并测算出汽轮机中各个阀门的流量，绘制出各种流量特性曲线，进而达到分布式控制系统和汽轮机数字电液控制系统组合形态的重新升级和更改，减低机组煤耗。

1.2 主汽压力自动控制对机组煤耗影响

在火力发电厂的机组运作的时间段，如果负荷偏低而且煤的质量较为劣等时，将给汽轮机组的负荷性能产生较大的作用，与此同时，也对自动滑压运作在机组中的运用产生较大的负面影响。在机组开始自动滑压运作流程中，因为主汽压力的数值实际比理论要低，因而，主汽压力的自动操控对机组的煤耗会有些许的作用，不过此作用的范围较小。但总的来说，在采用自动滑压运作方法之后，机组在经济成本及能耗两方面都有较大的改进。再者，利用调整主汽压力的操控方案和操控参数，能对滑压运作相关空间的阀门开度与运作方法进行有效科学的判定，在利用减低机组煤耗达到机组运行低成本目标的同时，也科学地提高了机组运作的可靠性。

1.3 加热器组端差对机组煤耗影响

加热器组的端差即机组热力系统中八个加热器之间的系统端差。加热机组端差的演变原理是若加热器的侧水位偏低的时候，让机组加热器中的疏水温度快速增高，进而把加热器组端差增大，这不单单提高锅炉的燃煤利用率，也增加了火力发电厂的经济投入。因而，在调整和操控加热器组端差的时候，需增大对加热器内部水位的完善强度和自动调控技能，进而达到机组节能的最终目的。当前国内缩小加热器组端差的主要设备是磁致伸缩液位计和导波雷达液位计，利用其装置能对加热器中的高、低水位进行精准的设定，进而缩小加热器组端差，达到机组的节能目的。

1.4 汽温自动控制对机组煤耗影响

汽温太高将给机组的运作产生比较严重的安全问题，可能致使机组的过热器和再热器通道发生爆管等问题；但汽温偏低则会增强机组终端级蒸汽的湿度，让蒸汽机叶片被腐蚀，进而使蒸汽通道产生动荡，增大了出现水冲击的概率，因而升级汽温自动操控性能，是当前发电厂工作中的焦点。当前比较科学的操控技能技是利用串级调节系统更改为对机组的过热器采用双回路的技能操控系统，进而实现机组节能。

温度的频繁波动除对机组安全的影响外，也影响了机组的经济性，主再热蒸汽温度每降低1℃约增加煤耗0.03～0.04g/kWh。提高自动的可靠性和稳定性，可以将锅炉主再热蒸汽温度控制在压上限运行，并减少主再热蒸汽减温水的用量，从而达到节能降耗的目的。

2 给水系统操控方式优化

在低负荷段，并列运行的给水泵经常出现“抢水”和最小流量阀来回开关的现象，严重影响锅炉的安全、稳定运行，为此，需要对给水泵最小流量阀控制方式和保护定值进行调整，实现给水泵安全运行的基础上最大幅度降低能耗。

对于电动给水泵的优化则主要考虑电泵备用控制程序，当汽泵跳闸后让电泵通自动并入并带负荷，且依据机组的给水分配原则开始自动给水进而实现相关设备的需水量。在对电动给水泵的自动操控方式升级时，需以认真全方面思考电泵联启自动操控顺序为前提，决定电泵联启的时间和增、降水的比值，且依据电动机水泵的反应时长，保证在汽泵跳闸后，系统能够达到自动连启并进入自动运作。利用电动给水泵自动操控，除了能够降低操作相关设备的失误情况的发生概率之外，还给汽泵跳闸后机组的运作可靠提供了必要的保障。

进行给水控制系统改造，实现给水泵自启停功能和给水泵自动并、退泵功能。开展锅炉启动阶段，汽泵启动上水控制研究。按照机组“无电泵启动”的设想，在主机启动和停机期间，将利用厂用辅助蒸汽母管至两台给泵汽轮机的供汽管路，直接引入辅助蒸汽来冲转小汽机，由汽动泵提供锅炉的给水，再配上锅炉省煤器进口给水流量控制小旁路的改造以及小汽机控制方式的调整，这样，机组启、停过程中就不再依赖电动给水泵了。

3 凝泵变频节能运行深度优化

在保证凝结水泵、给水泵及其它设备安全运行的基础上，搜寻合适的凝泵出口压力、凝结水精处理系统出口压力参数，尽可能降低凝结水泵电耗。在逻辑设计上保证机组全负荷段运行时自动的可靠投入，其中比较好的控制逻辑有分段控制，在低负荷和启停过程中，凝泵变频控制凝泵出口压力保证减温水等用户需求，而除氧器水位调节站采用三冲量控制除氧器水位。在中高负荷时则切换至凝泵变频三冲量控制除氧器水位，原除氧器水位调整门控制凝泵出口压力，该压力可以是一个以负荷为变量的分段函数。对于两台凝泵公用一台变频器时应考虑到任意一台凝泵工频时应切换回除氧器主调控制除氧器水位的方式。

4 结束语

本文以汽轮机数字电液控制系统为探讨的切入点，深入剖析了火力发电厂的自动操控对机组煤耗的作用，且以汽动给水泵再循环、电动给水泵和凝泵变频自动控制作为例子，探讨了火力发电厂的自动改进完善，进而论述了其对机组节能的作用机理。由此观之，提高研发火电发电厂自动操控技术的重要作用和现实意义。

参考文献

[1]刘武林，等.热工自动控制对600MW火电机组节能降耗的影响分析[C].热工论文大赛选集，2010.

[2]姜宝申.火力发电厂自动控制系统发展初探[J].科技与企业，2012（16）：308.

[3]王江全.火力发电厂自动控制技术探讨[J].电子技术与软件工程，2013（01）：50-52

作者单位

广东红海湾发电有限公司 广东省汕尾市 516622