李琳
（清水川发电有限公司，陕西 府谷 719400）
【摘要】能源问题的日益严重，使得各个企业部门对能耗问题都更为关注。由于火电机组自身指标影响或耗能速率较高，无论对企业发展还是对环境，都产生了巨大的压力。本文旨在探索一种新的途径来改善这种现状——热工自动控制系统，通过该系统的应用，以达到节能减排的目的。
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关键词 电机组；自控系统；节能减排
近些年来，随着经济社会的发展，尤其是重工业的逐渐兴起，其所带来的环境污染、能量耗散问题就一直困扰着广大环境工作者，节能减排已成为一项急需落实的问题。如何从根本上遏制这种现象，提高大气清晰度、减少能源损耗，关系到企业的兴存、人们的健康。
1 浅析火电机组的使用给环境带来的压力
火力发电是一种供电模式，燃烧煤炭、石油等化石燃料将化学能转化为热能，其中产生的蒸汽可以推动机器运转，在此过程中，又将热能转化为机械能，最终为机械等重工业生产提供动力。重工业在我国经济发展中占据重要地位,而工业资料的产出由火电机组带动。再加上居民生产生活等用电的输出，火电机组无形之中给环境带来了巨大的压力。[1]笔者通过调查研究发现，2011年全国全社会用电量达4.69万亿千瓦时，同比增长11.7%；2012年全国电力需求增速将有所回落，据中电联初步预测，全年全国发用电量5.13万亿千瓦时，增速比2011年回落2个百分点左右，呈现前低后高走势。火电机组虽然带来了很大便利，但是其对环境带来的不良影响也是不能忽略的。首先是粉尘污染，尤其是一些直径非常小的颗粒性粉尘，容易随着人们呼吸而直接进入呼吸道，从而引发一系列的呼吸道疾病。其次是二氧化硫、二氧化氮等有毒气体污染，由于煤炭等化石燃料的不完全燃烧还会产生的温室气体，如二氧化碳，其在加剧全球气候变暖中，占据极大部分比重。废水污染也是一个重要方面，一些供电企业没有完善的排污系统，将未经处理的工业废水肆意排放，导致土壤、水源等受到严重污染，有些甚至是毁灭性的。以上种种包括水污染、大气污染、土壤污染等都是火电机组的使用给环境带来的压力，因此笔者认为，我们需要从火电机组工作原理的角度考虑，如何从根本上减少能耗，减轻对环境的压力。而接下来将要介绍的热工自动控制系统将为火电机组的发展提供了新的思路。
2 影响机组的耗能因素分析
2.1 锅炉能耗指标
火电机组能耗是一个综合性的指标，既反映了机组的实际运作水平，同时也反应出电厂的综合管理水平。机组的能耗水平不仅与基本设备，如锅炉、汽轮组以及附属设备的工作状态有关，还与工厂的管理水平和管理方法有关。首先介绍锅炉能耗指标，锅炉能耗主要是指锅炉效率。如在一定时间内熔融化石燃料的量，熔融速度，所熔融的燃料种类等。中国是世界上锅炉生产和使用最多的国家，锅炉数量约有50多万台，其中80%左右为燃煤锅炉，年消耗原煤约4亿多吨，占全国原煤产量的1/3；目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态；全国燃煤锅炉排放二氧化碳约占全国排放总量的10%左右，排放二氧化硫500～600万吨，占全国排放总量的21%。提高锅炉效率，降低能耗是当前企业需要着重考虑的问题。如何提高锅炉效率，首先要保证燃料尽量充分燃烧，即保证氧气的供应、保证火力温度足够高，达到燃料的着火点。并且锅炉效率的提高在降低能耗的同时，也减少了化石能源的浪费，使其能够得到充分利用。
2.2 汽轮机组能耗指标分析
如锅炉能耗主要指锅炉效率，汽轮机组的能耗指标即是指汽轮机效率。其中主要包括包含热端效率、冷端效率和回热效率等。此外汽轮机效率还受很多参数的影响，主要影响参数为主汽压力参数、再热汽参数、真空度参数等。汽轮机组的能耗较高的原因，主要是汽轮机本身的喷嘴室和外缸比较容易变形，这样不仅不能保证完全燃烧，而且在燃烧过程中，极易导致污染物的散发。为了提高汽轮机组的工作效率，首先要控制好实际给水温度，保证凝结器处于最佳的真空状态。[2]并定期清理机组的管道，保证蒸汽的正常输送，从而能够最大程度上将热能转化为机械能。此外，针对汽轮机组影响参数的调节，要全面考虑，考虑不同因子之间的相互关系，尽量减少顾此失彼的可能性，并在实践中尽可能的采用多循环参数出现的的分析，提高工作系统的可实践性。技术改造在现代化社会中具有很强的可行性，因此还可以考虑对汽轮机组进行技术改造，针对实践中出现的问题，尤其是原理上的，可以进行全方位的技术改造。在对汽轮机进行改造的过程中，一定要坚持从凝汽器的角度出发，这是考虑到冷端系统的经济性和安全性。
3 热工自动控制系统在火电机组节能降耗中的应用
热工控制系统装置主要包括两部分，模拟装置和仪表操作控制盘。该控制系统的目的是为汽包锅给水自动调节系统提供模拟装置，汽包用水箱代替，蒸汽流量用出口流量代替，通过调节入口流量即给水量来维持水位的恒定。热工自动控制装置自身的结构决定了其在火电机组降耗方面具有重要应用。首先热控自动系统可以根据燃料量、着火点等实际因素调整送风量。因为氧气、风速等条件是锅炉燃烧调整不可缺少的重要指标，并且直接影响到可燃物的燃烧。热控自动系统可以控制冷一次风量，目前国产锅炉机组，在设计时，并非所有的风都是要通过预热器的，夹杂部分冷风，可以保证磨煤机正常出口温度。此外该装置在控制一次风率降耗方面也具有重要作用。热工自动控数系统的操作内容主要包括自动检测，顺序控制，自动保护，自动控制。自动检测可以避免大污染的发生，且对污染物的浓度较敏感，检测的浓度阈值较低，并且自检过程主要是由机器完成的，在降低能耗、减轻污染的过程中，也较少了劳动力的消耗。可以看出该系统的其它操作程序大多也是自动完成的，笔者认为这是火电机组未来的发展趋势，以自动化进程实现降耗。
4 热工自控系统实施的意义
热工自动控制系统最显著地特点便是自动化，可以根据火电机组的运行状况，自动的将各项设备的参数调整到合适水平，以期获得较高的效率和较低的消耗。[3]二是热工自动控制系统装有自主报警系统，当火电机组运行中出现异常，如电压过高、电路短路等危险情况，该系统可以通过预先设定的程序进行处理，以保证终端设备的正常运行，提高工作效率。并且当出现危险状况威胁到人身安全时，该系统可以自动跳闸，实施保护。第三，对于工作时间过久的设备，该系统也可以按照预先设定的程序继续定期检修、报告。总之自动化技术对于提高机组的安全经济运行水平是行之有效的，大型火电机组若离开了高度的自动化，就不可能做到安全经济运行。
5 结语
通过上述简单介绍，可以基本明确火电机组的应用原理，和对环境产生的压力，如大气污染、水污染、土壤污染等。通过对影响火电机组能耗指标的技术设备如锅炉、汽轮机的研究，探讨提高工作效率的方法。最后通过引入热工自动控制系统，大大改善了先前的污染现状，提高了各项设备的工作效率。希望通过热工自动控制系统的长久实践，可以缓解环境压力，实现工业发展与环境保护的双重收益。
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参考文献
［1］万俊松,熊志军，王进富.自动控制系统对660MW超超临界机组节能降耗影响的研究[J].江西电力,2011,14(21):153-198.
［2］肖伯乐，叶文华,师天良.我国火力发电厂自动化技术的发展以及前景展望[J].动力工程,2012,15(52):256-290.
［3］吴国兵,丁峻,王文利.600MW火电机组凝结水系统变频调节应用分析与控制策略研究[J].能源与环境,2013,34(11):453-548.
［责任编辑：薛俊歌］