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摘要：调查研究表明，现阶段多数火电机组都是根据所给定参数、跟踪负荷进行自动运转，变负荷运行状态无法得到保证。针对电力体制展开的改革，将电厂划分至独立经济实体的阵营，只有根据变负荷运行的特性，从节能的角度出发，对变负荷运行进行优化，才能降低生产成本，最大程度增加电厂所获经济效益。本文对火电机组变负荷运行特性及节能优化控制系统进行分析。
关键词：火电机组；变负荷运行；节能优化控制
1 节能优化控制系统的设计
热能动力领域的研究内容，始终集中在发电机组调峰运行、变工况计算等方面，远离设计工况后，对系统热经济性进行分析，提供相应的运行指导，对工程实践具有突出的意义。
1.1 建立模型
精准机组耗差。传统监测系统存在修正曲线不准确、流量参数测量难度大等问题，因此应针对上述情况对如下数学模型进行开发：首先，由于系统能耗率与小汽水流量、热力学参数、热力系统结构有关，主蒸汽流量带来的影响微乎其微，因此对热经济状态方程进行开发很有必要，这样做可以使系统节能分析效率得到提高；其次，以弗留格尔公式、斯陀托拉实验为依据对末级流动状态进行判别，以变工况理论为参考对湿蒸汽区进行计算，这样做的好处是无需迭代便可获得准确的抽汽焓、排汽焓值；最后，由于运行状态是系统扰动所得，因此可按照特定顺序逐一将扰动解除，再对能耗率进行计算。实践证明，这样做可提高能损偏差具有的准确度。锅炉经济分析。以负荷相同为前提，低负荷运行给热经济带来的影响需要引起重视，虽然降低初压能够降低热效率却会增加热耗率，另外降低排汽温度能够使低压缸效率始终维持在较高的水平，汽轮机排汽干度也会有所增加，这十分有利于尾部内效率的增加。传统反平衡方法的参考依据主要是运行结果，在此基础上通过测定运行参数、计算损失的方式确定出锅炉热效率，但所得出结果既无法对损失出现的原因进行反映，又不利于耗差分析、优化控制等工作的开展。设计人员深入研究燃烧理论、锅炉运行原理，综合考虑工况变化与锅炉效率的关系、煤质特性，最终开发出以下模型：解析评估不完全燃烧所带来损失；解析评估排烟应达温度；过量空气系数的最佳值；在线计算锅炉效率的方法。
1.2 汽轮机最优运行
任意负荷都有蒸汽初压、调节汽门开度与之对应，计算公式为N=f（PO-Fk），其中PO对应蒸汽初压，Fk对应调节汽门开度；如果机组能够满足设计要求，计算公式为Nd=f（POd-Fkd），在负荷逐渐降低的前提下，如蒸汽初压保持不变仅对调节汽门开度进行改变，则为“纯定压运行”，如果调节门开度保持不变，则为“纯滑压运行”。待纯定压运行的机组负荷降低到特定数值后，用POS表示初压，随后无论负荷降低与否初压PO始终与POS持平，只需对调节门开度进行改变即可，这种方式即为“定-滑运行”。在特定运行环境下，对可行压力区间加以确定，再综合考虑其他因素完成试算区间压力的任务，确定作为比较基准的热经济指标，获得与之相符的主蒸汽压力，此压力不仅是最佳压力还是最优运行初压，在此基础上方可对负荷与最优初压的关系进行确定。机组控制模型。运用机理法，对热力设备、系统所适用动态数学模型进行建立，对自定义函数进行编制，建立以除氧器、炉膛换热、汽机本体等为主要内容的模型算法库。运用机理法所建立的模型，可对机组非线性进行直观反映，其优势主要体现在更接近实际的方面，这也为设计先进控制算法及相关工作的开展提供了通用平台，设计人员若想保证所设计模型符合特定机组的特点和需求，应根据现场运行数据对修正数据的方法进行开发，在完成建模工作后，以设计参数为依据对热力设备、模型系统进行计算，组建子系统模型，为整体动态模型的形成提供帮助。
1.3 鲁棒性的分析
由于模型的精确性难以得到保证，因此所设计控制系统具有鲁棒性很有必要，如何提高控制系统鲁棒性同样是研究的主要方向，常规控制所强调的主要是优化单一控制系统的性能指标，节能优化的重要性始终没有得到重视，这就要求设计人员定义对鲁棒性加以表示的指标用来反映环路鲁棒性、系统相互作用，实践证明，分别整定能够使回路灵活性得到显著提高。如果对串级控制整定进行评价的指标存在高频峰值过大的问题，应将内环鲁棒性调低，如果指标高频峰值过小，则应将外环鲁棒性调低，一般来说指标在3~5的范围内所取得鲁棒性更加符合预期。
2 火电厂机组环保技术改造的策略分析
2.1 锅炉燃烧以及制粉装置的改进
从锅炉的工作效率的影响方面来研究，其影响因素最大的主要为以下五个方面包括：排出的烟温度、飞灰可燃物、烟口气的氧气含量、锅炉的保温程度以及炉底炉渣的温度等。如果想要对锅炉燃烧进行调整，就必须要考虑到锅炉中的飞灰以及炉渣中碳的含量的多少，随后再根据其数量的多少对其进行综合性分析。然而对于还电厂中的另一组火电发电机而言，它的工作效率相对较高，并且可以通过改变炉中氧气的含量以及质量来进一步改变其工作效率。分别将其放在三种负荷下进行试验，并且同时保证其它运行参数不变，通过逐渐调节送风机挡板的张开程度的大小，并且不断的改变送风量的多少以及不同负荷情况下的锅炉中氧气含量的多少，来进一步确定氧气含量多少对火电发电机组工作效率影响的大小，以及氧气含量的多少对蒸汽温度和其他运行参数的影响程度，最终得到锅炉所需的最佳氧气运用量的曲线。通过试验数据表明，通过改变锅炉中的氧气含量的多少，可以大大减小对电煤的损耗。
2.2 汽轮机与热力系统的优化
气温与气压对于火电机组能源消耗有着极大的影响。一般来说，气温、气压的上线运行将会使火电机组的能源消耗有着极大程度的减少。对于两台研究对象机组，工作人员可以先在保持其他参数不发生变化的情况下改变火电机组的总负荷，以此来测定不同负荷值所对应的主汽压力并选择出能耗最小的情况;之后便可以加强火电机组的密闭性，确保汽封安装间隙能够在规定范围之内;最后便是减少汽轮机内部的蒸汽泄露量，从而提高火电机组的能源利用效率。在这些优化方法中，第三种无疑更加简单易行，并且操作成本相对较低。
2.3 辅助机组的改进
在对案例机组系统方面进行节能优化主要的措施包括以下三个方面：第一，循环水泵的改进运行，通过作用水泵的停启来达到冷端系统的改进，当汽轮机的功率增大且大于水泵的功率时，应当启动循环水泵，否则则关闭循环水泵。第二，调节给水泵汽轮机的轴间缝隙，调整系统的泄露情况，减少对优良工件的损耗，进一步提高机组的工作效率。第三，对高能耗辅助机组的频率变化改造，是通过频率的变化来对其进行控制的，从而降低设备的能源损耗，降低發电厂的电量损耗。通过对比凝结水泵运行的工频和变频，凝结水泵转变为变频形式时所节能的效果比较明显。
2.4 运行模式正确安排
节省厂用电量也是火电厂机组的一个重要组成部分，需要所有工作人员对此进行高度的重视。在厂的用电方面绝大多数都集中于各个主、辅设备的运行上，且总是遵循着一台机器能够完成工作就绝对不启动第二台机器的原则。尽量减少设备的空转时间，提高经济性，降低能源的消耗，比如：进行现场勘察，即时投退设备，并根据季节的变化，合理的改变泵机的运行台数;根据负荷的状况，即时改进制粉系统，改进输煤系统的运行形式，减少脱硫系统的空转次数，这就需要根据火电机组的实际运行情况，在保障运行安全、稳定的基础上，合理的安排运行方式，从而达到节能减耗的最终目的。
结束语
围绕节能优化控制系统的设计展开了讨论，内容以建立模型、系统运行为主，供相关人员参考。
参考文献：
[1]李 伟. 吕自兰. 大型火电机组节能减排技术研究实践及效益探究[J].山东工业技术,2015(15):145.
[2]马佳燕. 火电机组运行灵活性及高效宽负荷技术综述[J].热力透平,2017,46(02):108-110.