徐庆平
大唐辽源发电厂
摘要：进入新时代以来，在我国社会高速发展的影响下，带动了我国经济水平不断提升。且近年来北方雾霾天气严重，而北方雾霾一大重要来源便是火电厂发电排放的污染物。一方面，火电厂输送了主要电力能源，为我国经济发展做出了巨大贡献；另一方面，其所排放的硫氮化合物已成为城市酸雨的主要来源，同时加剧了城市的温室效应，排放的烟尘已成为国内雾霾主要来源。因而，改变火电厂粗放发电模式，减少污染物排放已成为社会共识。在火电厂中，进行节能减排需要同时提升工作设备性能，企业经营管理等各个方面。而在这其中，火电厂热工自动化设计是火电厂满足社会对于火电厂节能减排目标的首要任务。本文章将从火电厂节能减排的方向考虑，并与具体情况相结合，对于火电厂热工自动化设计中节能减排进行阐述。以期为今后同行业火电厂热工自动化设计提供理论参考，从而使得火电厂满足社会对于自身节能减排的需求。
关键词：火电厂；自动化设计；节能减排
引言
在过去相当长的一段时间里，我国的电力生产很大程度上依赖于火力发电，而在火力发电中又以煤炭为主要原料，这种生产方式使火电厂造成了大量的空气污染，全国二氧化硫和二氧化碳的排放比例居高不下，成为破坏臭氧层的一大杀手。同时，煤炭作为一种有限资源，短时间内不可再生。这也给我国的经济稳定以及可持续发展造成了威胁。燃煤发电这一方式，在将来的很长一段时间里也将持续，火力发电的方式也将是很长一段时间内主要的电力生产手段，如何促进火电厂在电力生产过程中，更好地发挥节能减排作用，是值得我们深入研究的问题，也是可持续发展理论价值观下的必然选择。
1强化热力装置安全性控制
运行安全是节能减排的重要基础。设计机组连锁保护逻辑过程中要对BMS（燃烧器管理）、RunBack（辅机故障自动减负荷）、超驰控制等的逻辑设计进行持续充实、完善，比如BMS逻辑设计过程中需要将锅炉低负荷条件下自动投入微油点火或等离子点火考虑在内，以此对锅炉负荷波动适应范围进行有效拓展。节能减排的基本目标在于确保热力装置持续、安全、长期工作，比如，我们按停机时间8h/次计算，从重新点火到150MW荷载运行，耗时约4h，期间单纯消耗燃料20t，减少330MW·h电量的输出。
要强化设备监测与故障分析。厂级SIS（监控信息系统）内配置设备监测与故障分析判断模块，且应与机组同步配置、同步投入运行。监测点增设配置通常应在设计环节完成，例如一些辅机轴承振动监测无法列出，以运行节约、装置安全有保障原则为基础延长机组检修时间间隔，从而改变既有的检修方案。
2对自动控制系统进行优化设计
2.1进行控制系统经济负荷分配
之前火力发电厂热工自动化控制系统需要主控制室调控各个不同机械，这其中关键使用线路直接相连工作组自动控制系统以及相应的控制终端串联并加以输送命令进行系统控制。本自动控制系统具有运行安全的优点，因而在火力发电厂中被广泛应用。然而，这种控制方法并不能有效解决火力发电厂污染物排放量大的问题，因而需要寻求更加先进可靠的方式实现节能减排的目标。近年来，网络竞价以及厂区发电和电网分别进行运行。这种方法是通过将主发电厂的不同工作负荷分别对不同工作车间进行分配，进而使得控制部分以及发电部分相互结合起来，实现发电机组的经济效益提升。通常情况下将负荷经济分配配置到厂级监控信息系统，即以应用耗差分析结果以及计算单元机组实时性能为手段，进而得到机组负荷的特性实时曲线，鉴别负荷经济分配的实时效果。在设计初期把管理信息系统和厂级监控系统的通用功能优化结合起来，设计一套既有管理信息系统又有厂级监控系统功能的综合系统。
2.2优化控制软件的应用
相关研究证明，采用神经网络模型，对过热器出口温度进行串级预测，是常规串级控制阶跃响应速度的两倍，超调量约为常规串级控制阶跃响应的三分之一。许多运用实例也表明，使用优秀的算法控制软件（如非线性协调、模糊算法、遗传算法、神经网络等）对提高热电厂的热功率系统、循环流化床锅炉等多个方面的性能都会产生非常重要的影响。另外，通过对传统比例、积分、微分控制器的控制设计进行改进，能够有效提升机组产生的经济效益，从而提高机组效率和减少煤耗和控制排放量。因此，在电厂设计阶段，需要具备科学的设计观念，在控制系统中，加入先进的算法控制软件，最大限度地发挥后续调试和运行阶段的效果。
2.3设计与构建性能优化知识库
厂级管理信息系统MIS现已成为电企的标配，其能基于SIS完成机组运行数据采集，促进网络平台信息共享。以运行经验数据（同类机组）采集为基础建立健全机组性能优化专家知识库，为用户查阅同类机组性能创造便利条件，提出特定的处理策略。电企同样可以此完成企业专家系统设计，为本单位生产提供指导，实现经济运行效果提升目标。
3节能减排理念在火电厂热工自动化系统中的应用
3.1等离子点火可靠性的提升
等离子点火拥有绿色化、能耗小的特点，已大面积应用于我国的火电厂。不过在低负荷、冷炉点火阶段，煤粉的持续燃烧性可能会导致炉膛上方温度持续升高，产生受热表面过热的危险。粉煤灰点火不均匀、粉煤灰中碳含量的堆积，都是影响点火的不稳定因素。点火不均匀容易造成锅炉膨胀不平衡。烟道气中粉煤灰的可燃比例较高，在烟道气、空气预热器等区域的大量堆积，可能引发自燃。在此基础上，有必要从两个角度进行调整，也就是点火控制逻辑一定要改进省煤器除灰、空气预热器除灰、风粉浓度、一次风速、煤灰粒度等的设置；目前市面上的飞灰含碳检测仪，其实时性不高的缺点已经难以满足现代化的生产需求，要尽快在技术上做出革新，提高检测的及时性。
3.2机组自动控制与脱硫相融合
现今大多火电厂均使用碳酸钙湿法脱硫技术对围棋进行脱硫吸收，而脱硫部分与燃炉部分彼此相互独立，并未进行融合。仅有的整合也仅仅是导线进行串联，两者之间的融合有限，不能发挥出应有技术设计的安全要求。近年来，污染日益严重，节能降耗已成为迫在眉睫的问题。这也要求火力发电厂提升联动装置，此外应减少脱硫部分中的交换器以及增压风机。通过这样操作，脱硫部分与燃炉部分串联以及自动控制联动关系必将更加紧密，因而把脱硫部分归属至DCS控制是火力发电厂节能减排的必然选择。
3.3仪用压缩空气耗量
未来运行经济性、机组设备（压缩空气）容量主要取决于仪用压缩空气耗用量。设备不确定性（气动阀门等）在项目设计前期具有一定的普遍性，压缩空气耗用量（仪用）通常无法顺利统计出来，所以一般需要配置更大容量的仪用压缩空气机组，而增加日常运行成本则是其明显缺陷。
结语
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。唯有如此，才能使热工自动化设计更加科学合理，实现节能减排、保护环境的目的。
参考文献
[1]陆健婷.热工优化控制在火电厂节能中的应用效果研究[J].城市建设理论研究（电子版），2016（34）：20-21.
[2]洪盘.浅谈自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].中国设备工程，2018（16）：185-186.
[3]陈忠平.热工自动控制在火电厂节能减排中的作用分析[J].产业与科技论坛，2014，05：57~58.
[4]龚立贤.火电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫使用设计技术规程和技术规范应注意的问题[A].2009年度热电联产学术交流会论文集[C].2009.