自动化技术在电厂节能减排中的应用研究

自动化技术在电厂节能减排中的应用研究

王彦涛

华能沁北发电有限责任公司 河南济源 459000

摘要：我国实际的电力资源生产和供应工作当中由于能源开发的技术水平不能够满足相应的生产经营需求，导致能源生产跟不上能源的需求，经济发展受到不同程度的限制。而随着社会的进步，人们越来越关注火电厂的资源合理利用，在我国火电厂工作当中，只有不断地探究自动化的技术实际运用，用自动化技术实现火电厂的节能减排，才能够促进火电厂稳定的发展，更好地为我国各项生产经营活动提供电能支持。

关键词：自动化技术；火电厂节能减排；应用

随着电力体制改革进程的逐步加快，火电厂规模不断扩大，生产能效显著提升，消耗的能源和资源，产生的废水、废气都随之增加，与节能减排理念相违背。为此，火电厂必须重视节能减排工作，引入先进的自动化技术。基于此，文章主要分析了自动化技术在火电厂节能减排中的应用。

1火电厂自动化技术发展历程及在节能减排中的作用

科技作为第一生产力，它的发展对于生产力的全面提升具有重要意义。不仅如此，科技的进步和完善，使得大量自动化技术随之出现，并在火电厂生产中得到越来越广泛的应用。从火电厂自动化发展的历程看，可细分为以下几个阶段：第一阶段为模拟控制，当时应用的自动化技术为微机计算机控制，主要的控制系统有CCS（协调控制系统）、SCS（顺序控制系统）、EHG（电子油压调送系统）等。第二阶段为数字化控制，通过微型计算机、通信设备的应用，实现了电液调速数字化。在该阶段，不同的计算机和DCS系统无法实现数据互通，软硬件的兼容性也比较差，火电厂生产过程中，各机组的计算机均为独立运行。第三阶段引入开放式的自动化系统，构成火电厂综合自动化系统，该系统分为两级，即厂级和机组级，主要有DCS、MIS等。在节能减排的背景下，国内各大火电厂引入各种自动化技术，并将相关的产品作为电能生产过程中的辅助工具，如微机软启动技术等，通过自动化技术的应用，使火电厂节能减排目标得以实现。同时，自动化技术的加入，提高了火电厂生产过程的控制精度，生产能效随之提升。对各机组运行功率及负载的自动化控制，使机组本身的耗电量有所减少。可见，自动化技术在火电厂生产中的应用，有助于节能减排目标的实现。自动化技术在火电厂中的应用为节能减排目标的实现奠定了基础，依托自动化技术构建的系统，也可实现在火电厂节能减排中的应用，如调度自动化系统、管理自动化系统等，这些系统除了能够使电力企业的经济效益得到大幅度提升外，还能控制能源、资源的投入及使用情况，进而减少能耗，节约资源，降低火电厂生产成本，在实现节能减排目标的基础上，推动火电厂持续稳定发展。

2火电厂节能减排中应用的自动化技术

2.1变频技术

变频技术归属于转换技术的范畴，能够将直流电逆变成不同频率的交流电。火电厂在电能生产中，对变频技术的应用，可以节约能源，并减少排放，从而实现节能减排的目标。火电厂内的机组发电时，通常需要使用到下列资源：燃煤、燃气、燃油等。受到各种因素的影响，会产生浪费资源的情况。为满足电能生产需要，国家投入的资源量不断增加。通过变频技术的运用，可以使能源的消耗量有所降低，如变频调节器的使用，火电厂可对投入的能源进行调控，以此来减少电能生产中燃料的用量，达到节能的目标。随着能源用量的减少，废水、废气的排放量也随之减少。变频技术在火电厂生产中的应用，给企业带来巨大的经济效益。

2.2现场总线技术

现场总线技术又被称之为第五代控制系统，简称FCS，其主要作用是解决工业生产现场信息传递问题。在火电厂生产中，通过对FCS的应用，可帮助火电厂实现节能减排的目标。随着社会对电能需求量的不断增大，火电厂扩大了生产规模，由此使得总线布设的范围越来越广。与传统的技术相比，FCS的优势更加明显，具体体现在如下方面：减少系统中硬件设备的数量，FCS采用计算机控制，借助PC机，可减少硬件设施的使用量，控制站的面积随之缩减，能耗大幅度降低。FCS的安装更加方便、快捷，可以同时接入多个设备，在减少资源使用量的前提下，为火电厂节约大量的资金。FCS的应用，使人力得到解放，相应的投入大幅度减少。

2.3预测控制技术

该技术是一种能够对未来行为有效控制的算法，具体包括预测模型、滚动优化及矫正等几个部分，其特点是可靠性高，损失小，被控变量与期待值的误差能够降至最低程度。火电厂在节能减排中，应用预测控制技术时，应当采取反校正的方法，当验证信息不足时，必须对误差合理校正，以此来达到预期中的效果，降低机组的运行能耗。比如，可利用该技术提高锅炉的运行效率，降低排放量。实践表明，在锅炉运行中运用预测控制技术后，锅炉的效率能够提升0.33%～0.35%，氮氧化物的平均值可以降低22.1%～22.3%，节能减排效果显著。

2.4碳素焙烧控制技术

焙烧是火电厂生产中的重要环节。为降低该环节的能耗，并减轻环境污染，可应用碳素焙烧技术，在生产过程中进行控制。实践表明，该技术应用后，焙烧环节消耗的能源显著减少，排放量随之降低，达到节能减排的目标。

3火电厂节能减排自动化技术的发展趋势

3.1可持续发展

节能减排是一项重要工作，应当贯穿于火电厂生产的全过程，而通过自动化技术的合理运用，能够降低能耗，保护环境，提高火电厂的经济效益，由此推动火电厂持续发展。火电厂在生产环节中引入自动化技术和相关的系统，能够使节能减排的目标得以实现。

3.2技术规模化

大量的实践表明，火电厂通过应用自动化技术，能够使小型的系统实现大规模节能减排的效果。基于此，要逐步推动自动化技术向规划化方向发展，在现有的基础上，扩大自动化技术在火电厂中的应用范围，从而实现更大规模的节能减排目标。

3.3深化技术

从目前的总体情况来看，自动化技术的应用以节能减排为主，为了最大限度发挥出自动化技术的作用，要不断对技术的应用进行深化，加强该技术在火电厂安全生产中的应用力度，同时增强火电厂生产的安全性，减少事故的发生。

4电力企业自动化节能减排的保障措施

4.1完善相关法律

为促进电力企业节能减排，国家有关部门要加快完善相关的法律、法规，并制定奖惩措施，确保法规的可操作性和奖惩措施的适用性，以此引导电力企业应用各种自动化技术，从源头上降低能耗，减少排放，节约资源，提升经济效益、社会效益和环境效益。

4.2增强社会责任

我国在大力发展工业的过程中，消耗了大量的能源和资源，并且还导致自然生态环境遭到一定程度的破坏。近年来，国家越来越重视工业企业的节能减排工作，在此背景下，火电厂必须肩负起社会责任，主动、自觉开展节能减排。

4.3加大自动化产品力度

火电厂节能减排工作的开展需要自动化技术及其相关产品的支撑，为进一步提升节能减排效果，有必要加大自动化产品的研发力度，除对现有的技术不断改进和完善外，还要开发出一些新的技术，更好地为节能减排服务。

5结语

火电厂节能减排是一项非常重要的工作，不但关系到电力企业的经济效益，而且与社会效益及环境效益密切相关。基于此，火电厂必须重视节能安排，采取先进的自动化技术提高节能减排效果，促进火电厂可持续发展。

参考文献

[1]吕晓宁.探析电厂锅炉的节能现状及节能降耗技术[J].内蒙古煤炭经济，2020（3）：178.

[2]董胜军.热工自动控制对发电厂节能减排的价值分析[J].产业科技创新，2019（25）：63-64.

[3]黄序华.电厂锅炉运行中节能降耗技术的应用策略探讨[J].科技创新与应用，2019（16）：175-176.