火力发电厂热控可靠性与经济性的优化措施

赵昱昊

摘要：发电热控的保护系统是机组安全防范的关键环节，可以有效防止因为电力的生产而生成的热量造成机组的设备损坏。着重加强机组脆弱部位热控的保护，进行严格的监督控制，有效加强日常维护和定期检修，结合科学有效的防护技术，有力保障火电厂相关生产设备的运行安全。因此，应根据火电厂相关电力的生产情况，采取自动保护热控技术，确定火电厂热控自动保护功能的关键问题，并使用有效的措施及方法加以强化和完善。

关键词：火力发电厂；热控可靠性；经济性

引言：火力发电厂作为我国现阶段最主要的发电模式，针对火力发电厂热控的可靠性的优化管理可以在降低成本的同时提高火力发电厂的发电效率。而且在新技术的影响下火力发电厂的主要发电设备选择也更加宽泛，除了以往的人员管理、制度完善，还可以采用新技术手段完成火力发电厂热控的可靠性与经济性的优化升级。

1 火力发电厂热控系统提高可靠性和经济性的必要性

随着新能源的开发，新技术的应用火力发电厂单纯维护整体的热控可靠性已经不足以满足整体的行业需要。诸如上面提到的因天然气开发应运而生的天然气为火力能源发电技术就采用了最新的联合循环发电模式来提高整体的经济效益。联合循环电站的单、双压余热锅炉具有热效率高、成本相对较低、环保性能好、占地面积小、用水量少、快速启动和停止，灵活的操作调整大多采用大型联合循环机组，提高电站运行的整体效率，减少损耗，最终提高电站的发电量。

在进行锅炉的热控安装调试需要重点检查控制工序，明确控制工序的项目以及相关内容和目标数值。保证锅炉内部水位的测量装置中设置的水位置取样孔可以独立于取样阀门。阀门的安装应该位置标准高度同锅炉的使用安装测量装置的平衡容器之间的平衡容器垂直偏差不超过2mm。锅炉内壁的温度，要安装相应的温度测试设备，保证测温的元件的型号规格和整个锅炉的设计保持一致。在安装绝缘电阻的时候要安排测温元件的安装位置能够满足测量过热器以及再热器的管壁的温度。热电的测量端的标准高度需要同测温元件的金属表面的接触保持紧密的接触。保证测温元件的稳固性，保证元件能够顺利运行。热控仪器可以使用压缩空气系统进行除油除尘除水以及干燥处理，保证整个系统的密闭性。

2电厂热控系统可靠性难以提升的原因

2.1缺乏科学的系统管理模式

火力发电厂的管理方式对于热控系统有着直接的影响，对发电设备进行定期检查，检测设备是否存在故障，对于运行状态进行过程监控是十分必要的。部分火电厂管理制度不够完善，对于热控自动化系统的管理不够科学，导致设备检查密度不足，对设备管理不足，导致设备运行中出现一些问题，影响火电厂发电设备的正常运行。发电厂部分设备型号不符合电厂需求，采购环节管理缺位，热控系统的可靠性有待提高。

2.2设备检修水平有待提高

发电厂热控自动化系统的可靠性除了与管理模式相关，还与设备管理维护相关，技术人员要对电厂的发电设备和电能存储输送设备等进行定期检修，这是保证热控系统正常运转的关键。部分电厂对于热控设备的检修维护不足。由于人工成本较高，部分火力发电厂通过裁减人员的方式降低成本，导致设备检修和技术人员缺口，设备的检修工作密度较小，电厂热控系统可靠性大打折扣。

2.3系统自身存在的问题

热控自动化系统运行中容易出现突然停止和中断，电流和电压不稳定，这会影响整个系统的运行稳定性。电厂热控保护系统如果出现问题会导致系统电闸关闭，影响发电设备的运转，系统内部零部件存在隐患会导致发电设备发生异常，要及时采取科学的措施，提高热控系统运行的可靠性。

3改良热控系统解决危害提高可靠性和经济性

3.1选用新型的火力发电设备

提高发电效率节约成本以新型发电机燃气-蒸汽联合循环余热锅炉为例进行说明在补燃后配高参数汽轮机可提高系统整体效率，因此，现在大部分在热电联产设计中常采用余热锅炉。随着技术的不断创新和燃气发动机初始温度的提高，无补充燃烧的余热锅炉联合循环方案逐渐被采用。

基于燃气-蒸汽联合循环的蒸汽系统设计成使用超临界蒸汽参数，初次采用了超临界余热锅炉。整体设计成双层烟道卧式结构，其中高压蒸发器部分使用垂直对流蒸发管束穿过烟道隔板，采用跨越上层烟道和下层烟道布置。管内工质自下而上，下层是热水段，上层被设计成过热段，中间作为烟道隔板。上层与下层的同一受热管的直径大小不同，下层管径小于上层管径，中间采用变管径连接。通过对高压直流蒸发管束进行计算分析，得出结论为高压直流蒸发管束上层高度23m，下层高度21m，这样才能保证合理的工质质量流速又保证合理的烟气流速。采用传热及水动力计算模型确定了高压直流蒸发管束的内壁温度、压降及流量。工作压力达到27MPa时，在远离拟临界焓值区，高压直流蒸发管束内壁温度随焓值的增大而升高；在拟临界焓值区，存在传热强化，内壁温度随焓值变化平缓。

高压直流蒸发管束下层热水段工质比容小于上层过热段，下层工质质量流速高，流动阻力大，导致下层管内工质压降高于上层管内工质压降。高压直流蒸发管束管内工质流量呈现正流量响应特性，中间位置受热最强，质量流速最大。根据热力学计算模型对超临界余热锅炉进行热力计算及烟气阻力计算。由超临界余热锅炉受热面的烟气放热系数、烟气阻力、钢材消耗及占地面积确定了超临界余热锅炉受热面的环形肋片管排数及肋片结构，得到超临界余热锅炉热力计算相对误差小于2%，超临界余热锅炉烟气阻力为3110.1Pa，符合余热锅炉设计标准。

3.2对热控保护装置加大投资的力度

火力发电厂热控保护装置的维修养护需要资金和技术的支持，发电厂应从以下两个方面加大投资的力度：其一，排查发电厂热控保护装置，对其使用状况进行全面细致的检查，将维修或升级改造的设备情况上报给有关部门，申请设备维修或改造的专项资金，改善设备老化的问题。其二，加大科学技术投入，利用新科技合理改善热控保护装置，在节约用水电气的基础上提升能源利用效率，减轻发电厂的经济负担。

3.3对系统中的仪表装置进行检测

火力发电厂技术人员要定期对热控系统故障进行诊断，尤其要做好仪表检测。首先，进行仪表的清扫和常规检修，仪表装置外壳、外露部件要完整，仪表刻度标志要完整，表盘玻璃保持透明，测量温度仪表应注明分度号，紧固件应牢固，可动部分转动灵活，调节器部件操作灵敏，接线端子板的接线标志应清晰，电源熔丝容量符合要求。检测的仪表包括数字式仪表、压力变送器、压力测量仪表、液位测量仪表等，不同仪表采取针对性检修措施，定期校准，强化投运和停用的维护。

3.4对热控自动化系统的控制模块进行优化

技术人员要对热系统中分散系统进行优化，提高系统处理能力，借助灵敏的分散系统实时监控整个系统运行，使单元机组的运行效率得到提升。应用DEH系统做好控制软件优化，提升系统抗干扰能力。运用APS(顺序控制系统)技术调控控制系统的稳定性，电厂操作岗位要加强系统操作规范，避免错误操作导致系统异常。另外，要设置自动报警装置，系统异常时及时报警并暂停设备运行，提高热控机启停效率。

结语：热控系统是整个火力发电厂的技术关键，保证其可靠运行、节约成本对于整个火电发电厂的产值提高有很大的帮助。针对各个热控系统的元件要及时检修更换，减少因元件老损导致系统崩溃的现象发生。定期安排热控系统仪器的检修，一定要保证程序操作正确多方确认，减少物料浪费人员工作效率低的情况出现。保证整个热控系统工作环境的健康整洁，提高热控系统的稳定以及经济效益。

参考文献：

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