火電廠熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)中節(jié)能減排分析

李麟章，王 健

（江蘇省電力設(shè)計(jì)院，江蘇 南京 211102）

節(jié)能減排是我國(guó)當(dāng)前的一項(xiàng)基本國(guó)策，火力發(fā)電廠則是節(jié)能減排的重點(diǎn)對(duì)象，牽涉到規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行、設(shè)備優(yōu)化很多方面，其中儀表和控制系統(tǒng)即熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容也和其密切相關(guān)。本文針對(duì)熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)節(jié)能減排的一些主要問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出一些看法。

1 強(qiáng)化熱力設(shè)備安全性控制

1.1 安全運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的前提

在機(jī)組連鎖保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)中，除基本的緊急保護(hù)外，還應(yīng)進(jìn)一步完善諸如超馳控制、輔機(jī)故障自動(dòng)減負(fù)荷（Run Back）、燃燒器管理（BMS）等的邏輯設(shè)計(jì)，以使機(jī)組適應(yīng)各種可能出現(xiàn)的非常工況，盡量避免或減少故障停機(jī)，確保機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行。例如，在超馳邏輯中設(shè)置對(duì)閉環(huán)回路發(fā)散的參數(shù)監(jiān)測(cè)，一旦條件因素成立，將能越權(quán)處理系統(tǒng)故障，使系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)不再繼續(xù)變壞；又例如，在BMS邏輯中考慮鍋爐低負(fù)荷時(shí)自動(dòng)投入等離子點(diǎn)火或微油點(diǎn)火，使鍋爐負(fù)荷適應(yīng)變化范圍更大。

保證熱力設(shè)備長(zhǎng)周期安全運(yùn)行是節(jié)能減排的基本體現(xiàn)，以300 MW機(jī)組為例，若發(fā)生一次故障停機(jī)，平均停機(jī)時(shí)間按8 h計(jì)算，從重新點(diǎn)火到帶150 MW負(fù)荷耗時(shí)以4 h計(jì)，則少發(fā)電約330萬(wàn)kW·h，消耗燃油20 t左右，損失很大[1]。

1.2 強(qiáng)化設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷

在廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）中配置設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷功能模塊，并且在機(jī)組投入生產(chǎn)時(shí)要求配合投用，發(fā)揮效能。在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)配合增設(shè)必要的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，例如補(bǔ)列一些輔機(jī)軸承振動(dòng)監(jiān)測(cè)等，以不犧牲設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為原則，在保證安全基礎(chǔ)上延長(zhǎng)機(jī)組檢修間隔，改變固有的計(jì)劃?rùn)z修模式。同樣以300 MW機(jī)組為例，如果把機(jī)組每年一次的小修延長(zhǎng)至一年半至兩年，就可以有效地降低檢修費(fèi)用1/3～1/2，從而降低營(yíng)運(yùn)成本，按300 MW機(jī)組計(jì)算年節(jié)省費(fèi)用可達(dá)200～300萬(wàn)元[1]。

2 優(yōu)化熱力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性

2.1 采用優(yōu)化控制軟件

目前，各類優(yōu)化軟件充斥市場(chǎng)，應(yīng)該進(jìn)行一番調(diào)查、梳理、評(píng)審和推薦。在分散控制系統(tǒng)（DCS）技術(shù)規(guī)范書中及在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)上應(yīng)將軟件應(yīng)用和優(yōu)化作為重點(diǎn)內(nèi)容予以討論落實(shí)，有條件應(yīng)列入考核。

某研究表明，當(dāng)過(guò)熱器出口溫度采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的串級(jí)預(yù)測(cè)控制時(shí)，其和常規(guī)串級(jí)控制階躍響應(yīng)相比調(diào)節(jié)速度快2倍，而超調(diào)量?jī)H是常規(guī)的30%左右[2]。

采用實(shí)用且有效的先進(jìn)算法的控制軟件，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊算法、非線型協(xié)調(diào)等，確實(shí)能顯著改善火電廠熱力系統(tǒng)中大量存在的大時(shí)延、非線型、多重耦合、多輸入多輸出等控制回路的調(diào)節(jié)特性，對(duì)常規(guī)比例—積分—微分控制器（PID）控制進(jìn)行改造能達(dá)到提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，其效益是提高了機(jī)組效率、降低煤耗、減少污染物的排放。

2.2 建立機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系

借助SIS平臺(tái)，構(gòu)建能夠全面反映機(jī)組熱力性能特點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型，利用機(jī)組性能計(jì)算功能模塊的采集計(jì)算，展開(kāi)機(jī)組性能和耗差分析計(jì)算，建立機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。

某300 MW電廠把機(jī)組諸多經(jīng)濟(jì)指標(biāo)按重要性大小分級(jí)，建立三級(jí)機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系[1]，如一級(jí)指標(biāo)有：供電煤耗、廠用電率、機(jī)組燃油消耗等；二級(jí)指標(biāo)有：鍋爐效率、汽機(jī)熱耗、煙氣排放等；三級(jí)指標(biāo)有主汽和再熱汽溫、飛灰可燃物、補(bǔ)水率、加熱器端差等。每一指標(biāo)都明確責(zé)任人，可以通過(guò)SIS的運(yùn)行指導(dǎo)，采取措施縮小或消除偏差，最終使指標(biāo)受控，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.3 實(shí)行機(jī)組負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配

目前，機(jī)組控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）是指電網(wǎng)調(diào)度針對(duì)每臺(tái)單元機(jī)組直接目標(biāo)負(fù)荷的控制。它是通過(guò)設(shè)在電廠端的遠(yuǎn)程終端（RTU）和機(jī)組DCS用硬接線方式相連實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電廠中有多臺(tái)單元機(jī)組時(shí)，每臺(tái)機(jī)組都需要按上述方式用硬接線將信號(hào)和RTU相連。目前的AGC方式主要為保證電網(wǎng)安全調(diào)度和負(fù)荷的平衡，和機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性無(wú)多大聯(lián)系。

廠網(wǎng)分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)新?tīng)I(yíng)運(yùn)模式下，電網(wǎng)調(diào)度AGC指令應(yīng)該是對(duì)一個(gè)獨(dú)立發(fā)電公司的實(shí)時(shí)負(fù)荷指令，需要經(jīng)過(guò)電廠經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配再落實(shí)到每臺(tái)機(jī)組。AGC是和機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行相連系的，這就體現(xiàn)了整個(gè)電網(wǎng)營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性。

負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配一般配置在廠級(jí)SIS中，通過(guò)對(duì)單元機(jī)組實(shí)時(shí)性能計(jì)算與耗差分析結(jié)果應(yīng)用，獲取機(jī)組負(fù)荷特性實(shí)時(shí)曲線，同時(shí)要有手段來(lái)鑒別負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的實(shí)時(shí)效果。對(duì)負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配軟件的研究也越來(lái)越受到人們的重視，除較經(jīng)典的等微增率原理、二次規(guī)劃分配原理等外，還提出了許多優(yōu)化方法，例如線型規(guī)劃法[3]、微粒群算法[4]等。

2.4 構(gòu)筑性能優(yōu)化知識(shí)庫(kù)

目前電廠都已設(shè)置廠級(jí)管理信息系統(tǒng)MIS，它可以通過(guò)SIS采集到機(jī)組運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，這就為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)信息交流提供了條件。可以以發(fā)電集團(tuán)甚至由發(fā)電行業(yè)出面組織對(duì)同類型機(jī)組運(yùn)行專家經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，構(gòu)筑機(jī)組性能優(yōu)化專家知識(shí)庫(kù)。需要時(shí)用戶可以通過(guò)主題詞和特征參數(shù)的提取，快速檢索同類機(jī)組性能問(wèn)題，提出解決措施[1]。也可以憑借專家知識(shí)庫(kù)，各電廠再建立自己的專家系統(tǒng)，用于指導(dǎo)實(shí)時(shí)運(yùn)行，提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果。

3 提高節(jié)能減排新技術(shù)可靠性

3.1 提高啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)等離子點(diǎn)火和微油點(diǎn)火安全性

等離子點(diǎn)火和微油點(diǎn)火技術(shù)以其節(jié)省燃油、環(huán)保效益明顯等優(yōu)點(diǎn)正在被重點(diǎn)推廣使用。但是，在冷爐點(diǎn)火階段和低負(fù)荷時(shí)，由于煤粉燃燼延遲，導(dǎo)致?tīng)t膛上部屏底煙溫升高，高溫受熱面存在超溫風(fēng)險(xiǎn)。若點(diǎn)火偏于一側(cè)，還會(huì)引起鍋爐膨脹不均勻。另外，由于此時(shí)煙氣中飛灰可燃物含量高，很容易在空預(yù)器等尾部煙道沉積，引起自燃[5]。

針對(duì)上述不安全因素，一則應(yīng)該在點(diǎn)火控制邏輯設(shè)計(jì)中重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)煤粉研磨細(xì)度、一次風(fēng)速、風(fēng)粉濃度、空預(yù)器吹灰及省煤器灰斗除灰等的控制設(shè)計(jì)。二則應(yīng)加強(qiáng)開(kāi)發(fā)可靠的飛灰可燃物檢測(cè)儀表，滿足實(shí)時(shí)檢測(cè)的要求。當(dāng)前市面上生產(chǎn)的飛灰測(cè)碳儀，實(shí)際使用的可靠性和精確度都很難滿足要求。

3.2 脫硫和單元機(jī)組控制的融合

目前，發(fā)電廠大多采用煙氣石灰石濕法脫硫，控制采用獨(dú)立的控制系統(tǒng)，盡管其控制系統(tǒng)的硬件和單元機(jī)組控制DCS可能是一致的，然后兩者間通過(guò)不多的硬接線把必須的交換信號(hào)互聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中的聯(lián)動(dòng)和保護(hù)。

隨著環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格，當(dāng)前已要求基建項(xiàng)目的脫硫要和機(jī)組同步投入使用，并且將取消煙氣脫硫系統(tǒng)旁路擋板和氣-氣交換器（GGH），進(jìn)而取消增壓風(fēng)機(jī)。這樣一來(lái)，脫硫系統(tǒng)煙氣通道的控制和鍋爐控制已密不可分，將脫硫控制納入機(jī)組DCS中監(jiān)控必然成為一種趨勢(shì)。這時(shí)，鍋爐控制回路和保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)中將包括對(duì)脫硫系統(tǒng)中煙道擋板開(kāi)閉、吸收塔超溫保護(hù)、煙氣排放溫度控制等的內(nèi)容。此外，也要妥善安排脫硫漿液制備、漿液循環(huán)、石膏脫水、脫硫廢水處理等公用系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)。

引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合一，引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率將增大很多，對(duì)電氣設(shè)備造價(jià)影響較大，要關(guān)注采用3×35%引風(fēng)機(jī)配置方式或采用汽動(dòng)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)的可能性及其相關(guān)控制策略的變化。也要關(guān)注GGH若改用水-氣交換器后的控制策略的變化。

3.3 研究大型輔機(jī)采用變頻控制的技術(shù)規(guī)范

變頻器應(yīng)用在負(fù)荷頻繁調(diào)節(jié)或周期性大幅度變化的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械上具有顯著的節(jié)能功效，因此在電廠中也越來(lái)越多地得到采用。某電廠320 MW機(jī)組兩臺(tái)凝結(jié)水泵采用一拖二高壓變頻器調(diào)速控制后，和原有定速泵相比，按全年平均負(fù)荷80%計(jì)，廠用電下降452.5 kW，若按年運(yùn)行5000 h計(jì)算，全年可節(jié)電 22652 kW·h[6]，效果明顯。

但變頻器尤其是高壓變頻器的設(shè)備投資費(fèi)用較大，還要考慮設(shè)置變頻器專用的房間，安裝設(shè)計(jì)中要考慮防止其高次諧波對(duì)周圍信號(hào)干擾的措施。因此，電廠中哪些輔機(jī)最適宜采用變頻控制應(yīng)有深入的可行性分析，最好編制行業(yè)性的推薦意見(jiàn)和技術(shù)規(guī)范。那些基本以額定負(fù)荷運(yùn)行、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍不大的輔機(jī)宜作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再予確定，應(yīng)慎選變頻。

采用變頻方式，設(shè)計(jì)中除了選定變頻器電壓等級(jí)外，還應(yīng)按照輔機(jī)類型、負(fù)荷變化特點(diǎn)、調(diào)速范圍、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性等選定變頻器的控制方式。

3.4 主蒸汽流量的獲取

現(xiàn)今大容量機(jī)組的主蒸汽流量測(cè)量，基本上都采用汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)后壓力或壓力級(jí)組前后壓力加溫度修正的間接換算法，該方法源于汽輪機(jī)理論中著名的弗留格爾（FLUGEL）公式。在實(shí)際使用中只要針對(duì)限制公式使用條件的影響因素，例如再熱器噴水、對(duì)外供汽等作一定的修正，其計(jì)算值將具有一定的精度，完全能滿足機(jī)組運(yùn)行監(jiān)視、性能監(jiān)測(cè)和過(guò)程控制的需要。

上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)西門子技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機(jī)由于沒(méi)有第一級(jí)壓力級(jí)，無(wú)法采用間接換算法，最近投用的該機(jī)型機(jī)組例如華能玉環(huán)電廠1000 MW機(jī)組、華能金陵電廠1000 MW機(jī)組等，都在鍋爐一級(jí)過(guò)熱器出口裝設(shè)主蒸汽流量測(cè)量裝置，由于是裝設(shè)在高溫高壓環(huán)境，設(shè)備費(fèi)用昂貴。同時(shí)，裝設(shè)流量測(cè)量裝置后會(huì)造成節(jié)流損失，對(duì)大機(jī)組而言該損失已不容忽視，對(duì)于運(yùn)行參數(shù)已接近上限的某些機(jī)組，主蒸汽的壓力損失將直接影響機(jī)組的出力。另外，機(jī)組出力在大幅度滑參數(shù)變動(dòng)工況下運(yùn)行時(shí)，引起蒸汽雷諾數(shù)變化過(guò)大，影響流量測(cè)量的流量系數(shù)的穩(wěn)定，導(dǎo)致低負(fù)荷時(shí)誤差變大，也很難獲得滿意的測(cè)量結(jié)果[7]。

超（超）臨界直流鍋爐的主蒸汽溫度調(diào)節(jié)，主要是調(diào)節(jié)煤水比及過(guò)熱段噴水量，給水流量等于蒸汽流量，在調(diào)節(jié)回路設(shè)計(jì)中可以不需要主蒸汽流量的參與，如若在數(shù)字電液（DEH）控制中也不需要或者內(nèi)部能夠計(jì)算主蒸汽流量（上汽公司可以提供機(jī)組第5級(jí)抽汽壓力對(duì)應(yīng)主蒸汽流量的對(duì)應(yīng)曲線），則應(yīng)盡可能不要裝設(shè)主蒸汽流量測(cè)量裝置[8]。

4 開(kāi)發(fā)應(yīng)用新穎節(jié)能減排檢測(cè)儀表

4.1 快速熱電偶

常規(guī)的蒸汽管道疏水袋液位都采用液位開(kāi)關(guān)檢測(cè)，要設(shè)置高、低兩只。液位開(kāi)關(guān)價(jià)格較貴，且易卡澀或泄漏，安裝時(shí)對(duì)應(yīng)液位設(shè)定點(diǎn)誤差較大，介質(zhì)排放難以準(zhǔn)確控制。

可以采用快速熱電偶檢測(cè)疏水袋中溫度，當(dāng)溫度低至管道壓力對(duì)應(yīng)蒸汽飽和溫度時(shí)，說(shuō)明袋中積水應(yīng)該疏水，當(dāng)溫度高于對(duì)應(yīng)蒸汽飽和溫度時(shí)關(guān)閉疏水。該方法設(shè)備費(fèi)用省，可靠性高。GE公司提供的大型燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)機(jī)組中，就是應(yīng)用的此方式，效果良好。目前國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品最快響應(yīng)時(shí)間約15 s，應(yīng)開(kāi)發(fā)響應(yīng)時(shí)間更快的秒級(jí)的產(chǎn)品。

4.2 閥門或管道超聲檢漏

正常運(yùn)行中常關(guān)閉的控制閥，如疏水閥、旁路閥、再循環(huán)閥、噴水減溫閥等及其相應(yīng)管道，目前也可采用快速熱電偶檢測(cè)泄漏。但若能裝設(shè)超聲檢漏則可更快速報(bào)警，采取措施減少工質(zhì)損失，體現(xiàn)節(jié)能。國(guó)外已有采用無(wú)線超聲檢漏設(shè)備的較多工程實(shí)例，國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)報(bào)道。

4.3 大型圓筒煤場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)儀表

大型圓筒煤場(chǎng)具有節(jié)地、環(huán)保兼干煤棚的優(yōu)點(diǎn)，目前已推廣采用。但是其內(nèi)部是否要裝設(shè)安全監(jiān)測(cè)儀表還沒(méi)有明確要求，例如是否需要裝設(shè)可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀？如何檢測(cè)煤中自燃？如何聯(lián)動(dòng)消防設(shè)施？都值得研討?，F(xiàn)在有的工程設(shè)計(jì)在一圈筒壁上沿煤堆中間高度設(shè)置約一百多支熱電阻，探測(cè)煤堆中的溫度，以期及早發(fā)現(xiàn)煤堆內(nèi)部自燃。

4.4 露天儀表導(dǎo)管電伴熱防凍的溫度控制

由于露天儀表導(dǎo)管和變送器都分散布置，大多采用電伴熱防凍。目前電伴熱帶的電源控制有采用測(cè)量被伴熱導(dǎo)管保溫層內(nèi)部溫度來(lái)定點(diǎn)開(kāi)通的，但一般只是單點(diǎn)控制，例如溫度開(kāi)關(guān)被設(shè)定在10℃，到達(dá)該溫度時(shí)電源被切斷，而低下來(lái)又合上。也有電廠不裝設(shè)溫控器，完全是由人工操作的，冬天氣溫一低則全部通電，一直讓伴熱帶伴熱。

將電伴熱電源控制設(shè)計(jì)成節(jié)能的方式，即采用兩位式溫度控制，開(kāi)發(fā)一種兩位式微型溫包式溫控器，節(jié)點(diǎn)開(kāi)斷容量要大，使電伴熱電源可在較寬的范圍內(nèi)通斷。以2臺(tái)600MW超臨界機(jī)組為例，其露天鍋爐加其他露天場(chǎng)所電伴熱帶的用量約4000～5000 m，功率按16 W/m計(jì)，若冬天伴熱每天能少通電4 h，則粗略估算每天可節(jié)電260～320 kW·h。

4.5 鍋爐爐膛溫度聲波監(jiān)測(cè)

聲學(xué)鍋爐爐膛溫度測(cè)量方法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，該方法在國(guó)外已有一定的應(yīng)用，但尚未見(jiàn)國(guó)內(nèi)電站鍋爐上應(yīng)用的報(bào)道。聲學(xué)測(cè)溫方法的基本原理是基于聲波在氣體介質(zhì)中的傳播速度是該氣體組分和絕對(duì)溫度的函數(shù)。在大多數(shù)實(shí)際情況下，氣體組分對(duì)聲波傳播速度的影響較小，且在很小的范圍內(nèi)變化。因此，聲波傳播速度可以看作氣體介質(zhì)絕對(duì)溫度的單值函數(shù)[9]。

聲波測(cè)溫可以連續(xù)監(jiān)測(cè)爐膛內(nèi)煙氣溫度在時(shí)間和空間上的變化，對(duì)鍋爐燃燒調(diào)節(jié)極為有利：

（1）控制火焰中心，矯正爐內(nèi)燃燒不均勻，減少水冷壁磨損和結(jié)焦，改善汽水循環(huán)。

（2）監(jiān)控爐膛出口溫度，合理分配輻射熱和對(duì)流熱的比例，減少過(guò)熱器和再熱器噴水量，提高回?zé)嵝省?/p>

（3）優(yōu)化風(fēng)煤比，提高燃燒效率。

（4）降低污染物排放。通過(guò)減小火焰峰值溫度，可以在燃燒后期降低NOX生成，同時(shí)降低鍋爐脫硝裝置運(yùn)行費(fèi)用。

4.6 重金屬濃度在線監(jiān)測(cè)儀表

4.6.1 煙氣中重金屬濃度在線監(jiān)測(cè)

重金屬元素（主要指 Cd，Pb，Zn，As，Sb，Hg 等）在煤粉燃燒過(guò)程中會(huì)分解釋放出來(lái)，經(jīng)歷一系列物理化學(xué)變化，一部分揮發(fā)的重金屬元素將富集在飛灰（尤其是亞微米級(jí)細(xì)小顆粒）上，隨著煙氣或爐渣排出。它們?cè)诖髿庵杏泻荛L(zhǎng)的駐留時(shí)間，不為微生物降解，并轉(zhuǎn)化為毒性很大的金屬有機(jī)化合物，從而對(duì)人類健康和環(huán)境產(chǎn)生很大危害。

從環(huán)保發(fā)展來(lái)看，發(fā)電廠煙氣排放對(duì)重金屬的監(jiān)測(cè)或直接要求煙氣脫重金屬是指日可待的，因此煙氣中重金屬濃度在線監(jiān)測(cè)儀表的開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有良好的前景。

4.6.2 廢水中重金屬濃度在線監(jiān)測(cè)

發(fā)電廠工業(yè)廢水排放前針對(duì)重金屬的監(jiān)測(cè)主要采用采樣分析，尚未見(jiàn)在線實(shí)時(shí)分析的應(yīng)用介紹。采樣分析的缺點(diǎn)主要是成本高、效率低，如果不能及時(shí)檢測(cè)則樣品的變化或污染還會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果的客觀性。如果能開(kāi)發(fā)采用一種實(shí)用的在線檢測(cè)儀，也將會(huì)獲得良好的應(yīng)用。

4.7 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是繼現(xiàn)場(chǎng)總線后推出的一種新型由無(wú)線傳感器組成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，1978年美國(guó)軍方就已開(kāi)始研究，1999年美國(guó)商業(yè)周刊將之列為21世紀(jì)最具影響的21項(xiàng)技術(shù)之一，2003年美國(guó)商業(yè)周刊又在其“未來(lái)技術(shù)專版”中指出WSN是全球未來(lái)的四大高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一[10]。美國(guó)能源部（DOE）在 2004 年發(fā)布“未來(lái)工業(yè)計(jì)劃”（IOF）中指出：基于工業(yè)無(wú)線技術(shù)的低成本測(cè)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)到2020年美國(guó)工業(yè)整體能耗降低5%目標(biāo)的主要手段，代表著工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向。

在工業(yè)自動(dòng)化儀表產(chǎn)品方面，Emerson，Honeywell，Siemens等公司已經(jīng)推出了無(wú)線溫度、壓力、流量、物位變送器及相關(guān)產(chǎn)品，并且有了一些應(yīng)用范例。我國(guó)也有儀表廠已經(jīng)生產(chǎn)出了無(wú)線變送器和無(wú)線執(zhí)行器的樣機(jī)。采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，可以節(jié)省大量電纜，減小安裝施工工作量，低功耗運(yùn)行，體現(xiàn)節(jié)能，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 關(guān)注熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)中隱性節(jié)能降耗因素

5.1 儀用壓縮空氣耗量

儀用壓縮空氣耗量的大小，決定了壓縮空氣機(jī)組配置的容量及今后日常運(yùn)行的費(fèi)用。工程設(shè)計(jì)前期，氣動(dòng)裝置（例如各類氣動(dòng)閥門）的不確定性較大，對(duì)儀用壓縮空氣耗量的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)比較困難，因而往往將儀用壓縮空氣機(jī)組容量配置較大，裕量大則日常運(yùn)行成本消耗大。

5.2 不停電電源UPS負(fù)荷

目前工程設(shè)計(jì)中UPS容量選擇都較大，有的每臺(tái)大型機(jī)組還配置全容量?jī)商?，但是投運(yùn)后實(shí)際負(fù)荷率卻很低，甚至小于50%。宜通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，歸納不同容量機(jī)組儀用UPS實(shí)際負(fù)荷，對(duì)UPS選型提出推薦意見(jiàn)。

5.3 電子設(shè)備間空調(diào)

電子設(shè)備間對(duì)空調(diào)的要求應(yīng)該沒(méi)有集中控制室那么高，沒(méi)有對(duì)人舒適性的要求，其內(nèi)部安裝的電子設(shè)備機(jī)柜（主要為 DCS，DEH，MEH，TSI，PLC 等）對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)性也較寬，只要控制住溫度變化率，不使電子板件產(chǎn)生結(jié)露，也不產(chǎn)生有害程度的靜電即可。如EMERSON公司OVATION系統(tǒng)的控制器機(jī)柜，其運(yùn)行時(shí)可適應(yīng)環(huán)境溫度規(guī)定為0～50℃[11]。因此可以配合暖通專業(yè)確定電子設(shè)備間可行的空調(diào)技術(shù)條件，減少電子設(shè)備間空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用。

5.4 傳感器冗余配置

大機(jī)組控制回路及保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)中各類傳感器（包括變送器、熱電偶、熱電阻、參數(shù)開(kāi)關(guān)等）冗余配置的數(shù)量很大，目前還缺少一個(gè)規(guī)范或規(guī)定來(lái)統(tǒng)一參照實(shí)施?？偟膩?lái)看冗余被采用得過(guò)多，例如有的工程凡閉環(huán)調(diào)節(jié)被調(diào)量檢測(cè)全部配置三冗余傳感器，為滿足調(diào)節(jié)和保護(hù)分開(kāi)，每臺(tái)高壓加熱器液位檢測(cè)要配置3臺(tái)液位變送器和3臺(tái)液位開(kāi)關(guān)。傳感器的過(guò)多配備增加了設(shè)備投資、電纜消耗，也增加了控制系統(tǒng)資源消耗、能量消耗和日常維護(hù)消耗，是否必要值得深究。

6 結(jié)束語(yǔ)

火電廠熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)中和節(jié)能減排關(guān)聯(lián)的因素是多方面的，需要我們加強(qiáng)挖掘、聚沙成塔。在關(guān)注的同時(shí)，希望在一些明朗的控制設(shè)備、控制系統(tǒng)及控制技術(shù)應(yīng)用方面采取切實(shí)可行的措施，取得實(shí)效。

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[4]張俊嬌.智能控制優(yōu)化理論在火電廠監(jiān)控信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].南京：東南大學(xué)，2005.

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