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自動化技術與電廠節能減排現狀與未來發展方向

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 15:44:12 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會

  電廠節能減排現狀及成效

   jienengjianpaishiguanxijingjishehuikechixufazhandezhongdazhanlvewenti,shiguojiaquedingdejingjishehuifazhandezhongdazhanlverenwu。dianlixingyejishiyouzhiqingjienengyuandechuangzaozhe,youshiyicinengyuanxiaohaodahuhewuranpaifangdahu,yineryeshiguojiashishijienengjianpaidezhongdianlingyu。

  截止到2007年底,我國的發電總裝機容量已經超過7億千瓦,其中火電超過了5.5億千瓦,火電占整個發電總裝機容量的77.7%,而且,火電運行發電量的比重更大,占到82.86%。見表1。  

中國2001-2007年裝機容量和發電量

  雖然國家一直在努力對發電結構進行調整,但煤電還是占很大比重,根據我國的電力戰略規劃,2030年前電力工的發展仍將以火力發電為主。據估計,2020年我國裝機容量將達14億kW,其中火電約9.5億kW。因此,火電廠的節能減排任重而道遠。

  盡管我國節能減排的形勢嚴峻,但在國家的大力倡導下,電廠的節能減排工作還是取得了一定的成效,2007年,我國6000千瓦以上火電廠的電廠供電煤耗為356克/千瓦時,比2006年的367克/千瓦時降低了11克/千瓦時,是近年來下降幅度最大的一年。相當於全年6000千瓦以上火電廠生產節約標煤2423萬噸,占全年發電耗用標煤量的2.75%。在國家和電力企業的共同努力下,預計到2020年可以降低到320克/千瓦時,接近或達到世界先進水平(如圖1所示)。 

我國電廠供電煤耗發展趨勢圖

  在減排方麵,2007年全國電力二氧化硫排放量比上年減少9%,為近年來全國二氧化硫年排放總量首次下降做出重要貢獻。2007年全國新投運10萬千瓦及以上火電廠煙氣脫硫機組容量達到1.1億千瓦,同比增長4.8%。其中新建機組脫硫裝置比例達70%,現有機組改造為30%;60萬千瓦及以上脫硫裝置約6040萬千瓦,占55%。截至2007年底,全國火電廠煙氣脫硫裝置投運容量超過2.7億千瓦,占全國火電機組容量的一半左右,與“十五”末相比火電廠煙氣脫硫機組容量增加了53倍以上。保證了目前主要火電機組SO2排放濃度控製的達標排放。

  另外,國內全部300MW級以上機組均安裝了較高效率電除塵器或布袋除塵器,保證除塵器出口粉塵濃度控製在100mg/Nm3。截至到2007年末,國內火電機組已安裝煙氣脫硝裝置26000MW以上,該部分安裝了煙氣脫硝裝置的火電廠早就和部分設置低NOX燃燒器的機組實現了NOX的達標排放。

  以上節能減排成果的取得,和國家相關法律、政策、措施的實施以及電力企業對節能減排政策的重視是分不開的。推進節能減排向更高目標推進,離不開科技進步這台“發動機”。

  自動化技術的提高及廣泛應用是實現節能減排的關鍵

  在zai電dian力li企qi業ye,無wu論lun是shi其qi生sheng產chan效xiao率lv的de提ti高gao還hai是shi節jie能neng減jian排pai目mu標biao的de實shi現xian,都dou和he企qi業ye的de信xin息xi化hua及ji自zi動dong化hua水shui平ping密mi切qie相xiang關guan。所suo有you的de生sheng產chan工gong藝yi和he環huan保bao工gong藝yi都dou離li不bu開kai自zi動dong化hua。我wo國guo電dian力li企qi業ye經jing過guo20多年尤其是近10多年的快速發展,自動化和信息化水平已經達到了相當高的水平。分散控製係統(DCS)、基於計算機的專用控製係統和各類優化軟件控製係統的實施和應用,實現了生產過程的實時監測、快速控製和優化運行。多種信息管理係統的應用以及與自動化係統的有效集成,實現了生產過程和企業管理的一體化。

  實時/曆史數據庫能實時采集並儲存電廠DCS、其qi他ta專zhuan用yong控kong製zhi係xi統tong和he輔fu助zhu控kong製zhi係xi統tong等deng各ge自zi動dong化hua係xi統tong的de實shi時shi和he曆li史shi數shu據ju,建jian立li全quan廠chang信xin息xi共gong享xiang數shu據ju平ping台tai,並bing基ji於yu數shu據ju庫ku平ping台tai實shi現xian全quan電dian廠chang生sheng產chan過guo程cheng的de實shi時shi監jian測ce、經濟指標計算與分析等高級應用功能,可以為發電廠節能降耗提供分析和安全性評估服務。

  自動化技術在電廠應用的新突破

  隨著國內自動控製技術的大力開發和成功應用,自動化技術在電廠的應用取得了重要突破。

  第(di)一(yi)是(shi)電(dian)廠(chang)主(zhu)機(ji)組(zu)的(de)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)實(shi)現(xian)了(le)多(duo)機(ji)一(yi)控(kong)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)眾(zhong)多(duo)的(de)運(yun)行(xing)電(dian)廠(chang),絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)是(shi)一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)室(shi)控(kong)製(zhi)兩(liang)台(tai)機(ji)組(zu),也(ye)有(you)一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)室(shi)控(kong)製(zhi)一(yi)台(tai)機(ji)組(zu)的(de)。隨(sui)著(zhe)電(dian)廠(chang)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)的(de)提(ti)高(gao),近(jin)幾(ji)年(nian)開(kai)始(shi)發(fa)展(zhan)到(dao)三(san)台(tai)機(ji)組(zu)一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)室(shi)、四si台tai機ji組zu一yi個ge控kong製zhi室shi,甚shen至zhi開kai始shi嚐chang試shi更geng多duo台tai的de機ji組zu一yi個ge控kong製zhi室shi。比bi較jiao典dian型xing的de成cheng功gong實shi例li是shi華hua能neng玉yu環huan電dian廠chang,由you中zhong國guo電dian力li工gong程cheng顧gu問wen集ji團tuan華hua東dong電dian力li設she計ji院yuan設she計ji的de自zi動dong控kong製zhi係xi統tong,已yi經jing實shi現xian了le四si機ji一yi控kong方fang式shi,取qu得de了le很hen大da成cheng功gong如ru圖tu2所示。  

華能玉環電廠四機一控控製室布置圖

  第二,就是電廠輔助車間係統實現了網絡化集中控製。電廠除了主機即鍋爐、汽qi輪lun機ji和he發fa電dian機ji及ji相xiang關guan係xi統tong外wai,還hai有you許xu多duo輔fu助zhu係xi統tong,包bao括kuo煤mei處chu理li係xi統tong,水shui處chu理li係xi統tong,灰hui渣zha處chu理li係xi統tong,燃ran油you係xi統tong等deng,這zhe些xie輔fu助zhu係xi統tong往wang往wang需xu要yao一yi個ge單dan獨du的de控kong製zhi係xi統tong,需xu要yao單dan獨du的de控kong製zhi室shi來lai控kong製zhi它ta。隨sui著zhe設she計ji水shui平ping的de提ti高gao和he控kong製zhi技ji術shu的de進jin步bu,逐zhu步bu把ba地di理li位wei置zhi相xiang近jin和he工gong藝yi性xing質zhi相xiang同tong的de輔fu助zhu係xi統tong實shi施shi集ji中zhong控kong製zhi。例li如ru本ben世shi紀ji初chu建jian設she投tou運yun的de湖hu南nan益yi陽yang電dian廠chang,把ba十shi幾ji個ge輔fu助zhu係xi統tong的de十shi幾ji個ge控kong製zhi室shi,縮suo成cheng三san個ge控kong製zhi室shi,前qian進jin了le一yi大da步bu。再zai如ru由you中zhong國guo電dian力li工gong程cheng顧gu問wen集ji團tuan華hua北bei電dian力li設she計ji院yuan設she計ji的de大da唐tang王wang灘tan電dian廠chang,把ba所suo有you的de輔fu助zhu控kong製zhi係xi統tong都dou整zheng合he到dao一yi起qi,集ji和he成cheng一yi個ge控kong製zhi係xi統tong,自zi動dong控kong製zhi水shui平ping得de到dao了le很hen大da提ti高gao。

  第di三san是shi基ji於yu現xian場chang總zong線xian的de控kong製zhi係xi統tong已yi開kai始shi得de到dao應ying用yong。現xian場chang總zong線xian在zai電dian廠chang的de應ying用yong已yi有you近jin十shi年nian的de時shi間jian,開kai始shi是shi局ju部bu的de零ling星xing小xiao係xi統tong,後hou來lai發fa展zhan到dao完wan整zheng的de輔fu助zhu車che間jian係xi統tong如ru華hua能neng玉yu環huan電dian廠chang的de水shui處chu理li係xi統tong,最zui近jin則ze開kai始shi在zai主zhu機ji組zu中zhong大da規gui模mo運yun用yong。例li如ru,由you中zhong國guo電dian力li工gong程cheng顧gu問wen集ji團tuan華hua東dong電dian力li設she計ji院yuan設she計ji的de華hua能neng金jin陵ling電dian廠chang和he由you中zhong國guo電dian力li工gong程cheng顧gu問wen集ji團tuan東dong北bei電dian力li設she計ji院yuan設she計ji的de華hua能neng九jiu台tai電dian廠chang,已yi將jiang基ji於yu現xian場chang總zong線xian的de控kong製zhi係xi統tong全quan麵mian應ying用yong於yu主zhu機ji組zu的de設she計ji中zhong,目mu前qian這zhe兩liang個ge項xiang目mu正zheng在zai建jian設she中zhong。

  第四是本土自動化企業自動控製技術的進步。近10年nian來lai,以yi和he利li時shi股gu份fen有you限xian公gong司si為wei代dai表biao的de幾ji家jia本ben土tu自zi動dong化hua企qi業ye發fa展zhan很hen快kuai,他ta們men敢gan於yu創chuang新xin,研yan發fa能neng力li很hen強qiang,持chi續xu投tou入ru力li度du大da,後hou勁jin足zu,加jia上shang國guo家jia和he一yi些xie國guo有you電dian力li公gong司si的de支zhi持chi,當dang然ran最zui根gen本ben的de原yuan因yin是shi本ben土tu企qi業ye自zi身shen能neng夠gou開kai發fa出chu電dian廠chang需xu要yao的de自zi動dong化hua產chan品pin,這zhe一yi切qie使shi得de本ben土tu自zi動dong化hua企qi業ye的de電dian廠chang業ye務wu進jin展zhan很hen快kuai。由you中zhong國guo電dian力li工gong程cheng顧gu問wen集ji團tuan西xi北bei電dian力li設she計ji院yuan設she計ji的de國guo華hua錦jin界jie電dian廠chang,采cai用yong了le和he利li時shi股gu份fen有you限xian公gong司si的deDCS,實現了國產DCS在600MW機組的首次成功應用。目前,1000MW機組采用國產DCS的時代也已經拉開序幕。

  自動化技術的未來發展方向

  從國內企業的自動化發展水平看,盡管控製技術已經達到了較高水平,但在自動控製技術的數字化、網絡化、智能化、安(an)全(quan)儀(yi)表(biao)等(deng)幾(ji)方(fang)麵(mian)仍(reng)有(you)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian)。首(shou)先(xian),數(shu)字(zi)化(hua)的(de)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian)較(jiao)大(da)。網(wang)絡(luo)化(hua)應(ying)加(jia)強(qiang)各(ge)係(xi)統(tong)的(de)無(wu)縫(feng)鏈(lian)接(jie),在(zai)保(bao)證(zheng)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),使(shi)信(xin)息(xi)交(jiao)流(liu)更(geng)加(jia)通(tong)暢(chang)。智(zhi)能(neng)化(hua)主(zhu)要(yao)體(ti)現(xian)在(zai)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)方(fang)麵(mian),企(qi)業(ye)要(yao)開(kai)發(fa)出(chu)更(geng)加(jia)適(shi)應(ying)發(fa)電(dian)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)更(geng)為(wei)優(you)化(hua)的(de)運(yun)算(suan)模(mo)型(xing)來(lai)指(zhi)導(dao)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng) ,以(yi)促(cu)進(jin)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)。如(ru)果(guo)從(cong)電(dian)廠(chang)安(an)全(quan)方(fang)麵(mian)來(lai)講(jiang),安(an)全(quan)儀(yi)表(biao)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。一(yi)旦(dan)危(wei)及(ji)電(dian)廠(chang)安(an)全(quan)的(de)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng),安(an)全(quan)儀(yi)表(biao)可(ke)以(yi)實(shi)施(shi)自(zi)動(dong)報(bao)警(jing),使(shi)各(ge)種(zhong)運(yun)轉(zhuan)係(xi)統(tong)及(ji)時(shi)停(ting)止(zhi),保(bao)護(hu)設(she)備(bei)免(mian)受(shou)損(sun)失(shi),從(cong)而(er)也(ye)把(ba)電(dian)廠(chang)損(sun)失(shi)減(jian)少(shao)到(dao)最(zui)小(xiao)限(xian)度(du)。

  電力企業節能減排的前景廣闊

  我wo國guo現xian階jie段duan火huo力li發fa電dian企qi業ye的de節jie能neng減jian排pai工gong作zuo盡jin管guan取qu得de了le明ming顯xian的de成cheng效xiao,這zhe主zhu要yao是shi在zai國guo家jia和he政zheng府fu的de大da力li推tui進jin下xia取qu得de的de。國guo家jia和he電dian力li企qi業ye今jin後hou若ruo能neng從cong以yi下xia幾ji方fang麵mian改gai進jin的de話hua,我wo國guo的de節jie能neng減jian排pai將jiang會hui取qu得de更geng大da的de成cheng效xiao。一yi是shi國guo家jia應ying完wan善shan節jie能neng減jian排pai的de法fa律lv、法規和獎懲措施。法律、法fa規gui的de製zhi定ding應ying注zhu重zhong可ke操cao作zuo性xing和he長chang期qi性xing,獎jiang懲cheng措cuo施shi的de力li度du要yao大da力li加jia強qiang,獎jiang懲cheng措cuo施shi要yao和he企qi業ye的de經jing濟ji效xiao益yi掛gua起qi鉤gou來lai,引yin導dao企qi業ye權quan衡heng利li益yi關guan係xi後hou,主zhu動dong地di引yin進jin促cu使shi節jie能neng減jian排pai的de相xiang關guan技ji術shu,從cong根gen本ben上shang降jiang低di消xiao耗hao,減jian少shao排pai放fang,實shi現xian資zi源yuan的de循xun環huan利li用yong,這zhe是shi從cong根gen本ben上shang抓zhua節jie能neng減jian排pai。二er是shi隨sui著zhe國guo家jia對dui節jie能neng減jian排pai的de倡chang導dao以yi及ji社she會hui的de進jin步bu,電dian力li企qi業ye的de社she會hui責ze任ren意yi識shi也ye在zai加jia強qiang,逐zhu漸jian對dui節jie能neng減jian排pai從cong被bei動dong接jie受shou轉zhuan為wei主zhu動dong行xing動dong。三san是shi自zi動dong化hua企qi業ye尤you其qi是shi本ben土tu自zi動dong化hua企qi業ye加jia強qiang研yan發fa控kong製zhi技ji術shu,進jin一yi步bu提ti高gao對dui節jie能neng和he減jian排pai控kong製zhi產chan品pin的de開kai發fa力li度du,為wei節jie能neng減jian排pai提ti供gong技ji術shu支zhi持chi和he係xi統tong方fang案an。這zhe樣yang,經jing過guo幾ji方fang麵mian的de共gong同tong努nu力li,我wo國guo電dian力li係xi統tong的de節jie能neng減jian排pai必bi定ding前qian景jing廣guang闊kuo,為wei中zhong國guo和he世shi界jie的de環huan境jing更geng美mei、人們生活更幸福作出貢獻。

  [作者簡介]

   許繼鋼,男,山東泰安人,博士研究生畢業,教授級高級工程師。1999年起先後任電力規劃設計總院自動化處副處長、電控處處長、中國電力工程顧問集團公司發電工程部電控處處長、研發中心副主任,2007年至今任研發中心主任。從事發電設計、研究、評審和技術管理工作。在國內外發表論文40餘篇,多次獲國家、省部和中國電力工程顧問集團公司級獎勵。

  

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