李文杰

摘要：随着社会的发展，越来越多的新设备和新技术被应用到发电厂热工控制系统，热工信号的干扰也变得更加多样化和复杂化。在干扰作用下，热工控制系统会出现测量不准确等故障，严重时还会造成设备误动，影响发电机组稳定运行。深入分析引起干扰的原因，并且科学合理地运用抗干扰技术，保证热工控制系统稳定，对发电厂安全稳定运行意义重大。

关键词：发电厂;控制系统;产生;抑制

火电厂作为我国主要电力能源，垃圾焚烧火电厂的自动化水平的高低直接影响火力发电的生产效率，因此对火力发电热工自动化控制新技术的探讨研究具有重要意义。自动控制技术、智能控制技术以及现场总线控制技术的快速发展使得火力发电热工自动化控制技术有了很大的改变。自动化控制新技术在火力发电中应用将增加电能生产效率与提高垃圾焚烧火电厂运行可靠性。

1.焚烧系统概述

由地磅称重后的垃圾经卸料大厅进入垃圾仓，垃圾在垃圾仓停留5～7d，其间经抓斗充分混合搅拌均质化后，送入垃圾料斗。垃圾沿垃圾溜槽下落到给料机，给料机将垃圾推送至炉排上。垃圾在炉排上滑动、翻动的过程中受到炉排下部的高温一次风干燥及炉内辐射热，然后着火燃烧产生高温烟气。高温烟气在850℃以上温度停留2s后进入余热锅炉，经过余热锅炉换热后，进入减温塔，半干式旋转雾化反应塔，消石灰、活性炭喷射吸附，布袋除尘器等烟气净化系统进行脱硫脱硝、除尘处理，处理后的洁净的烟气通过引风机排入烟囱。从焚烧炉出渣口排出的炉渣经出渣机冷却后送入炉渣贮坑中。飞灰则因为含有较多的重金属，而被作为危险品先经过熬和固化后送入填埋厂做最终的处置。垃圾渗沥水、洗车废水、垃圾卸料平台地面清洗水、灰渣处理设备废水、锅炉排污水、洗烟废水等一部分废水经过处理后排入城市污水管网，还有一部分经过处理的废水则可加以利用。

垃圾焚烧系统典型的工艺流程图如图1所示。

2.存在的问题与分析

某垃圾焚烧发电有限公司是一家生活垃圾焚烧发电厂，年处理生活垃圾规模27.415万t。公司装备杭州哈尔滨锅炉厂3×250t2x225t炉排焚烧炉（32×22t/h余热锅炉），配备汽轮机厂21×6.5MW中温中压纯凝汽轮发电机组，循环水系统配套安装了3台1500m3/h逆流式机力通风冷却塔。

2.1冷却塔填料和喷嘴损坏严重

冷却塔填料、喷嘴损坏对冷却塔的效率影响相当显著。喷嘴损坏不仅会造成循环水温度上升，冷却效果差，而且会造成冷却塔填料的损坏。而冷却塔填料损坏的直接原因是冷却塔喷嘴损坏后，进入冷却塔内的循环水不能良好雾化，以小水滴的形式溅落在填料上，而是以高流速的水柱直接喷射在填料上造成填料的损坏。

冷却塔填料损坏造成的后果一是冷却面积降低，淋水密度增大，冷却塔对循环水冷却效果差，循环水温度升高，机组的经济性能下降;二是损坏的填料进入循环水系统堵塞凝汽器铜管，胶球清洗系统不能发挥正常作用。致使凝汽器端差上升，真空下降，严重时直接威胁机组的安全运行。

2.2冷却塔排汽带水量大

冷却塔除水器效率低下，排汽带水严重，飘滴率大于0.01‰。冷却塔蒸发量大造成机组的发电水耗率增大，补水泵的电耗率上升，发電用水费上升，发电厂用电率上升，增加了发电成本。

2.3冷却塔填料间被污垢堵塞

填料间污垢堵塞严重，使填料冷却面积和冷却效果大大降低。为了提高冷却效果，不得不提高风量，使风机始终处于高速运行状态，大大增加了风机电耗。

2.4冷却塔风机对冷却塔运行经济性的影响

冷却塔风机运行分高速和低速二种模式，即夏季高温时风机高速运行，冬季低温时风机低速运行，该模式风机可调性差，不利于春秋二季的运行调控。而从低速切换高速时，经常会出现因故障停运情况，对循环水冷却塔以及凝汽器真空影响很大。另外，通过现场测试发现，即使在高速运行状态下冷却塔风量也远未达到设计值。

3.垃圾焚烧火电厂热工自动化控制新技术

3.1智能控制技术

由于垃圾焚烧火电厂热工控制系统结构相对比较复杂，大型火力发电的设备种类以及结构较大，在控制过程中采用传统的控制方式将会出现延迟、误控以及强耦合等问题[5]，因此一种能避免这些问题的智能控制将取代传统的控制方式。目前在垃圾焚烧火电厂热工自动化控制中智能控制主要应用以下几个方面：

3.1.1锅炉燃烧过程控制

锅炉燃烧过程控制主要是通过监控层对锅炉的燃烧状态进行数据采集与监测，根据监测的数据采用智能算法进行智能分析，常用智能算法有人工神经网络、多级可拓、模糊控制、专家系统等，利用智能算法计算状态参数进行对PID控制的参数调节，从而实现锅炉燃烧的智能控制，提高锅炉的控制效率与控制的可靠性。

3.1.2温度智能控制

锅炉温度智能控制主要是对锅炉汽温的控制，锅炉的汽温时变性较强，传统的控制方法不能适应大型火力发电厂的发展，对大型的火力发电厂控制效果不理想。目前常用的汽温智能控制技术主要有汽温模糊控制技术和神经网络智能汽温控制技术，在智能汽温控制技术的应用下，对大型火力发电厂的锅炉汽温控制中能够在不同负荷下具有良好的控制效果。

3.2锅炉内排水系统灰渣堵塞问题

垃圾处理锅炉由于燃烧介质的特殊性，为了不使垃圾臭气外溢，往往将垃圾池及焚烧炉内部压力设计成在工作时为负压。其中焚烧炉内的负压在190一270Pa之间，这种负压靠水封推灰器即可保持。但水封推灰器在使用过程中容易受灰渣中的废气影响而出故障，或者在对推灰器清理残留灰渣进行水冲时，部分灰渣随冲洗水流进下水道。由于原设计只考虑一般的污水排放，所以经常造成堵塞。据此，建议在设计锅炉水封排水系统时，专门考虑排放灰渣污水时对下水道造成的堵塞问题。

4.节能改造方案

4.1除水器改造

改造后除水器的安装方式为搁置式安装，组装块按设计要求编号依次排放，不得任意更换组装件位置;排放时注意两端搁置均衡，块间适当留空，同区弧片朝向一致，排放整齐。除水器采用机制挤拉成型，片厚0.6～0.8mm，在原弧形除水器的设计基础上增设了两道阻水筋，能有效阻止水滴在收水弧面上的延流，避免了常规弧形除水器形成的二次飘滴现象。在片与片之间采用专用承插连接件连接，使其具有良好使用强度和整体刚性。

4.2配水管、喷溅装置改造

根据风量和水温要求，重新设计配水管和喷淋方式。采用低压全管式管网配水系统，配水管线采用碳钢材质管式对称布置，不仅阻力比较小，而且布水比较均匀。其中喷头采用的是NS型三溅式防松锁紧喷头，并在原三溅式喷头基础上，通过结构改型和增设齿形分水器，彻底消除了原三溅式喷头易形成三层连续水膜的问题，不仅工作压头低、不易堵塞、布水均匀，且具有免维护、易保养等优点。

4.3冷却塔风机变频改造

3台冷却塔风机采用ABB变频器，型号为ACS880-01-145A-3ACS800-01-0075-3+P901，防护等级为IP00。3台变频器安装于一个变频柜内，柜面板为中文液晶显示，监视变频器状态，监视内容包括电机电流、电机电压、电机转速、输出频率、速度给定、电机力矩和运行过程量等，同时将相关数据上传至电厂DCS系统，实现对冷却塔风机转速的精确远程调控。

结论

热工控制系统中的干扰问题是十分复杂的，而且热工控制系统还在不断发展，对可靠性要求也是越来越高，冷却塔是垃圾焚烧发电厂热力循环中的重要辅助设备，它蕴藏着可观的节能潜力，可以产生可观的经济效益。

参考文献

[1]冯玉伟.垃圾焚烧火电厂热工自动化技术改造建议[J].科技风，2013，（23）：15.

[2]赵天天.垃圾焚烧火电厂热工自动化控制的应用实践及发展方向之研究[J].建材与装饰，2015，（49）：242-243.

[3]史佐杰.冷却塔运行与试验[M].北京：水利电力出版社，1990.

[4]姚梅.火力发电厂冷却塔节能分析[J].江西电力职业技术学院学报，2005，18（2）：38-42.