火电厂辅控设备运行效率提升策略研究

引言

随着我国“双碳”目标的提出，火电行业作为碳排放大户正面临转型升级的巨大压力。在整体结构性调整难以短期完成的前提下，提升现有火电机组运行效率成为提高能源利用率、减少污染排放的关键路径。在火电厂的运行系统中，锅炉、汽轮机和发电机作为主机设备备受关注，但事实上，大量辅控设备如送引风机、给水泵、冷却水系统、脱硫脱硝装置等亦消耗着可观的厂用电，并对主机运行工况和稳定性发挥着不可替代的支撑作用。因此，辅控系统运行效率的高低不仅关系到能源消耗水平和运行成本，更影响到整个电厂的运行安全与经济效益。当前，辅控系统存在运行方式单一、调节滞后、故障频发、运维管理粗放等诸多问题，其能效水平与现代电厂运行要求之间存在较大差距。本文围绕火电厂辅控设备运行效率提升的路径进行系统研究，结合现代控制技术与智能化手段，探讨多维度策略组合下的提升方案，旨在为火电厂节能降耗和智慧化升级提供理论依据与实践指导。

1 火电厂辅控设备运行现状与问题分析

辅控系统涵盖了火电厂各类除主机以外的辅助设备，包括送风系统、引风系统、燃料输送系统、烟气净化装置、水处理与循环冷却系统、电气控制与保护设备等。这些设备尽管在容量上低于主机，但其数量众多、能耗集中、运行时间长，合计厂用电量占比普遍在 6%～10% 。目前大部分火电厂辅控设备仍采用传统的定值控制方式，设备启停和负荷调整主要依赖人工判断与经验操作，缺乏动态优化调节机制。此外，设备运行数据分散，缺乏集中监测与协同调度平台，致使部分设备存在运行效率低、能源浪费严重、故障难以及时发现等问题。同时，部分电厂因建设年代较早，辅控设备老化严重，传感器精度低、执行机构反应迟钝，难以满足精细化调控要求。此外，检修维护管理模式相对滞后，主要以事后维修为主，缺乏前瞻性维护与状态评估手段，进一步制约了设备效率的提升空间。面对这些现状，亟需构建科学合理、技术先进、管理协同的辅控系统效率提升体系。

2 辅控设备运行效率提升的技术路径探索

技术是推动辅控设备效率提升的核心驱动力，主要包括系统优化设计、节能技术改造与智能化升级三方面。系统优化方面，应基于热力系统整体平衡分析结果，合理调整设备选型与运行参数，使辅控系统与主机系统形成最优匹配关系。如通过变频技术改造传统风机与水泵，实现按需供能，降低不必要的功率损耗。节能技术方面，应采用高效电机、节能型控制器与低阻力管路等新型材料与设备，提升运行效率。例如，对送风机系统加装流量调节挡板，协同变频器精细调节负荷，提高系统调节灵敏度与响应速度。智能化升级方面，依托DCS系统、PLC控制模块与物联网平台构建信息一体化网络，实现对关键辅控设备的运行状态、参数变化、负载情况的实时监控与动态调节。同时，借助大数据分析与人工智能算法构建能效模型与预测性诊断平台，提升设备运行的前瞻性管理能力，减少非计划停机与故障风险，延长设备寿命。

3 辅控设备精细化管理机制构建与实践

管理机制是保障设备高效运行的重要支撑，应从运行管理、维护策略、人员培训与考核机制等方面入手实现精细化转型。在运行管理方面，应建立基于运行数据的设备效能评估体系，对各类辅控设备进行能耗指标分析与运行效率排名，形成“能效诊断-指标发布-优化建议-整改闭环”的管理流程。同时，应构建辅控系统统一调度平台，实现各系统之间的运行联动与能量流共享，提升协同效率。在维护策略方面，推行“状态检修+预测性维护”模式，结合设备传感数据进行健康评估，制定科学维修计划，减少盲目检修与设备突发故障。对于关键设备应配置在线监测系统，实现故障预警与趋势分析，提升检修工作的精准度与响应速度。在人员管理方面，应加强运维人员智能技术培训与能力评估，鼓励技术创新与优化建议提报，并将设备运行效率指标纳入绩效考核体系，激励一线人员积极参与设备优化与节能降耗活动。

4 智能化手段在辅控系统中的集成应用

随着工业互联网与智能制造技术的发展，智能化手段在辅控系统中的应用逐渐普及，成为提升效率的新引擎。火电厂可依托工业控制系统与边缘计算技术，实现对辅控设备运行状态的本地数据采集、实时分析与智能控制，减少依赖中央服务器带来的数据滞后问题。同时，通过构建数字孪生平台，建立辅控设备虚拟模型与实际设备实时映射，实现设备运行全生命周期的虚拟仿真、动态模拟与最优控制，提升故障预测与能效分析能力。结合人工智能算法，如神经网络、支持向量机等，可构建设备运行状态识别与故障预测模型，在设备异常前进行风险评估与预警处理，避免重大损失发生。此外，应加强信息安全建设，保障辅控系统数据安全与控制系统稳定运行，防止外部网络攻击与恶意干扰。智能化手段的集成应用，将为火电厂辅控系统实现“自感知、自诊断、自优化”的智能运维提供坚实技术基础。

5 辅控设备效率提升的实证分析与策略建议

某大型火电厂通过实施一系列辅控设备运行效率提升措施，如送风机变频改造、锅炉给水泵智能控制、脱硫系统协同调度优化等，综合厂用电率下降了0.6 个百分点，年节电量达 800 万千瓦时，节能效益显著。在运维管理方面，通过部署智能监测终端与统一管理平台，实现关键辅控设备故障率降低 35% ，检修响应时间缩短 20% ，设备可用率明显提高。实证结果表明，多策略协同推进是提升辅控设备运行效率的有效路径。在实际推进过程中，应根据电厂现状分阶段实施提升措施，优先解决能耗高、故障频、运行不稳定的重点设备与环节，逐步扩大智能化改造范围，提升系统整体效能。同时，应加强技术标准体系建设，明确辅控设备运行效率指标与考核机制，形成规范化管理制度。鼓励政企协同、技术共享与平台共建，推动火电厂辅控系统从“人工管理”向“智能运维”转型升级。

结论

火电厂辅控设备作为保障主机系统高效运行的重要支撑，其运行效率的优化对提升电厂整体能效水平、实现节能降耗目标具有重要意义。本文从设备技术升级、管理机制建设、智能化手段集成与实证分析等多个维度出发，系统探讨了火电厂辅控设备运行效率提升的策略与路径。研究表明，通过系统性思维与技术管理协同推进，辅控设备可实现显著的能效提升与故障率降低，有力支撑火电厂经济性、安全性与绿色化目标的实现。未来应在更高层次推动辅控系统智能化转型，建立以数据驱动、智能调度、精准控制为核心的新型运维模式，为传统火电企业在绿色低碳发展中赢得转型空间与发展优势。

参考文献：

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