許繼剛（1964-）

    男，山東泰安人，博士研究生畢業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師。1999年起先后任電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院自動(dòng)化處副處長(zhǎng)、電控處處長(zhǎng)、中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)公司發(fā)電工程部電控處處長(zhǎng)、研發(fā)中心副主任，2007年至今任研發(fā)中心主任。從事發(fā)電設(shè)計(jì)、研究、評(píng)審和技術(shù)管理工作。在國(guó)內(nèi)外發(fā)表論文40余篇，多次獲國(guó)家、省部和中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)公司級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。

　　電廠節(jié)能減排現(xiàn)狀及成效

　　節(jié)能減排是關(guān)系經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題，是國(guó)家確定的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務(wù)。電力行業(yè)既是優(yōu)質(zhì)清潔能源的創(chuàng)造者，又是一次能源消耗大戶和污染排放大戶，因而也是國(guó)家實(shí)施節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。

　　截止到2007年底，我國(guó)的發(fā)電總裝機(jī)容量已經(jīng)超過7億千瓦，其中火電超過了5.5億千瓦，火電占整個(gè)發(fā)電總裝機(jī)容量的77.7%，而且，火電運(yùn)行發(fā)電量的比重更大，占到82.86%。見表1。

表1    中國(guó)2001－2007年裝機(jī)容量和發(fā)電量

　　雖然國(guó)家一直在努力對(duì)發(fā)電結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，但煤電還是占很大比重，根據(jù)我國(guó)的電力戰(zhàn)略規(guī)劃，2030年前電力工的發(fā)展仍將以火力發(fā)電為主。據(jù)估計(jì)，2020年我國(guó)裝機(jī)容量將達(dá)14億kW，其中火電約9.5億kW。因此，火電廠的節(jié)能減排任重而道遠(yuǎn)。

　　盡管我國(guó)節(jié)能減排的形勢(shì)嚴(yán)峻，但在國(guó)家的大力倡導(dǎo)下，電廠的節(jié)能減排工作還是取得了一定的成效，2007年，我國(guó)6000千瓦以上火電廠的電廠供電煤耗為356克/千瓦時(shí)，比2006年的367克/千瓦時(shí)降低了11克/千瓦時(shí)，是近年來下降幅度最大的一年。相當(dāng)于全年6000千瓦以上火電廠生產(chǎn)節(jié)約標(biāo)煤2423萬噸，占全年發(fā)電耗用標(biāo)煤量的2.75%。在國(guó)家和電力企業(yè)的共同努力下，預(yù)計(jì)到2020年可以降低到320克/千瓦時(shí)，接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平（如圖1所示）。

圖1   我國(guó)電廠供電煤耗發(fā)展趨勢(shì)圖

　　在減排方面，2007年全國(guó)電力二氧化硫排放量比上年減少9%，為近年來全國(guó)二氧化硫年排放總量首次下降做出重要貢獻(xiàn)。2007年全國(guó)新投運(yùn)10萬千瓦及以上火電廠煙氣脫硫機(jī)組容量達(dá)到1.1億千瓦，同比增長(zhǎng)4.8%。其中新建機(jī)組脫硫裝置比例達(dá)70%，現(xiàn)有機(jī)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(guó)火電廠煙氣脫硫裝置投運(yùn)容量超過2.7億千瓦，占全國(guó)火電機(jī)組容量的一半左右，與“十五”末相比火電廠煙氣脫硫機(jī)組容量增加了53倍以上。保證了目前主要火電機(jī)組SO2排放濃度控制的達(dá)標(biāo)排放。

　　另外，國(guó)內(nèi)全部300MW級(jí)以上機(jī)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制在100mg/Nm3。截至到2007年末，國(guó)內(nèi)火電機(jī)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(shè)置低NOX燃燒器的機(jī)組實(shí)現(xiàn)了NOX的達(dá)標(biāo)排放。

　　以上節(jié)能減排成果的取得，和國(guó)家相關(guān)法律、政策、措施的實(shí)施以及電力企業(yè)對(duì)節(jié)能減排政策的重視是分不開的。推進(jìn)節(jié)能減排向更高目標(biāo)推進(jìn)，離不開科技進(jìn)步這臺(tái)“發(fā)動(dòng)機(jī)”。

　　自動(dòng)化技術(shù)的提高及廣泛應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵

　　在電力企業(yè)，無論是其生產(chǎn)效率的提高還是節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，都和企業(yè)的信息化及自動(dòng)化水平密切相關(guān)。所有的生產(chǎn)工藝和環(huán)保工藝都離不開自動(dòng)化。我國(guó)電力企業(yè)經(jīng)過20多年尤其是近10多年的快速發(fā)展，自動(dòng)化和信息化水平已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。分散控制系統(tǒng)（DCS）、基于計(jì)算機(jī)的專用控制系統(tǒng)和各類優(yōu)化軟件控制系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、快速控制和優(yōu)化運(yùn)行。多種信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用以及與自動(dòng)化系統(tǒng)的有效集成，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程和企業(yè)管理的一體化。

　　實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)能實(shí)時(shí)采集并儲(chǔ)存電廠DCS、其他專用控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)等各自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，建立全廠信息共享數(shù)據(jù)平臺(tái)，并基于數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全電廠生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算與分析等高級(jí)應(yīng)用功能，可以為發(fā)電廠節(jié)能降耗提供分析和安全性評(píng)估服務(wù)。

　　自動(dòng)化技術(shù)在電廠應(yīng)用的新突破

　　隨著國(guó)內(nèi)自動(dòng)控制技術(shù)的大力開發(fā)和成功應(yīng)用，自動(dòng)化技術(shù)在電廠的應(yīng)用取得了重要突破。

　　第一是電廠主機(jī)組的集中控制實(shí)現(xiàn)了多機(jī)一控。目前國(guó)內(nèi)眾多的運(yùn)行電廠，絕大多數(shù)是一個(gè)控制室控制兩臺(tái)機(jī)組，也有一個(gè)控制室控制一臺(tái)機(jī)組的。隨著電廠自動(dòng)化水平的提高，近幾年開始發(fā)展到三臺(tái)機(jī)組一個(gè)控制室、四臺(tái)機(jī)組一個(gè)控制室，甚至開始嘗試更多臺(tái)的機(jī)組一個(gè)控制室。比較典型的成功實(shí)例是華能玉環(huán)電廠，由中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了四機(jī)一控方式，取得了很大成功如圖2所示。

圖2   華能玉環(huán)電廠四機(jī)一控控制室布置圖

　　第二，就是電廠輔助車間系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化集中控制。電廠除了主機(jī)即鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)外，還有許多輔助系統(tǒng)，包括煤處理系統(tǒng)，水處理系統(tǒng)，灰渣處理系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)等，這些輔助系統(tǒng)往往需要一個(gè)單獨(dú)的控制系統(tǒng)，需要單獨(dú)的控制室來控制它。隨著設(shè)計(jì)水平的提高和控制技術(shù)的進(jìn)步，逐步把地理位置相近和工藝性質(zhì)相同的輔助系統(tǒng)實(shí)施集中控制。例如本世紀(jì)初建設(shè)投運(yùn)的湖南益陽(yáng)電廠，把十幾個(gè)輔助系統(tǒng)的十幾個(gè)控制室，縮成三個(gè)控制室，前進(jìn)了一大步。再如由中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的大唐王灘電廠，把所有的輔助控制系統(tǒng)都整合到一起，集和成一個(gè)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制水平得到了很大提高。

　　第三是基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)已開始得到應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)總線在電廠的應(yīng)用已有近十年的時(shí)間，開始是局部的零星小系統(tǒng)，后來發(fā)展到完整的輔助車間系統(tǒng)如華能玉環(huán)電廠的水處理系統(tǒng)，最近則開始在主機(jī)組中大規(guī)模運(yùn)用。例如，由中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的華能金陵電廠和由中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的華能九臺(tái)電廠，已將基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)全面應(yīng)用于主機(jī)組的設(shè)計(jì)中，目前這兩個(gè)項(xiàng)目正在建設(shè)中。

　　第四是本土自動(dòng)化企業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步。近10年來，以和利時(shí)股份有限公司為代表的幾家本土自動(dòng)化企業(yè)發(fā)展很快，他們敢于創(chuàng)新，研發(fā)能力很強(qiáng)，持續(xù)投入力度大，后勁足，加上國(guó)家和一些國(guó)有電力公司的支持，當(dāng)然最根本的原因是本土企業(yè)自身能夠開發(fā)出電廠需要的自動(dòng)化產(chǎn)品，這一切使得本土自動(dòng)化企業(yè)的電廠業(yè)務(wù)進(jìn)展很快。由中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的國(guó)華錦界電廠，采用了和利時(shí)股份有限公司的DCS，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)DCS在600MW機(jī)組的首次成功應(yīng)用。目前，1000MW機(jī)組采用國(guó)產(chǎn)DCS的時(shí)代也已經(jīng)拉開序幕。

　　自動(dòng)化技術(shù)的未來發(fā)展方向

　　從國(guó)內(nèi)企業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展水平看，盡管控制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較高水平，但在自動(dòng)控制技術(shù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、安全儀表等幾方面仍有進(jìn)一步的發(fā)展空間。首先，數(shù)字化的發(fā)展空間較大。網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)加強(qiáng)各系統(tǒng)的無縫鏈接，在保證信息安全的前提下，使信息交流更加通暢。智能化主要體現(xiàn)在優(yōu)化控制軟件方面，企業(yè)要開發(fā)出更加適應(yīng)發(fā)電生產(chǎn)過程更為優(yōu)化的運(yùn)算模型來指導(dǎo)控制過程 ，以促進(jìn)節(jié)能減排。如果從電廠安全方面來講，安全儀表也是非常重要的。一旦危及電廠安全的事故發(fā)生，安全儀表可以實(shí)施自動(dòng)報(bào)警，使各種運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)及時(shí)停止，保護(hù)設(shè)備免受損失，從而也把電廠損失減少到最小限度。

　　電力企業(yè)節(jié)能減排的前景廣闊

　　我國(guó)現(xiàn)階段火力發(fā)電企業(yè)的節(jié)能減排工作盡管取得了明顯的成效，這主要是在國(guó)家和政府的大力推進(jìn)下取得的。國(guó)家和電力企業(yè)今后若能從以下幾方面改進(jìn)的話，我國(guó)的節(jié)能減排將會(huì)取得更大的成效。一是國(guó)家應(yīng)完善節(jié)能減排的法律、法規(guī)和獎(jiǎng)懲措施。法律、法規(guī)的制定應(yīng)注重可操作性和長(zhǎng)期性，獎(jiǎng)懲措施的力度要大力加強(qiáng)，獎(jiǎng)懲措施要和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益掛起鉤來，引導(dǎo)企業(yè)權(quán)衡利益關(guān)系后，主動(dòng)地引進(jìn)促使節(jié)能減排的相關(guān)技術(shù)，從根本上降低消耗，減少排放，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，這是從根本上抓節(jié)能減排。二是隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的倡導(dǎo)以及社會(huì)的進(jìn)步，電力企業(yè)的社會(huì)責(zé)任意識(shí)也在加強(qiáng)，逐漸對(duì)節(jié)能減排從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)為主動(dòng)行動(dòng)。三是自動(dòng)化企業(yè)尤其是本土自動(dòng)化企業(yè)加強(qiáng)研發(fā)控制技術(shù)，進(jìn)一步提高對(duì)節(jié)能和減排控制產(chǎn)品的開發(fā)力度，為節(jié)能減排提供技術(shù)支持和系統(tǒng)方案。這樣，經(jīng)過幾方面的共同努力，我國(guó)電力系統(tǒng)的節(jié)能減排必定前景廣闊，為中國(guó)和世界的環(huán)境更美、人們生活更幸福作出貢獻(xiàn)。