火電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)改造問題研究

【摘要】論文在深入探析我國(guó)火電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、DCS功能范圍的基礎(chǔ)上，提出汽輪機(jī)控制系統(tǒng)改造優(yōu)化方案，為火電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)改造提供了理論借鑒和指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】火電廠；熱工自動(dòng)化；技術(shù)改造；問題研究

一、DCS改造的現(xiàn)狀及其功能范圍

（1）DEH和DCS硬件系統(tǒng)一體化。DEH作為一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，由于其電子裝置部分可通過DCS和專用裝置來實(shí)現(xiàn)。如果我們用DCS實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以通過如伺服模件、測(cè)速模件等專用模件，從而達(dá)到簡(jiǎn)化DEH、降低成本的目的。近年來，DEH與DCS硬件系統(tǒng)一體化的進(jìn)程向前邁進(jìn)了一大步，許多DCS制造廠商已具有了實(shí)現(xiàn)DEH與DCS一體化的能力，并且已經(jīng)在某些改造工程中實(shí)施。DEH與DCS硬件系統(tǒng)的一體化，應(yīng)根據(jù)供貨商的工作經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)確定，不可強(qiáng)求。條件許可時(shí)，宜選用一體化的方案。（2）爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)。爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)是火電機(jī)組自動(dòng)保護(hù)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其主要功能是保護(hù)鍋爐爐膛的安全。同時(shí)FSSS還對(duì)油氣、煤燃燒器進(jìn)行程序管理和控制。它可根據(jù)爐膛內(nèi)火焰的檢測(cè)、磨煤機(jī)組（制粉系統(tǒng)）、油槍程控和管理、爐膛安全保護(hù)功能以及煤燃燒器管理的配置，我們將FSSS分成簡(jiǎn)易型、完善型等多種方式。（3）爐機(jī)輔機(jī)順序控制系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行客觀規(guī)律的要求，爐機(jī)輔機(jī)順序控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)改造。采用順序控制后，運(yùn)行人員只需監(jiān)視各程序步驟執(zhí)行的情況，從而減少了繁瑣的操作。（4）電氣監(jiān)控納入DCS。我們可以通過DCS來對(duì)機(jī)組的控制、管理、監(jiān)控，來改善運(yùn)行人員的環(huán)境，提高機(jī)組監(jiān)控的可靠性，同時(shí)為機(jī)組的事故處理能力和經(jīng)濟(jì)效用的監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)以操作員站為中心的監(jiān)控方式。但是在電氣部分就不能采用常規(guī)的儀表和控制，否則會(huì)在整套單元機(jī)組的監(jiān)控上顯的不太協(xié)調(diào)，也會(huì)給電廠實(shí)現(xiàn)機(jī)爐電一體化監(jiān)控和管理帶來不便。

二、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)改造優(yōu)化方案

（1）高壓抗燃油純電調(diào)DEH方案。本方案要求另設(shè)一套高壓抗燃油的油源，將原液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)部套去掉，更換調(diào)節(jié)閥操縱座，在調(diào)節(jié)閥的操縱座上放置油動(dòng)機(jī)，直接拖動(dòng)調(diào)節(jié)閥桿。而這種方案又分為簡(jiǎn)易型和徹底型。徹底型就是將控制高、中壓主汽門的高、中壓自動(dòng)關(guān)閉器也改造成高壓抗燃油油動(dòng)機(jī)，原液調(diào)系統(tǒng)中的保安控制也屬于改造的內(nèi)容；而簡(jiǎn)易型則是保留原自動(dòng)關(guān)閉器，僅改造調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)，原液調(diào)系統(tǒng)中的保安控制部分基本不動(dòng)，在保安油與抗燃油之間增設(shè)隔離閥。（2）低壓透平油純電調(diào)DEH方案。透平油純電調(diào)DEH的方案種類多樣，具體而言，主要有：第一，保留杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的透平油純電調(diào)DEH方案。DEH控制信號(hào)通過電液轉(zhuǎn)換器與油動(dòng)機(jī)構(gòu)成電液接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)速和功率的閉環(huán)控制。電液轉(zhuǎn)換器與油動(dòng)機(jī)滑閥及油動(dòng)機(jī)活塞緊密結(jié)合在一起，油動(dòng)機(jī)脈沖油直接由電液轉(zhuǎn)換器控制，構(gòu)成了電液伺服油動(dòng)機(jī)。DEH伺服單元與電液伺服油動(dòng)機(jī)、線性可變差動(dòng)變壓器（LVDT）式油動(dòng)機(jī)行程傳感器組成位置伺服隨動(dòng)系統(tǒng)。第二，去掉杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的透平油純電調(diào)DEH方案。將凸輪、凸輪軸、原油動(dòng)機(jī)和所有液壓調(diào)節(jié)部件去掉，僅保留保安部套，油動(dòng)機(jī)滑閥與電液轉(zhuǎn)換器組裝在一起，油缸（活塞）固定在凸輪軸座上。油缸代替凸輪推動(dòng)杠桿來開啟調(diào)節(jié)閥門。高壓調(diào)節(jié)閥為一閥一缸方式，中壓調(diào)節(jié)閥可以為一拖四方式。（3）電液并存聯(lián)合控制方案。電調(diào)、液調(diào)聯(lián)合控制即DEH控制信號(hào)通過同步器電動(dòng)機(jī)與液壓系統(tǒng)接口和電液轉(zhuǎn)換器，來達(dá)到對(duì)機(jī)組功率、轉(zhuǎn)速等方面的控制。同時(shí)二次脈動(dòng)油路和電液轉(zhuǎn)換器共同構(gòu)成電液放大器，接受DEH控制信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)油動(dòng)機(jī)的控制。通過在在原液壓系統(tǒng)的脈動(dòng)油路上，并聯(lián)一個(gè)油管，連接到電液轉(zhuǎn)換器，使DEH通過電液轉(zhuǎn)換器控制脈動(dòng)油來控制機(jī)組，而電液轉(zhuǎn)換器和同步器可采用轉(zhuǎn)移的方式完成聯(lián)合控制。（4）電液并存，切換控制的方案。DEH控制信號(hào)對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)速、功率的閉環(huán)控制，是通過電液轉(zhuǎn)換器與液壓系統(tǒng)接口來實(shí)現(xiàn)的。通過同步器對(duì)脈動(dòng)油路的電液跟蹤，DEH實(shí)現(xiàn)控制切換閥來進(jìn)行無擾切換。

綜上所述，DEH改造有多種方案，呈現(xiàn)百花齊放的局面，各種改造均有成功實(shí)例，在具體實(shí)際操作中，我們可根據(jù)自己實(shí)際情況選擇適合的優(yōu)化方案。

三、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)改造目的探析

（1）經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于那些改造程度比較完善的機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了閥門管理功能，為機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行和壽命消耗管理創(chuàng)造了有利條件。閥門管理提高了帶變動(dòng)負(fù)荷的機(jī)組的工作效率。（2）安全性。由于部分原機(jī)械液調(diào)系統(tǒng)存在較為嚴(yán)重缺陷，我們通過對(duì)控制系統(tǒng)的深入、全面改造，消除原系統(tǒng)的負(fù)荷突變、控制不穩(wěn)定、卡澀等問題，確保機(jī)組安全運(yùn)行。（3）靈活性。通過改造實(shí)現(xiàn)了機(jī)組協(xié)調(diào)運(yùn)行的功能，提高了機(jī)組自動(dòng)化水平，在很大程度上減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)量。

參考文獻(xiàn)

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