現(xiàn)代火力發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行技術(shù)分析

大唐南京發(fā)電廠(chǎng) 210057

摘要：近段時(shí)間以來(lái)，中國(guó)的電能領(lǐng)域飛速發(fā)展；而在中國(guó)的電能企業(yè)中，火力發(fā)電廠(chǎng)是電能領(lǐng)域的有生力量，在電能的供應(yīng)上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。本文將對(duì)火力發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行技術(shù)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；集控技術(shù)；分析；討論

中國(guó)的火力發(fā)電由來(lái)已久，并且在較長(zhǎng)的一段時(shí)期獲得了口碑；然而火力發(fā)電廠(chǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，與煤炭資源的支撐是分不開(kāi)的。近段時(shí)間以來(lái)，生態(tài)環(huán)境開(kāi)始變得惡劣，而因?yàn)榛鹆Πl(fā)電廠(chǎng)在發(fā)電的過(guò)程中要燃燒煤，其殘留的廢棄物會(huì)污染大氣環(huán)境。而伴隨各類(lèi)新能源與新原料的研發(fā)并投入使用，給火力發(fā)電廠(chǎng)解決滯后的發(fā)電技術(shù)帶來(lái)了一線(xiàn)曙光，火力發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)緊抓這個(gè)契機(jī)，改良目前已有的發(fā)電技術(shù)。當(dāng)前，中國(guó)的火力發(fā)電廠(chǎng)在技術(shù)層面開(kāi)始力求創(chuàng)新，使用的集散控制系統(tǒng)也能夠?yàn)殡娔茴I(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)；其是對(duì)以往的發(fā)電模式的一種顛覆；集散控制運(yùn)行技術(shù)有著極理想的自動(dòng)化、智能化水準(zhǔn)，可以把生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)與管控技術(shù)相結(jié)合，有著鮮明的時(shí)代烙印。

一、火電廠(chǎng)集控運(yùn)行技術(shù)闡述

集控運(yùn)行技術(shù)要優(yōu)于以往火電廠(chǎng)的技術(shù)，火電廠(chǎng)以往的管控形式是母管制模式，其操控繁雜、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)程度無(wú)法保證。集控運(yùn)行技術(shù)將發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)以及鍋爐實(shí)施統(tǒng)一管制，將其當(dāng)成一套機(jī)組實(shí)施管控。其采取聯(lián)合系統(tǒng)統(tǒng)一管控生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)流程，各個(gè)體系間的相互作用較弱，提升了電能使用的平穩(wěn)程度，保證了火力發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。

集控運(yùn)行技術(shù)的關(guān)鍵觀(guān)念是數(shù)字化、智能化，生產(chǎn)流程的集約化、自動(dòng)化，它必須以當(dāng)代科學(xué)技術(shù)為支撐。另外，集控運(yùn)行技術(shù)對(duì)電源、電腦、電子室、控制室的配置要求都較為嚴(yán)苛；當(dāng)中，外部環(huán)境的調(diào)節(jié)和控制對(duì)集控運(yùn)行技術(shù)來(lái)說(shuō)極為關(guān)鍵；而科學(xué)技術(shù)的日新月異也為集控技術(shù)的使用創(chuàng)造了上佳的環(huán)境。所以，火力發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)緊抓這一契機(jī)，將集控運(yùn)行技術(shù)的原理付諸實(shí)踐，保證火力發(fā)電廠(chǎng)的平穩(wěn)、安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、火電廠(chǎng)集控運(yùn)行技術(shù)遭遇的困境

火電廠(chǎng)集控運(yùn)行技術(shù)遭遇的阻礙不利于火電廠(chǎng)的發(fā)展；假如不高度關(guān)注，就會(huì)讓電能使用出現(xiàn)紕漏，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)形成安全故障，并為發(fā)電廠(chǎng)帶去不可挽回的損失。對(duì)火電廠(chǎng)集控運(yùn)行技術(shù)的觀(guān)測(cè)和解析以后，筆者認(rèn)為其遭遇的困境有：

（一）集控運(yùn)轉(zhuǎn)中過(guò)熱器系統(tǒng)極易產(chǎn)生故障。過(guò)熱器系統(tǒng)的管控模式繁多；比如透過(guò)調(diào)節(jié)水溫、然水比率、火焰溫度等等對(duì)其進(jìn)行管控。在實(shí)際的操作中，關(guān)鍵是是要調(diào)節(jié)給水的溫度，然水比率調(diào)控十分普遍。透過(guò)然水比率的調(diào)控能夠彌補(bǔ)過(guò)熱器的缺陷，保障過(guò)熱器系統(tǒng)能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)。在這樣的過(guò)程中，外部元素對(duì)過(guò)熱器氣溫的調(diào)控左右程度最強(qiáng)，怎樣透過(guò)各種干涉辦法對(duì)過(guò)熱器實(shí)施調(diào)控，是當(dāng)前亟待解決的新課題。

（二）集控運(yùn)行技術(shù)中汽壓力系統(tǒng)的管控難題

集控運(yùn)行技術(shù)中汽壓力系統(tǒng)的管控，主要是能量均衡的管控。主汽壓力系統(tǒng)的管控通常根據(jù)能量平衡定律進(jìn)行，在該原理的作用下，能量守恒能夠變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。通過(guò)對(duì)上述原理的梳理，對(duì)主汽壓力的調(diào)控才能夠事半功倍，保證發(fā)電體系能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

但是，在現(xiàn)實(shí)情況下，能量守恒只是一個(gè)理想的狀態(tài)，要完全實(shí)現(xiàn)有一定難度。因?yàn)槟芰康南?，還必須采用它類(lèi)模式對(duì)其實(shí)施調(diào)控。而目前較為普及的模式就是管控煤粉量來(lái)對(duì)主汽壓力實(shí)施調(diào)控。

（三）再燃?xì)鉁乜刂葡到y(tǒng)的管控極為困難

1.再燃溫度的管控繁雜、瑣碎，很難完全把握；

2.相較于原始?xì)鉁氐墓芸兀偃紲囟鹊墓芸馗鼮椴蝗菀?，這給管控溫度帶去一些困擾；并且，不管使用何種模式，再燃溫度的管控都費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

綜上，在實(shí)際操控中，盡管再燃?xì)鉁氐墓芸胤椒ǘ嘣热鐪厮{(diào)控、煤氣循環(huán)、擺動(dòng)式燃燒器調(diào)控等等；然而都不是最佳解決方案，火力發(fā)電廠(chǎng)需要在實(shí)踐中完善再燃?xì)鉁叵到y(tǒng)的管理方略。

三、對(duì)火力發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行技術(shù)的解析

對(duì)以上提及的疑問(wèn)實(shí)施解析，筆者認(rèn)為：火力發(fā)電廠(chǎng)集控運(yùn)行技術(shù)與外部環(huán)境的情況息息相關(guān)。所以，在匯總這部分疑問(wèn)后，筆者認(rèn)為內(nèi)部調(diào)控與外部調(diào)控聯(lián)合才是正道。

（一）完善系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境

在完備的科學(xué)原理的支撐下，要反思實(shí)際操作帶來(lái)的啟迪，應(yīng)第一時(shí)間優(yōu)化集控系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的大環(huán)境，提升火力發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。比如：裝設(shè)空調(diào)機(jī)組對(duì)電子室、控制室的溫度實(shí)施調(diào)控；為系統(tǒng)中的各個(gè)流程創(chuàng)建優(yōu)良的外部環(huán)境，保證發(fā)電機(jī)組能夠完成任務(wù)、提升效率。

（二）關(guān)注溫濕度環(huán)境

關(guān)注電子室與控制室的溫濕度環(huán)境。第一步，要規(guī)避氣溫偏高對(duì)電路板造成短路的情況。比如：氣溫偏高，電路板散熱情況不理想，致使電路板被損毀，從而威脅到整個(gè)火力發(fā)電廠(chǎng)的電路系統(tǒng)；第二步，應(yīng)預(yù)防控制室、電子室受潮或遭到靜電的干擾。而假如電子室與控制室中的空氣濕度居高不下，那么水分就會(huì)凝結(jié)成露，對(duì)電能設(shè)備來(lái)說(shuō)實(shí)是雪上加霜。情況惡化后還可能對(duì)電路板、電氣配件等形成嚴(yán)重的傷害；假如電子室、控制室的空氣極為干燥，又會(huì)生成靜電，對(duì)火力發(fā)電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)更是有極大的危害。

（三）加強(qiáng)對(duì)軟件、硬件的管控

從火力發(fā)電廠(chǎng)集控運(yùn)轉(zhuǎn)的大局來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)內(nèi)軟件、硬件的管控，有著極強(qiáng)的時(shí)代烙印。對(duì)軟件、硬件的管控是集控運(yùn)行技術(shù)正常使用的先決條件，所以，必須引起重視。而且，不但要維持發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)的秩序，還應(yīng)對(duì)電腦軟硬件設(shè)備實(shí)施檢修和保護(hù)，二者互相融合、缺一不可。

目前使用得較為頻繁的是集控運(yùn)行技術(shù)中的熱機(jī)保護(hù)技術(shù)：在機(jī)組發(fā)生故障的前提下，熱機(jī)保護(hù)系統(tǒng)能夠馬上停止作業(yè)，進(jìn)而讓故障對(duì)電腦軟硬件設(shè)施的不良影響降到最低；其延緩了故障發(fā)生的速度，能夠讓機(jī)組的損失最小化，對(duì)緊急狀況下的保護(hù)來(lái)說(shuō)，是極其有效的。

（四）通信系統(tǒng)中的綜合管控

伴隨火力發(fā)電廠(chǎng)的進(jìn)步，集控運(yùn)行技術(shù)也可以使用若干個(gè)系統(tǒng)端口來(lái)對(duì)發(fā)電流程實(shí)施管控。其使用高速數(shù)據(jù)通道的通信系統(tǒng)，這類(lèi)系統(tǒng)運(yùn)用高速通信網(wǎng)絡(luò)、全數(shù)字化的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器以及數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（數(shù)據(jù)通信時(shí)長(zhǎng)控制在250毫秒內(nèi)），采取人機(jī)接口管控。透過(guò)高速數(shù)據(jù)通道，將獨(dú)立分散的控制器和監(jiān)控電腦聯(lián)合成一個(gè)整體，并實(shí)現(xiàn)調(diào)控。

經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展和改良，自動(dòng)控制系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的連線(xiàn)，模擬信號(hào)實(shí)施檢查和測(cè)量、管控；導(dǎo)致設(shè)施間、系統(tǒng)間、系統(tǒng)與外部環(huán)境間缺乏必要的溝通，信息溝通遇到重重阻礙。而火力發(fā)電廠(chǎng)中的集控運(yùn)行技術(shù)，將上述版塊有效連接，將以往信息溝通困難的各個(gè)獨(dú)立的版塊連接成一個(gè)整體，并達(dá)到資源的最優(yōu)配置，系統(tǒng)的管控能力大幅度提升；達(dá)成了各個(gè)控制器、監(jiān)控電腦與管理電腦的“無(wú)縫對(duì)接”，將其中的一部分現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)施作用于發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)流程，形成現(xiàn)場(chǎng)管控一體化的局面（如今業(yè)已構(gòu)成完備的控制體系），再使用對(duì)應(yīng)大小的導(dǎo)線(xiàn)依照現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的通訊協(xié)議將若干個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，從而實(shí)現(xiàn)了集約化、車(chē)間級(jí)的數(shù)字化通訊聯(lián)網(wǎng)；這樣，操控發(fā)電機(jī)組將變得無(wú)比輕松，盡管達(dá)不到“如臂使指”的程度，然而也較以往的老舊發(fā)電模式先進(jìn)得多。

另外，使用監(jiān)控電腦的換算功能，可以實(shí)現(xiàn)高等繁雜的控制運(yùn)算；運(yùn)用管理電腦中的軟硬件資源以及信息資源，策略的規(guī)劃、訂立、執(zhí)行等都將事半功倍；進(jìn)而提升整體系統(tǒng)的性能，讓生產(chǎn)質(zhì)量大幅度提升，事故率降到最小，人力工作強(qiáng)度也會(huì)大幅度降低，能讓火電企業(yè)實(shí)現(xiàn)效益與利益的雙豐收。

結(jié)束語(yǔ)：

集控運(yùn)行技術(shù)是當(dāng)代工業(yè)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，盡管其演變歷史短暫，然而在中國(guó)的石油化工、金屬冶煉、電力等行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始普及運(yùn)用。發(fā)電機(jī)組有集控運(yùn)行技術(shù)為支撐，我國(guó)火力發(fā)電廠(chǎng)的未來(lái)也極為可期。

參考文獻(xiàn)：

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附圖：

圖1 集控運(yùn)行技術(shù)簡(jiǎn)圖

圖2 電壓曲線(xiàn)圖（U是給定電壓，U21>U22>U23>U24>U25）