火電廠發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行技術(shù)管理探求

鄒維剛

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司貴州 盤縣 553505）

火電廠發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行技術(shù)管理探求

鄒維剛

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司貴州 盤縣 553505）

在我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，無論是人們正常生活或是工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)電能的需求越來越高，因此電力部門亟需提高供電的效率和電能質(zhì)量。對(duì)電力企業(yè)而言，傳統(tǒng)供電方式已無法滿足現(xiàn)有的供電需求，對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改革勢(shì)在必行，為了保證供電效率和質(zhì)量，電力企業(yè)將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入到機(jī)組運(yùn)行控制過程中，對(duì)機(jī)組實(shí)行集中控制，可有大幅度減少運(yùn)行成本，節(jié)約電力資源，提高電力企業(yè)的生產(chǎn)效率。本文基于上述背景，對(duì)火電廠發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行的技術(shù)問題進(jìn)行了分析，并對(duì)集控運(yùn)行技術(shù)管理進(jìn)行了探討，以期能為火電廠發(fā)電運(yùn)行提供借鑒意義。

火電廠；發(fā)電機(jī)組；集控運(yùn)行；技術(shù)管理

集控系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)的出現(xiàn)，使火力發(fā)電廠的效率達(dá)到了質(zhì)的飛躍，長期以來，電力是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，但近年來，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，火電廠電力供應(yīng)逐漸跟不上時(shí)代腳步，在這種背景下，對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)管理模式進(jìn)行改革意義重大，而集控系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)是現(xiàn)代科技與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的集大成者，不僅能保證能源的供應(yīng)與管理，而且能降低火電廠運(yùn)行成本，提高綜合效率，促進(jìn)火電廠經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。因此，對(duì)集控系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)管理進(jìn)行研究，解決技術(shù)與管理的相關(guān)問題，是火電廠發(fā)展過程中需要解決的首要問題。

1 集控系統(tǒng)運(yùn)行概念

火電廠機(jī)組傳統(tǒng)控制運(yùn)行中，均是單獨(dú)進(jìn)行控制，以母管制的形式將鍋爐、電、機(jī)分開控制，其自動(dòng)化水平不足，難以達(dá)到高效運(yùn)行的目的。而集控運(yùn)行系統(tǒng)主要是針對(duì)火電廠生產(chǎn)、投運(yùn)、停運(yùn)的設(shè)備而進(jìn)行，可對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化配置，并擬定出具體的安全運(yùn)行技術(shù)措施，在運(yùn)行過程中，在每臺(tái)機(jī)組中安排值班員、機(jī)組長、巡檢員，實(shí)現(xiàn)對(duì)火電廠機(jī)組運(yùn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐、電、機(jī)的集中管理，因此集控系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)通常也被成為集散控制運(yùn)行技術(shù)（DCS），與傳統(tǒng)控制技術(shù)管理模式相比，該項(xiàng)技術(shù)充分利用了計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息溝通，在高端處理器的協(xié)助下對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)控制，是一種全新的集約式自動(dòng)化綜合控制技術(shù)，具備先進(jìn)性、綜合性、技術(shù)性的優(yōu)勢(shì)。對(duì)火電廠而言，集控運(yùn)行技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力運(yùn)行的集約化管理，而且將運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了合理分散，從而提高了火電廠電力運(yùn)行的安全與穩(wěn)定性。目前通常采用的集控運(yùn)行技術(shù)包括運(yùn)行情況監(jiān)督技術(shù)、發(fā)電設(shè)備運(yùn)行管控技術(shù)以及分散控制等多種技術(shù)，以下將進(jìn)行逐項(xiàng)分析。

2 火電廠集控系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)分析和存在的問題

2.1 分散控制

在利用現(xiàn)代信息技術(shù)的前提下，多數(shù)火電廠在采取集控系統(tǒng)技術(shù)時(shí)均采用分散控制模式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的管理，該模式最大的優(yōu)勢(shì)在于，在機(jī)組運(yùn)行過程中若發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、負(fù)荷以及技術(shù)功能問題，可進(jìn)行分散管理，從而避免了機(jī)組運(yùn)行過程中危險(xiǎn)事故擊中發(fā)生，降低了風(fēng)險(xiǎn)程度和影響范圍。

2.2 等級(jí)化控制

考慮到火電廠運(yùn)行技術(shù)管理模式的等級(jí)化典型特征，因此部分火電廠在應(yīng)用集控運(yùn)行技術(shù)時(shí)采用等級(jí)化控制模式，該模式可將發(fā)電機(jī)組運(yùn)行詳細(xì)分為若干控制環(huán)節(jié)與層次，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行的集約化管理，該模式最大的優(yōu)勢(shì)在于，若機(jī)組運(yùn)行發(fā)生問題或故障，可以最快的速度查明具體問題部位和發(fā)生原因，從而及時(shí)采取針對(duì)性解決措施，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 通訊傳輸控制

與上述兩種控制模式相比，通訊傳輸控制則是主要依靠通訊手段與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息交流傳輸，從而對(duì)機(jī)組進(jìn)行管控，不僅要涉及到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及遠(yuǎn)程操控技術(shù)，更要涉及到火電廠對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的管理與控制（如圖1）。從理論上分析，通訊傳統(tǒng)控制模式無疑是一種最為理想的集控運(yùn)行技術(shù)模式，但該模式對(duì)信息技術(shù)的依賴性較強(qiáng)，應(yīng)用成本較高，且需要統(tǒng)一的系統(tǒng)接口來保證機(jī)組的有效連接，由于目前大部分火電廠自動(dòng)化水平和信息技術(shù)平臺(tái)尚未完善，因此通訊傳輸控制模式的應(yīng)用有一定的局限性。

圖1 火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

2.4 集控系統(tǒng)運(yùn)行存在的問題

2.4.1 過熱氣溫系統(tǒng)控制缺陷

影響火電廠機(jī)組過熱氣溫的主要因素在于過?？諝庀禂?shù)、給水溫度、受熱面結(jié)渣、燃水比例以及火焰中心高度。由于直流爐校正煤水比所傳輸?shù)男盘?hào)即微過熱氣溫，雖然過熱氣溫控制系統(tǒng)理論基礎(chǔ)容易實(shí)現(xiàn)，但該系統(tǒng)并非完美，有些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程仍存在缺陷，對(duì)過熱氣溫系統(tǒng)控制質(zhì)量造成不良影響。

2.4.2 主汽壓力系統(tǒng)運(yùn)行理論不足

在火電廠長期的實(shí)踐工作中，直接能力平衡公式的應(yīng)用日益成熟，在目前主汽壓力系統(tǒng)中逐漸被廣泛應(yīng)用，但在一些協(xié)調(diào)系統(tǒng)中，仍然采用間接能量平衡系統(tǒng)，在協(xié)調(diào)退位時(shí)，主汽壓力控制方法仍采用能量平衡的理論和公式，難以達(dá)到高效穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

2.4.3 再熱氣溫系統(tǒng)控制缺陷

再熱氣溫系統(tǒng)相比于對(duì)一次氣溫進(jìn)行控制難度有所增加，同時(shí)操作也比較繁瑣，部分火電廠為了讓溫度控制變得易行可控，只用溫水對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣的做法與實(shí)際目的相悖，且在一定程度上增加了火電廠的運(yùn)行成本。例如亞臨界機(jī)組運(yùn)行中，若每噴入1%的減溫水，則有0.5g的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電煤被消耗。

3 提高火電廠機(jī)組集控運(yùn)行技術(shù)管理水平的措施

3.1 改善集控運(yùn)行技術(shù)的運(yùn)行環(huán)境

火電廠外部環(huán)境對(duì)集控運(yùn)行系統(tǒng)的效率有較大的影響，但很多火電廠在發(fā)電機(jī)組安裝和調(diào)試過程中，未充分考慮到外部環(huán)境，因此，要提高機(jī)組集控水平，首先要從改善外部運(yùn)行環(huán)境做起，例如對(duì)集控運(yùn)行系統(tǒng)中的電子室、控制室以及計(jì)算機(jī)設(shè)備的電源、儀用氣源等設(shè)備遵照要求進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證系統(tǒng)高效運(yùn)行，具體可從以下方面做起：

（1）控制室和電子室通常共用一臺(tái)空調(diào)系統(tǒng)，由于電子室對(duì)溫濕度有嚴(yán)格要求，只有在合適的溫濕度環(huán)境下，設(shè)備才能得以正常運(yùn)行，但電子室空調(diào)系統(tǒng)只能控制溫度，無法對(duì)濕度進(jìn)行有效控制，若設(shè)備處于濕度較高的環(huán)境中運(yùn)行，模件上容易凝結(jié)露水，而在濕度較低，空氣干燥的環(huán)境中運(yùn)行，又容易產(chǎn)生靜電，因此，可在電子室內(nèi)預(yù)先準(zhǔn)備好空氣干燥設(shè)備和加濕設(shè)備，溫度以正常室溫18℃為宜，相對(duì)濕度控制在38～45%，以氣候因素和環(huán)境變化為依據(jù)，對(duì)溫濕度進(jìn)行合理控制。

（2）由于集控系統(tǒng)主要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，因此要考慮到信號(hào)干擾對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的不良影響，若機(jī)組接地和電纜屏蔽措施不到位，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作信號(hào)，對(duì)電力生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，因此需進(jìn)行合理接地和電纜屏蔽工作，在系統(tǒng)運(yùn)行區(qū)域還應(yīng)限制電磁干擾設(shè)備進(jìn)入，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.2 提高集控運(yùn)行技術(shù)的管理力度

（1）由于集控運(yùn)行系統(tǒng)有變送器、CS系統(tǒng)以及盤臺(tái)等設(shè)備組成，任何一個(gè)元件出現(xiàn)故障均會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功能實(shí)效，因此，需將構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)備組合成統(tǒng)一整體進(jìn)行管理。

（2）集控系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，其核心是微處理器，可通過軟件組態(tài)實(shí)現(xiàn)各種高難度控制技術(shù)，因此，火電廠在對(duì)硬件進(jìn)行定期的升級(jí)維護(hù)的同時(shí)，還需重視軟件系統(tǒng)的完善。

（3）熱機(jī)保護(hù)系統(tǒng)是重要的安全裝置，機(jī)組一旦發(fā)生異常情況，可通過熱保護(hù)系統(tǒng)迅速停機(jī)，避免事故進(jìn)一步發(fā)展，為了最大程度減少異常發(fā)生，火電廠可對(duì)設(shè)備極限值和安全保護(hù)值進(jìn)行規(guī)定，并通過實(shí)踐得以論證，限值確定后，在機(jī)組運(yùn)行過程中嚴(yán)禁操作人員隨機(jī)更改數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

綜上，在火電廠發(fā)電機(jī)組不斷增加的背下，為了適應(yīng)發(fā)展需求，集控運(yùn)行技術(shù)在火電廠機(jī)組控制中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)機(jī)組進(jìn)行集控運(yùn)行管理可有效提高運(yùn)行效率，減少運(yùn)行損耗，通過實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的整體管理，以及熱機(jī)保護(hù)系統(tǒng)管理，可避免機(jī)組運(yùn)行異常狀況，使火電廠達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙贏的目的。

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TM621.6

A

1004-7344（2016）16-0031-02

2016-4-15

鄒維剛（1989-），男，漢族，貴州興仁人，助理工程師，本科，主要從事工作和研究方向?yàn)榛痣姀S發(fā)電運(yùn)行和集控運(yùn)行方面。