關(guān)于小型熱電站汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的改造研究

張飛

摘 要：電力能源的生產(chǎn)和應(yīng)用，一直以來都是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)當(dāng)中較為主要和關(guān)鍵性的影響因素之一，煤炭活力發(fā)電也是我國(guó)較為典型和主要的電力能源獲取渠道之一。小型熱點(diǎn)站汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)在煤炭活力發(fā)電以及能源獲取工作開展的過程之中，占據(jù)著極其重要的應(yīng)用地位。文章在簡(jiǎn)單介紹小型熱電站汽輪機(jī)實(shí)際的應(yīng)用作用的基礎(chǔ)之上，對(duì)能夠幫助技術(shù)人員有效改造保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用效率的方式做出了詳細(xì)的論述。

關(guān)鍵詞：小型熱電站；汽輪機(jī)；保護(hù)系統(tǒng)；改造

前言

在電力能源發(fā)電的理論性研究層面上，汽輪機(jī)的應(yīng)用能夠通過轉(zhuǎn)換蒸汽抽氣過程中力量能源的存在形式，將原本蒸汽的動(dòng)力作用轉(zhuǎn)換成汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械動(dòng)能。汽輪機(jī)的應(yīng)用連接著熱電站當(dāng)中熱力供應(yīng)與電力能源攝取，兩個(gè)較為主要和關(guān)鍵性的生產(chǎn)工作環(huán)節(jié)。如何通過更加便捷有效的方式，更好的保障汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)際安全系數(shù)，不僅是熱電站的關(guān)鍵性工作環(huán)節(jié)，也是技術(shù)人員的重要研究課題。

1 熱電站之中應(yīng)用汽輪機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際作用

在熱電站正常工作運(yùn)行的過程中結(jié)合應(yīng)用汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)，有其顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用功能。通過相關(guān)技術(shù)人員長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)的實(shí)驗(yàn)證明，將現(xiàn)代化的機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用到小型熱電站各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)之中，能夠?qū)ζ啓C(jī)的各組織零部件起到不同程度的保障作用。在智能化電子保護(hù)系統(tǒng)的幫助和監(jiān)督下，當(dāng)汽輪機(jī)在正常運(yùn)作的過程之中出現(xiàn)應(yīng)用故障的安全隱患現(xiàn)象時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)可以自動(dòng)產(chǎn)生警報(bào)提示，將應(yīng)用故障的信息及時(shí)傳達(dá)給技術(shù)檢修人員[1]。

系統(tǒng)實(shí)際的保護(hù)功能主要可以根據(jù)保護(hù)內(nèi)容的不同，細(xì)致劃分為兩個(gè)不同的作用方面。其一是當(dāng)汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)能夠通過實(shí)時(shí)信息傳遞的技術(shù)應(yīng)用手段，將汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)的變化狀態(tài)第一時(shí)間體現(xiàn)在電子顯示器之上。其二，當(dāng)汽輪機(jī)停止運(yùn)行進(jìn)入到休眠狀態(tài)時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)可以及時(shí)記錄并儲(chǔ)存其在運(yùn)行過程之中的參數(shù)變化信息。為技術(shù)檢修人員汽輪機(jī)維修養(yǎng)護(hù)工作的開展，提供系統(tǒng)化理論化的數(shù)據(jù)參數(shù)支持[2]。

2 汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)電力和熱力能源研發(fā)領(lǐng)域之中，有關(guān)汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用主要開始于上個(gè)世紀(jì)的七十年代后期。發(fā)展到今天已經(jīng)更替了兩代科技研究人員，經(jīng)歷了將近五十年時(shí)間的發(fā)展歷史。在眾多科技研發(fā)人員反復(fù)實(shí)踐和探索學(xué)習(xí)的努力下，有關(guān)汽輪機(jī)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)改造與完善工作的開展，已經(jīng)取得了卓越的研究成果。但與經(jīng)濟(jì)大國(guó)相比，國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用的時(shí)間較短。大部分技術(shù)應(yīng)用手段的來源，對(duì)國(guó)外成型案例的依賴性較強(qiáng)。過于追求保護(hù)系統(tǒng)創(chuàng)立和應(yīng)用的實(shí)踐模式，缺乏系統(tǒng)化理論化的文字研究依據(jù)[3]。

例如，在如今國(guó)內(nèi)大部分小型熱電站汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用過程之中，保護(hù)系統(tǒng)的智能化檢測(cè)裝置往往只能自動(dòng)辨別簡(jiǎn)單的系統(tǒng)故障現(xiàn)象，除具備自動(dòng)緊急停機(jī)的智能化控制功能以外，不具備其他故障點(diǎn)檢測(cè)以及損害程度確認(rèn)的系統(tǒng)程序設(shè)定。當(dāng)汽輪機(jī)內(nèi)部個(gè)別小型零部件發(fā)生磨損過重或者運(yùn)作失靈的故障現(xiàn)象時(shí)，往往要通過全面停止整個(gè)汽輪機(jī)的工作狀態(tài)，在對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)組織零件進(jìn)行逐一盤查的基礎(chǔ)之上，才能實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)機(jī)械設(shè)備的檢修和保養(yǎng)工作。一旦技術(shù)人員自身檢修能力低下，或者出現(xiàn)故障檢修盲點(diǎn)時(shí)，過長(zhǎng)的檢修時(shí)間將為電力企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

在此基礎(chǔ)之上，有部分經(jīng)過改造改良的汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，在系統(tǒng)零件的運(yùn)行參數(shù)發(fā)生異常變動(dòng)的故障現(xiàn)象時(shí)，汽輪機(jī)內(nèi)部凝器組件的真空控制力度也會(huì)逐漸下降。在汽輪機(jī)停止工作狀態(tài)后產(chǎn)生的潤(rùn)滑試劑的排放量過大時(shí)，會(huì)造成整個(gè)發(fā)電機(jī)組能源負(fù)荷壓力過大而出現(xiàn)自動(dòng)跳閘的操作現(xiàn)象。不僅汽輪機(jī)的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出安全故障的警報(bào)提示，整個(gè)機(jī)械機(jī)組的主汽門警報(bào)也會(huì)同時(shí)響起。兩種警報(bào)提示會(huì)對(duì)技術(shù)人員故障檢修工作的有序開展帶來一定的干擾，極容易在實(shí)際檢測(cè)的過程之中產(chǎn)生失誤判斷的檢修現(xiàn)象，降低了檢修保養(yǎng)工作開展的精準(zhǔn)度。

3 汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的改造

3.1 改造思路與改造特點(diǎn)

在對(duì)汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造和重組工作的過程之中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)首先明確保護(hù)系統(tǒng)改造工作開展的實(shí)際針對(duì)對(duì)象，全面掌握和了解汽輪機(jī)硬件機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用過程之中主要的應(yīng)用特征。汽輪機(jī)相比小型熱電站內(nèi)部其他的大型機(jī)械設(shè)備，具有機(jī)械工作負(fù)荷量較小以及成本支持水平較高等固有的應(yīng)用特征。因此，對(duì)汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)當(dāng)在確保系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件下，將保護(hù)系統(tǒng)改造的最終費(fèi)用支出成本作為主要考量對(duì)象。在對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造的過程之中，可以適當(dāng)保留汽輪機(jī)原有的液壓式控制程序，根據(jù)汽輪機(jī)在小型熱電站當(dāng)中實(shí)際的工作狀態(tài)，重新調(diào)試整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)停機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度、潤(rùn)滑油負(fù)荷能力等指定的參數(shù)信息。根據(jù)汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際工作流程，將其監(jiān)督管理的各個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行深入的劃分。

一般情況下，當(dāng)今社會(huì)小型熱電站當(dāng)中汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的劃分，可以根據(jù)其監(jiān)管對(duì)象的不同，進(jìn)一步劃分為數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)控、潤(rùn)滑油監(jiān)管以及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行監(jiān)督，四個(gè)各自看似獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的組成部分。技術(shù)人員可以通過應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)當(dāng)中計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模板信息整理的方式，幫助保護(hù)系統(tǒng)提取后備監(jiān)控技術(shù)的DAS數(shù)據(jù)信息。相比傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中大面積信息提取的監(jiān)控管理方式，通過應(yīng)用后備信息模板技術(shù)提取的數(shù)據(jù)信息，其可靠性和精準(zhǔn)度可以提升到九十九個(gè)百分點(diǎn)以上。在此現(xiàn)代化技術(shù)手段支持下創(chuàng)建的安全保護(hù)系統(tǒng)，能夠更好的符合汽輪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的操作要求[4]。

3.2 保護(hù)系統(tǒng)改造的構(gòu)架設(shè)計(jì)

為更好的提升現(xiàn)代化汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建效率，除轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的改造思路以外，還要重建更加合理的保護(hù)體系構(gòu)架。經(jīng)過相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)的實(shí)驗(yàn)認(rèn)證得出結(jié)論，通過結(jié)合應(yīng)用DCS的現(xiàn)代化系統(tǒng)應(yīng)用方式，能夠?qū)崿F(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)大幅度提升和保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際工作效率。技術(shù)人員在應(yīng)用DCS系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)，可以將整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計(jì)分為四個(gè)不同的作業(yè)層次，直接控制的作業(yè)管理層、中間協(xié)調(diào)的管理層以及生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和經(jīng)營(yíng)管理等，都是基本系統(tǒng)構(gòu)架當(dāng)中較為主要和關(guān)鍵性的組成部分。但需要相關(guān)技術(shù)人員尤為注意的是，小型熱電站當(dāng)中汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的組織構(gòu)架不一定要嚴(yán)格遵循四層工作層次的劃分模式。如果熱電站自身電力傳輸工作開展的經(jīng)營(yíng)規(guī)模較小，則可以根據(jù)保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際管控范圍，將系統(tǒng)構(gòu)架的體系設(shè)計(jì)濃縮成一層或者二層的基本構(gòu)架模式。

3.3 保護(hù)系統(tǒng)智能化功能改造的實(shí)現(xiàn)

通過對(duì)小型熱電站內(nèi)部汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計(jì)形式進(jìn)行逐一的完善和重組，現(xiàn)代化汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的改造隨之進(jìn)入到系統(tǒng)智能化應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)階段。技術(shù)人員要通過應(yīng)用相對(duì)應(yīng)高效率的功能模塊，實(shí)現(xiàn)智能保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用集中化變成思路的應(yīng)用處理。根據(jù)汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用的監(jiān)控目的的各不相同，可以將整體的智能化編程模塊分解成各個(gè)分支組成部分。在安全故障參數(shù)采集方面，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集的智能化處理模塊，以及數(shù)據(jù)監(jiān)控的系統(tǒng)運(yùn)行木塊。在故障參數(shù)信息檢索方面，結(jié)合應(yīng)用歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存檢索的檢測(cè)模塊。將報(bào)警模塊由原本集中統(tǒng)計(jì)的監(jiān)控設(shè)定模式，轉(zhuǎn)換到目前分層次、分環(huán)節(jié)的分化處理監(jiān)督的應(yīng)用模式之中。

在必要時(shí)，技術(shù)工作人員還可以在整個(gè)智能化監(jiān)督保護(hù)系統(tǒng)的終端編程部分，設(shè)定融入一定形式的MIS系統(tǒng)信息接口。當(dāng)汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)在應(yīng)用過程之中出現(xiàn)不可修復(fù)的故障疑點(diǎn)時(shí)，小型變電站的高層管理人員可以在第一時(shí)間與汽輪機(jī)的生產(chǎn)廠家進(jìn)行故障修復(fù)的信息溝通。不僅能夠從根本上提升保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用效率，還能夠在一定程度上優(yōu)化智能化汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，在監(jiān)管修復(fù)工作開展時(shí)的抗信號(hào)干擾能力。通過更加詳細(xì)的故障參數(shù)信息的儲(chǔ)存以及高速度的檢索工作的開展，汽輪機(jī)的使用壽命將得到最大限度的延長(zhǎng)，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)收益水平的飛速上漲[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，將汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用到熱電站能源保護(hù)以及能源攝取工作的過程之中，是當(dāng)今社會(huì)能源開發(fā)行業(yè)技術(shù)應(yīng)用水平不斷提升的必然發(fā)展結(jié)果。實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)的高效改造，不僅能夠延長(zhǎng)熱電站內(nèi)部汽輪機(jī)械設(shè)備的實(shí)際使用壽命，還能提升電力能源傳輸以及熱力能源供應(yīng)的安全系數(shù)。技術(shù)人員要在結(jié)合汽輪機(jī)實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，設(shè)定科學(xué)合理的改造方案，才能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)保護(hù)系統(tǒng)的高效改造。

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