論電廠集控運行與機組協(xié)調(diào)控制應(yīng)用

文/魏濤，蒙東能源有限公司鄂溫克發(fā)電廠

1 電廠集控運行的構(gòu)成

1.1 整體控制模式

整體控制模式其實就是以計算機信息技術(shù)為基礎(chǔ)，對計算機上的數(shù)字信息進行分析處理。能夠把每一個控制設(shè)備緊密的聯(lián)系在一起，更有效的展開高效作業(yè)。

1.2 集合控制模式

集合控制模式的運用非常的重要，主要是有效的控制生產(chǎn)過程中的每一個工序，確保傳輸信息數(shù)據(jù)的高效與準確，保證生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

1.3 分級控制模式

分級控制模式和分散控制一樣，能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的不同層次進行有效的管理，來保證生產(chǎn)工序的整體性。以上電廠集控運行的三種模式，相互聯(lián)系但又不同，相互作用、促進，保障集控運行的生產(chǎn)高效性安全性完整性。

2 電廠機組協(xié)調(diào)控制的重要性分析

2.1 電廠機組協(xié)調(diào)控制是確保機組運行效率的前提

通過協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，可以在很大程度上實現(xiàn)機組各部分運行參數(shù)的平衡性，充分發(fā)揮出節(jié)能的效果，促使風、燃料等得到科學有效的利用，可大幅度提升機組的負荷響應(yīng)功能。

2.2 電廠機組協(xié)調(diào)控制是機組安全運行的基礎(chǔ)

在機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)之下，汽輪機與鍋爐被看作是一個綜合性的整體，二者能實現(xiàn)同期協(xié)調(diào)運行，整個控制過程采用自動化操作方式，能大大避免人工操作條件下的失誤，進一步提高操作的精準性，同時，運行參數(shù)的變化也比較小。機組各部分的運行保持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)，當遇到鍋爐或者汽輪機出現(xiàn)某些部位非正常掉線的情況時，系統(tǒng)將會自動轉(zhuǎn)換到基礎(chǔ)調(diào)節(jié)方式，也就是BF 方式或者TF 方式，以免出現(xiàn)故障范圍進一步蔓延的情況，也能為檢修人員快速查找和排除故障提供便利，通過利用負荷變化率對機組的負荷進行調(diào)控，可防止因負荷更迭過快而出現(xiàn)熱應(yīng)力偏高的情況，使機組的正常使用壽命得到根本性的保障，此外，該系統(tǒng)的監(jiān)控保護效果也十分強大，對電廠機組的安全可靠運行來說大有裨益。

2.3 電廠機組協(xié)調(diào)控制可提升機組的響應(yīng)速度

當電廠機組處于正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且條件允許時，通過采用協(xié)調(diào)控制方式，能很大程度的提升機組的負荷響應(yīng)速率，減小負荷跟蹤延遲等情況發(fā)生的頻率，使得機組能高效地發(fā)揮出負荷跟蹤的作用。

3 集控運行與協(xié)調(diào)控制的改進方式

3.1 參數(shù)控制

系統(tǒng)的負荷一旦出現(xiàn)變化時，會使得負荷調(diào)節(jié)器的作用受到一定程度的影響。如果此時系統(tǒng)能夠恢復(fù)穩(wěn)定，則目標負荷與實際負荷差異會有所降低，前饋信號的動態(tài)過程便會結(jié)束。而根據(jù)這一特點，可以采用控制調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法來降低達到目標負荷的要求。而在實際生產(chǎn)中，目標負荷與實際負荷中的差異也可以利用調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)調(diào)整來實現(xiàn)相對平衡。

3.2 調(diào)節(jié)水功能

3.2.1 調(diào)節(jié)水溫度

為確保中間點溫度設(shè)定的合理性，可以利用分離器出飽和蒸汽壓力對應(yīng)的溫度，以及根據(jù)實際運行狀態(tài)，由操作人員通過手動偏置與減溫水比例的方式進行處理。其中，利用減溫水流量所占總給水流量比值法進行校正，可以彌補手動偏置處理存在的偏差，使得溫度調(diào)整合理性更高。

3.2.2 調(diào)節(jié)給水量

日常生產(chǎn)活動中，如果采用手動的方式進行給水操作，主調(diào)節(jié)器的輸出量和給定值都會產(chǎn)生變化。如果采用自動給水方式，則可以通過中間溫度PID 來控制給水量。而在正常情況下，生產(chǎn)過程中燃料的消耗與給水量的比例是相對平衡的，只有當燃料產(chǎn)生變化時，給水量才會因為煤水比的變化而增加。

4 增強電廠機組協(xié)調(diào)控制效果的措施分析

4.1 注重硬件方面的合理配置

在電廠機組協(xié)調(diào)控制水平提升控制中，為了優(yōu)化該控制系統(tǒng)的使用功能，則需要注重其硬件方面的合理設(shè)置。具體表現(xiàn)為：（1）選用性能可靠的網(wǎng)絡(luò)模塊，滿足機組協(xié)調(diào)控制中的現(xiàn)場調(diào)節(jié)、檢測及系統(tǒng)分析方面的要求。其中，現(xiàn)場調(diào)節(jié)模塊的作用是負責接收變送器傳輸?shù)男盘?，并將這些信號按照事先系統(tǒng)設(shè)定好的運算方式進行計算，從而將這些計算結(jié)果傳送給現(xiàn)場的分析設(shè)備；檢測模塊作為機組系統(tǒng)控制系統(tǒng)的重要處理設(shè)備，有利于增強信息的傳輸和接收過程安全性；系統(tǒng)分析模塊的作用在于和服務(wù)器之間的通訊，并在通訊環(huán)節(jié)中為操作人員的工作開展提供了便利；（2）加強內(nèi)置系統(tǒng)設(shè)計。在完善該系統(tǒng)設(shè)計方案的過程中，需要設(shè)計人員注重其中的整體控制模塊、鍋爐模塊等不同模塊配合使用、使得電廠機組能夠處于高效的運行狀態(tài)。

4.2 注重軟件方面的有效配置

在增強機組協(xié)調(diào)控制效果、提升其控制系統(tǒng)實踐應(yīng)用水平的過程中，需要注重該系統(tǒng)軟件方面的有效配置。具體表現(xiàn)為：（1）技術(shù)人員應(yīng)通過對系統(tǒng)軟件中客戶端與服務(wù)端的合理設(shè)置，優(yōu)化系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)，從而提高機組協(xié)調(diào)控制中的信息傳遞效率；（2）通過對系統(tǒng)分析模塊、主控制模塊等不同模塊的有效設(shè)置，確保機組運行穩(wěn)定性，從而提升其協(xié)調(diào)控制水平。

5 電廠集控運行與機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案

5.1 硬件系統(tǒng)的配置

5.1.1 功能模塊

（1）主控系統(tǒng)。對電網(wǎng)自動調(diào)度系統(tǒng)傳輸?shù)腁CC 負荷指令，以及運行人員手動調(diào)整負荷指令進行限速、限幅處理。如果機組主要輔機出現(xiàn)運行問題，保證機絹能夠自動進入相應(yīng)控制系統(tǒng)，將負荷調(diào)整到相應(yīng)目標值。

（2）鍋爐主控系統(tǒng)?？梢栽谧詣幽Ｊ脚c手動模式下運行，與汽輪機主控系統(tǒng)在機組不同運行條件下來完成控制功能，指令間的鍋爐輸出與負載匹配關(guān)系。鍋爐主控系統(tǒng)具有主蒸汽壓力閉環(huán)控制能力，以及負荷質(zhì)量前饋控制功能，來確保輸入能量符合電廠鍋爐節(jié)能要求。其中，前饋控制可以起到“一定概調(diào)”作用，即對鍋爐輸入、輸出量關(guān)系失衡狀態(tài)進行調(diào)整，確保將能量失衡限制在較小范圍內(nèi)。

（3）汽機主控系統(tǒng)。汽機主控是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)，主要負責協(xié)調(diào)整個汽輪機整體控制控制，完成各項指令的下達，確保汽機生產(chǎn)活動的正常開展，要求其一般情況下應(yīng)處于自動狀態(tài)。汽機主控是機組級協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)與DEH 等系統(tǒng)的中間層控制系統(tǒng)，下達指令有由DEH 來完成汽輪機調(diào)速汽門開度的控制，確?？梢垣@得足夠的蒸汽量，滿足機組負荷要求，并使得生產(chǎn)系統(tǒng)中鍋爐與汽輪機能夠處于一個相對平衡的狀態(tài)。其中，在機跟爐模式下，汽機控制對象為主蒸汽壓力，而主蒸汽壓力由負荷壓力函數(shù)生成。

5.1.2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)主要包括監(jiān)測調(diào)控部分、系統(tǒng)服務(wù)部分和現(xiàn)場調(diào)控部分。其中，監(jiān)測調(diào)控部分主要涵蓋操作員中心、工程師中心等，負責完成與服務(wù)終端的實時通信，使各類信息能得到及時有效地溝通與傳播。系統(tǒng)服務(wù)部分主要指的是系統(tǒng)服務(wù)器，它通過冗余網(wǎng)連接控制裝置和監(jiān)控部分的計算機，進而完成對收據(jù)信息的收發(fā)?，F(xiàn)場控制部分的主要功能是接收變送器、傳感器傳來的信號，并根據(jù)先前制定好的控制措施開展邏輯計算，最后把計算結(jié)果發(fā)送到現(xiàn)場的執(zhí)行設(shè)備。

6 電廠集控運行與機組協(xié)調(diào)控制應(yīng)用

6.1 生產(chǎn)過程控制方面的應(yīng)用

通過對集控運行與機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的構(gòu)建與使用，實現(xiàn)對電廠生產(chǎn)過程的有效控制，則有利于改善電廠生產(chǎn)狀況，減少其生產(chǎn)過程中的問題發(fā)生。因此，電廠應(yīng)將集控運行與機組協(xié)調(diào)控制應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，滿足其控制工作開展要求。具體表現(xiàn)為：（1）基于集控運行與機組協(xié)調(diào)控制的電廠生產(chǎn)作業(yè)開展，有利于實現(xiàn)其中的存在問題高效處理，從而提升電廠生產(chǎn)過程控制水平；（2）在集控運行與機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的支持下，有利于提高電廠生產(chǎn)過程中的信息采集與利用效率，從而改善電廠生產(chǎn)過程的控制狀況，增強其控制工作落實效果。

6.2 生產(chǎn)設(shè)備保護方面的應(yīng)用

電廠生產(chǎn)過程中的緊急保護系統(tǒng)作用在于: 保障機組與工作人員的安全，降低生產(chǎn)風險。因此，需要結(jié)合該系統(tǒng)的功能特性，注重集控運行與機組協(xié)調(diào)控制方式的配合使用，從而實現(xiàn)電廠生產(chǎn)設(shè)備的有效保護。具體表現(xiàn)為：（1）在集控運行及機組協(xié)調(diào)控制方式的作用下，若電廠生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生故障時，需要及時關(guān)閉機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，避免設(shè)備故障影響范圍的擴大，并為其處理工作開展提供一定的便利，滿足電廠生產(chǎn)設(shè)備保護要求；（2）電廠應(yīng)將集控運行及機組協(xié)調(diào)運行控制方式應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備運行過程中，從而了解設(shè)備的運行工況，使得生產(chǎn)設(shè)備保護措施運用更具針對性。

總之，而今，電廠機組在運行的過程中承擔著越來越大的負荷，所以起控制和協(xié)調(diào)作用的系統(tǒng)一定要跟上負荷的需要。集控運行和協(xié)調(diào)控制都是電廠管理中的重要課題，我們可以從一個新的角度出發(fā)，研究二者之間的相互聯(lián)系。