論火力發(fā)電廠中熱工自動(dòng)化技術(shù)

韓超

摘 要 為保障火力發(fā)電的安全性，必須優(yōu)化改造相關(guān)技術(shù)，積極引入熱工自動(dòng)化技術(shù)，這可以進(jìn)一步完善電網(wǎng)系統(tǒng)，提高電廠的供電效率。本文論述了熱工自動(dòng)化技術(shù)的基本概念，介紹了熱工自動(dòng)化技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用形式，旨在為業(yè)內(nèi)人士提供參考信息。

關(guān)鍵詞 火力發(fā)電廠;熱動(dòng)自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用形式

1熱工自動(dòng)化技術(shù)的基本概念

隨著火力發(fā)電機(jī)組逐步趨向大容量、高參數(shù)、低損耗，生產(chǎn)過(guò)程中的熱力參數(shù)也發(fā)生了極為復(fù)雜的變化。為保障火電機(jī)組運(yùn)行的連續(xù)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，必須采取一系列切實(shí)可行的技術(shù)措施。當(dāng)前，將熱工自動(dòng)化技術(shù)引入火電生產(chǎn)流程勢(shì)在必行。

例如，某電廠制造的二次再熱超超臨界汽車輪發(fā)電機(jī)組，其選用了上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)的多種類型的西門子汽輪機(jī)，如超超臨界、二次中間再熱、單軸、五杠四排氣、凝汽式汽輪機(jī)等，型號(hào)分別為：N660-31/600/620/620。設(shè)備中最大的連續(xù)出力在697.749兆瓦左右，額定出力約在660兆瓦左右，設(shè)備機(jī)組使用壽命約在30年以上。且在機(jī)組設(shè)計(jì)中，取消傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)級(jí)環(huán)節(jié)，利用全周進(jìn)汽滑壓和補(bǔ)汽技術(shù)來(lái)推動(dòng)機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速可保持在每分鐘3000轉(zhuǎn)左右[1]。

2熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用形式

2.1 DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)在熱工自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)占據(jù)著重要地位。伴隨熱工自動(dòng)化技術(shù)的完善化與成熟化，DCS系統(tǒng)的作用進(jìn)一步凸顯。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)與DCS系統(tǒng)的控制功能存在著緊密聯(lián)系。具體來(lái)說(shuō)，局域網(wǎng)技術(shù)與發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)組成了完整且穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)控制單元。

DCS系統(tǒng)包含種類多樣化、功能完善化的處理器，這不僅可以為火力發(fā)電廠運(yùn)行期間的各種控制提供技術(shù)性保障，還可以實(shí)時(shí)檢測(cè)火力發(fā)電廠運(yùn)行期間存在的各種問(wèn)題，保證供電時(shí)效性和安全性。即便火力發(fā)電廠運(yùn)行期間出現(xiàn)處理器故障，也不會(huì)阻礙DCS系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2 熱工測(cè)量技術(shù)

其一，流量測(cè)量?；诓顗涸硪约皹?biāo)準(zhǔn)節(jié)流件或主配設(shè)備，增強(qiáng)流量測(cè)量的時(shí)效性和精確性。流量測(cè)量精確性的改善，可以加強(qiáng)熱工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用效果，消除火電廠運(yùn)行期間的各種安全隱患。

其二，壓力測(cè)量。采用熱工自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí)，必須嚴(yán)格遵循應(yīng)變?cè)?，?yōu)化傳感器配置，發(fā)揮傳感器的利用價(jià)值，增強(qiáng)測(cè)量結(jié)果的精確性。

其三，液位測(cè)量。火力發(fā)電廠在使用熱工自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，可以使用傳感器準(zhǔn)確測(cè)量液位參數(shù)值，注重液位參數(shù)值的精確性。

2.3 DEH控制方式

（1）轉(zhuǎn)速控制。當(dāng)汽機(jī)沖轉(zhuǎn)至機(jī)組并網(wǎng)過(guò)程中，DEH使用的是轉(zhuǎn)速控制方式。

（2）負(fù)荷控制。負(fù)荷控制分為負(fù)荷本地設(shè)定和負(fù)荷ccs設(shè)定這兩種控制方式。在機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行后，DEH會(huì)從原有的轉(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)變到負(fù)荷本地設(shè)定控制上，這時(shí)機(jī)組中鍋爐側(cè)給水、煙風(fēng)、燃料及水煤比將會(huì)在自動(dòng)控制的作用下，呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，汽機(jī)直接進(jìn)入初壓控制模式內(nèi)，待各環(huán)節(jié)檢查合格后，工作人員可直接按下ccs控制按鈕，將符合本地設(shè)定模式轉(zhuǎn)變成ccs控制模式。這時(shí)汽機(jī)的控制方式從初壓控制轉(zhuǎn)變成限壓控制。需要注意的是，鍋爐側(cè)給水、煙風(fēng)、燃料及水煤比實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制前，不可手動(dòng)將控制模式轉(zhuǎn)變成ccs控制，否則會(huì)導(dǎo)致調(diào)門關(guān)閉，影響機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這主要是因?yàn)?，DEH負(fù)荷測(cè)量值較DCS負(fù)荷測(cè)量值要大，非ccs控制模式下，以dcs負(fù)荷測(cè)量定為基準(zhǔn)，如果將其直接調(diào)控成ccs模式，則會(huì)導(dǎo)致DEH負(fù)荷設(shè)定與實(shí)際負(fù)荷出現(xiàn)較大品茶的情況，這時(shí)調(diào)門將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，降低汽機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

（3）壓力控制。壓力控制分為初壓控制和限壓控制這兩種。兩者在一定情況下會(huì)存在自動(dòng)轉(zhuǎn)換情況。在限壓控制下，DEH基本上處于負(fù)荷控制或轉(zhuǎn)速控制下，這時(shí)的壓力變化較標(biāo)準(zhǔn)壓力設(shè)定值小2兆帕左右。且在限壓動(dòng)作影響下，調(diào)門將呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，但當(dāng)壓力值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值0.7兆帕以后，調(diào)門關(guān)閉狀態(tài)將會(huì)停止，相應(yīng)位置也將逐漸恢復(fù)。汽機(jī)沖轉(zhuǎn)至機(jī)組并網(wǎng)的轉(zhuǎn)速控制方式下，整體處于限壓控制模式，相應(yīng)的初負(fù)荷也在限壓負(fù)荷控制模式下，這時(shí)關(guān)閉調(diào)門，DEH將會(huì)直接切換到初壓控制模式下。機(jī)組在發(fā)生RB后，限壓控制會(huì)自動(dòng)切換成初壓控制，DEH負(fù)荷直接切換成本地負(fù)荷設(shè)定方式。而DEH的主汽壓力設(shè)定值會(huì)直接由dcs給出，并可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)調(diào)整和修改。

2.4 重要參數(shù)測(cè)量

在電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，通過(guò)智能儀表、智能設(shè)備、三維可視化技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電廠的實(shí)時(shí)監(jiān)督和管控，加快故障診斷及檢修速度，提高數(shù)據(jù)分析效率，為火力發(fā)電廠的安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供了可靠支持。不過(guò)在各項(xiàng)設(shè)備技術(shù)應(yīng)用中，一些重要參數(shù)測(cè)量也是需要重點(diǎn)關(guān)注的，應(yīng)利用現(xiàn)今技術(shù)及設(shè)備，來(lái)加強(qiáng)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（1）在線測(cè)量技術(shù)。目前最?？吹降脑诰€測(cè)量技術(shù)以煙氣成分在線測(cè)量系統(tǒng)為主，其能夠?qū)CR和CEMS中含有的一氧化氮、氧氣、氮氧化合物等含量進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化和處理，提高智能控制水平。

（2）軟測(cè)量。利用軟測(cè)量所得的相關(guān)數(shù)據(jù)直接應(yīng)用到控制回路中來(lái)，能夠解決機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中存在的煤耗問(wèn)題，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

（3）鍋爐CT。該技術(shù)是通過(guò)聲學(xué)測(cè)溫原理的應(yīng)用對(duì)爐膛溫度予以測(cè)定的一種方式。該技術(shù)滿足了非接觸式測(cè)量要求、可視化及在線檢測(cè)要求，且不會(huì)對(duì)鍋爐帶來(lái)任何負(fù)面影響，保障設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全。

3熱工自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化控制系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，智能化將成為DCS系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)，借助智能化技術(shù)及各職能設(shè)備的合理應(yīng)用，熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的性能將逐漸完善，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行中的監(jiān)督和管控力度也將逐漸提升，進(jìn)一步提高系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行的安全性、科學(xué)性，加強(qiáng)火力發(fā)電廠電能供應(yīng)的穩(wěn)定性、及時(shí)性。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的應(yīng)用

將傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)中模擬信號(hào)功能應(yīng)用到熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中，會(huì)使系統(tǒng)在運(yùn)行中存在較多問(wèn)題，但應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，則能夠?qū)⒁郧按嬖诘膯?wèn)題及時(shí)解決，充分發(fā)揮熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的作用及優(yōu)勢(shì)，改善信號(hào)傳輸?shù)男?，減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生，全面維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，熱工自動(dòng)化技術(shù)的良好發(fā)展，對(duì)于火力發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)管理工作的順利開展具有積極意義。為此，火力發(fā)電廠有必要結(jié)合實(shí)際情況，積極拓展應(yīng)用熱工自動(dòng)化技術(shù)，注重系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)效性和穩(wěn)定性，從而滿足社會(huì)生產(chǎn)生活的電力需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙國(guó)棟.火力發(fā)電廠中熱工自動(dòng)化技術(shù)的研究[J].綠色環(huán)保建材，2017，（1）：195.