熱控自動(dòng)化中直接空冷技術(shù)的應(yīng)用及控制

山西漳電同華發(fā)電有限公司 張永旺

自動(dòng)化儀表系統(tǒng)和現(xiàn)代化控制技術(shù)的快速發(fā)展，促使自動(dòng)化控制技術(shù)在熱電廠當(dāng)中的應(yīng)用得到明顯發(fā)展，熱控自動(dòng)化屬于熱電廠生產(chǎn)與管理工作中非常重要的環(huán)節(jié)，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益、效率與安全性等多方面存在非常直接且重要的影響。直接空冷技術(shù)的發(fā)展屬于熱控自動(dòng)化技術(shù)的全新方向，同時(shí)也是技術(shù)層面上持續(xù)創(chuàng)新的關(guān)鍵。

電力資源屬于日常生活所必須的資源，為更好滿足社會(huì)的持續(xù)性發(fā)展，電力企業(yè)必然會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)與困境，并呈現(xiàn)出多系統(tǒng)機(jī)組的運(yùn)行需求，此時(shí)需不斷的擴(kuò)大機(jī)組容量，這也間接的提高了對(duì)于熱控自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行要求[1]。在具體運(yùn)行期間，不僅需注重生產(chǎn)效率的提升，還需注重低碳環(huán)保的實(shí)現(xiàn)，基于節(jié)能降低這一基礎(chǔ)原則，合理的應(yīng)用熱控自動(dòng)化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)管理模式的優(yōu)化，可借助編程語(yǔ)言的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的合理控制，從而達(dá)到提升電廠生產(chǎn)效率以及自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提升，按照電廠內(nèi)部溫度變化的合理控制，可有效的降低資源浪費(fèi)，在提升生產(chǎn)效率的同時(shí)也可更好的提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1 熱控自動(dòng)化中直接空冷技術(shù)的應(yīng)用及控制

1.1 熱控機(jī)組

DCS主要是將FSSS、ECS、ETS等系統(tǒng)融合到一起從而實(shí)現(xiàn)一體化的控制，借助熱控制自動(dòng)化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠用電快切系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)組、發(fā)變組、保安電源、高壓?jiǎn)⑴c備變電源系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)有效的控制，應(yīng)用DCS還可實(shí)現(xiàn)分散控制，可更加完善、便捷的應(yīng)用電氣防誤操作的功能，從而顯著提升電氣系統(tǒng)的綜合控制能力[2]。DEH和自動(dòng)同期系統(tǒng)之間可有效的配合并促使機(jī)組間達(dá)到同期性的并網(wǎng)運(yùn)行，故障錄波、AVR等繼電保護(hù)裝置均可應(yīng)用RS232接口實(shí)現(xiàn)和DCS的通訊功控制，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)集控室的監(jiān)控操作，輔汽聯(lián)箱、采暖加熱器、閉式冷卻水加聯(lián)氨以及給水加氨等機(jī)爐公共系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，其主要是以順控系統(tǒng)、簡(jiǎn)單回路為主，其可借助單獨(dú)性的控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩臺(tái)機(jī)組的有效控制。

DCS控制系統(tǒng)本身的冗余結(jié)構(gòu)以及豐富的邏輯功能還可促使ETS、FSSS等系統(tǒng)可應(yīng)用于進(jìn)行控制，其控制操作的周期可達(dá)到20ms左右，這樣的操作方式可確保整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率、安全。除上述的軟件控制方式外，其還保留了傳統(tǒng)的柴油機(jī)啟停、緊急停機(jī)以及DCS系統(tǒng)失電指示燈等方面的控制支持。

1.2 直接空冷系統(tǒng)

直接空冷系統(tǒng)主要是借助變頻軸流冷風(fēng)機(jī)冷卻回收汽輪機(jī)的兩個(gè)低壓缸排除掉熱氣，其主要涉及到驅(qū)動(dòng)級(jí)、ACC設(shè)計(jì)功能組級(jí)、子功能組級(jí)三個(gè)控制結(jié)構(gòu)構(gòu)成，ACC的技術(shù)應(yīng)用主要是和主控系統(tǒng)相同，系統(tǒng)主要配備了端子柜、BRC以及HCU，變頻風(fēng)機(jī)與疏水泵、真空泵均屬于驅(qū)動(dòng)級(jí)，在應(yīng)用中均可基于具體標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的控制，其畫面控制端涉及到了故障清除、試驗(yàn)確認(rèn)、禁止操作、可操作性、就地操作以及遠(yuǎn)方操作等多種控制功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)均可對(duì)信息進(jìn)行反饋以及指令進(jìn)行操作[2]。

真空泵是在操作模式、真空泵全部停止時(shí)使用，主要是以打開入口蝶閥。泵內(nèi)可以分離水箱液位、液體流量以及工作液體的溫度等進(jìn)行閾值判斷從而達(dá)到聯(lián)停保護(hù)動(dòng)作。為更好滿足空冷機(jī)組對(duì)于冬季防凍、被壓調(diào)節(jié)等方面的要求，在備用的真空泵中采用了備用泵用于停止以及聯(lián)鎖啟動(dòng)等功能。

備用真空泵的聯(lián)鎖啟動(dòng)條件主要涉及：按照排氣壓力實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣溫度及真空排氣溫度的計(jì)算及判斷，其差值超過(guò)15℃且延時(shí)時(shí)間達(dá)到10min的情況下則可運(yùn)行啟動(dòng)備用真空泵；因?yàn)榕月芳捌麢C(jī)運(yùn)行導(dǎo)致凝汽器的壓力顯著提升時(shí)可運(yùn)行啟動(dòng)備用真空泵；在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，假設(shè)經(jīng)壓力修正后的綜合閥位主汽門的開度以及旁路超過(guò)了25%，此時(shí)2臺(tái)泵用泵會(huì)以聯(lián)鎖方式啟動(dòng)，其主要是為規(guī)避背壓尖峰的形成；在任何一個(gè)汽機(jī)排出的凝結(jié)水溫度不足15℃或是周邊環(huán)境小于3℃時(shí)，如延時(shí)達(dá)到了30分鐘，此時(shí)會(huì)提升排氣壓力并可運(yùn)行啟動(dòng)備用真空泵。

備用真空泵的停止運(yùn)行條件：如真空抽氣溫度與排氣溫度間的差距未達(dá)到6℃，且延長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)5分鐘之后，此時(shí)便會(huì)導(dǎo)致備用真空泵停止運(yùn)行[3]；如最低凝結(jié)水溫和排氣溫度間的差異未達(dá)到6℃或是周邊環(huán)境溫度達(dá)到了5℃，同時(shí)延長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到了5分鐘后便會(huì)引發(fā)備用真空泵停止運(yùn)行；機(jī)組在成功啟動(dòng)后如果主汽門的開度和旁路已達(dá)到25%，且兩臺(tái)備用真空泵的運(yùn)行時(shí)間已達(dá)到10分鐘則會(huì)引發(fā)備用真空泵的停止運(yùn)行。

1.3 系統(tǒng)控制相關(guān)問(wèn)題

在兩臺(tái)機(jī)組均投入運(yùn)行后，不同類型控制指標(biāo)均保持著良好的運(yùn)行，其能夠達(dá)到100%的自動(dòng)化投入，DAS測(cè)定的結(jié)果準(zhǔn)確度可達(dá)到100%，相對(duì)應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作也可達(dá)到100%，對(duì)于在系統(tǒng)調(diào)試以及運(yùn)行階段問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)可以進(jìn)行說(shuō)明：

直接空冷機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，DEH、BPC及ACC間可保持密切的關(guān)聯(lián)性，特別是在高壓以及中壓缸同時(shí)啟動(dòng)的同時(shí)，汽機(jī)廠普遍要求汽機(jī)在沖轉(zhuǎn)和帶載運(yùn)行過(guò)程中沖壓壓力可維持高旁注汽壓力，熱再壓力可從低旁實(shí)現(xiàn)有效的維持，此時(shí)汽機(jī)升降功能可通過(guò)DEH實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)節(jié)，機(jī)組可維持在一個(gè)熱態(tài)沖轉(zhuǎn)，因?yàn)橹鳈C(jī)的壓力促進(jìn)主汽門的頻處在相對(duì)開度波動(dòng)范圍內(nèi)，此時(shí)位于主汽門形成裝置會(huì)發(fā)出“已關(guān)閉”的信號(hào)，這樣可在接受到一次“關(guān)閉”信號(hào)之后BPC邏輯會(huì)將高壓旁路調(diào)節(jié)門進(jìn)行開啟，并促使注氣流量隨之下降，同時(shí)還會(huì)有效提升再熱汽流量，此時(shí)便很難實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)速的控制。

ACC和BPC關(guān)系協(xié)調(diào)的好壞會(huì)直接影響機(jī)組啟動(dòng)后的情況，其可合理的控制背壓的水平，在排氣壓力達(dá)到40kPa時(shí)系統(tǒng)可達(dá)到禁止旁路運(yùn)行裝填，在排氣壓力位于15kPa到40kPa之間時(shí)，系統(tǒng)本身運(yùn)行旁路運(yùn)行，但其負(fù)荷壓力不能超過(guò)10%，在排氣壓力小于15kPa期間，系統(tǒng)運(yùn)行旁路運(yùn)行的負(fù)荷壓力超過(guò)10%時(shí)，如在冬季運(yùn)行需對(duì)空冷系統(tǒng)實(shí)行防凍處理，此時(shí)便需應(yīng)用高聯(lián)合啟動(dòng)方式，在旁路系統(tǒng)運(yùn)行期間，可在低壓投入后進(jìn)入到高壓旁路運(yùn)行，在機(jī)組啟動(dòng)期間，需先對(duì)冷凝器的工作結(jié)果進(jìn)行檢查，確保其處于真空狀態(tài)，之后再將背壓維持在40kPa左右，如無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的控制，則會(huì)導(dǎo)致低壓旁路的保護(hù)開關(guān)關(guān)閉，從而影響機(jī)組的啟動(dòng)定速以及空冷系統(tǒng)的防凍功能[4]。

因?yàn)榭绽錂C(jī)組在運(yùn)行期間背壓的變化區(qū)間相對(duì)較大，此時(shí)背壓也較高，在背壓無(wú)法滿足機(jī)組運(yùn)行功率要求的情況下，需借助減少功率以及提升功率的方式確保運(yùn)行效果，從而保障機(jī)組可安全穩(wěn)定運(yùn)行，這項(xiàng)操作可借助DEH的操作面板實(shí)現(xiàn)操作控制，在背壓允許的期間內(nèi)可借助調(diào)節(jié)變頻風(fēng)機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組背壓的調(diào)節(jié)處理，在機(jī)組正式啟動(dòng)后，機(jī)組可在投入旁路的同時(shí)設(shè)置背壓壓力值，將其設(shè)置為40kPa，在機(jī)組進(jìn)行負(fù)荷運(yùn)行的要求后，可借助蒸汽汽量的折算方式明確具體的背壓值。

綜上，熱控自動(dòng)化對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量與效率影響顯著，直接空冷技術(shù)在熱控自動(dòng)化中應(yīng)用可促使管理工作者借助MIS報(bào)表、SIS報(bào)表實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)數(shù)據(jù)的獲取，并為相關(guān)管理工作提供可靠的支持。今后應(yīng)用熱控自動(dòng)化期間仍需不斷的改進(jìn)與優(yōu)化，針對(duì)性提升數(shù)據(jù)獲取可靠性及上報(bào)效率，針對(duì)性改進(jìn)與完善系統(tǒng)，從而更好發(fā)揮管理及經(jīng)濟(jì)下移，為熱控自動(dòng)化的發(fā)展提供支持。