優(yōu)化火力發(fā)電廠熱控可靠性與經(jīng)濟性的措施

朱峰峰

（陜西德源府谷能源有限公司，陜西 榆林 719400）

近年來，我國火力發(fā)電廠規(guī)模不斷擴大，單機容量不斷提高，運行參數(shù)不斷改進，對熱控系統(tǒng)可靠運行的監(jiān)控也不斷加強。但是，我們也要特別注意熱控系統(tǒng)故障的風(fēng)險，因為熱控系統(tǒng)的影響最終會導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失。對此，我們應(yīng)采取積極有效的措施加以改進，從根本上優(yōu)化火力發(fā)電廠熱控制系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。及時關(guān)注影響機組經(jīng)濟性的可靠性因素和關(guān)鍵點、容易出現(xiàn)故障和容易忽視的問題。及時提出優(yōu)化措施，以提高火力發(fā)電廠的本質(zhì)安全性和經(jīng)濟可行性。

1 提高火電廠熱控系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟可行性的必要性

隨著新能源的發(fā)展，火力發(fā)電不斷引進新技術(shù)，不僅僅是為了滿足行業(yè)的需求，也是為了確保熱控系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。例如，引入天然氣等可持續(xù)能源技術(shù)，天然氣采用最新的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方式，運行協(xié)調(diào)靈活等特點提高了整體經(jīng)濟效益。為了改善火力發(fā)電廠整體運營效率，降低損失并增加發(fā)電廠的發(fā)電量。應(yīng)確定測溫元件的安裝位置，以便測量過熱器和再熱器管壁的溫度。同時熱電測量端子的標(biāo)準(zhǔn)高度必須靠在溫度測量元件的金屬表面上，還要檢查測溫元件的穩(wěn)定性，保證元件的平穩(wěn)運行[1]。要求節(jié)流閥與管道軸線的誤差符合相關(guān)規(guī)定，當(dāng)溫度過熱時，透鏡能自動退出。可見，完善的熱控系統(tǒng)對企業(yè)提高發(fā)電經(jīng)濟效益非常重要。

2 火力發(fā)電廠存在的主要問題

2.1 火力發(fā)電廠熱控裝置性能退化

火力發(fā)電廠人員必須清楚熱控系統(tǒng)設(shè)計、安裝和調(diào)節(jié)熱控系統(tǒng)的科學(xué)性和可靠性，以及系統(tǒng)維護的質(zhì)量，因為這些是影響監(jiān)管力度的基本因素，火電廠的熱控系統(tǒng)故障往往是由于這些原因造成的。從另一個角度看，隨著國內(nèi)發(fā)電廠建設(shè)的持續(xù)發(fā)電和成本的不斷增加，國內(nèi)火力發(fā)電廠面臨著巨大的市場競爭，基礎(chǔ)電力行業(yè)的安全風(fēng)險也在逐漸增大。因此，面對日益激烈的競爭，在火力發(fā)電廠正常運行管理的過程中，相關(guān)人員也需要提高熱控系統(tǒng)設(shè)備的性能和安全性，在保證這兩個因素的情況下，不斷穩(wěn)定和保障熱控系統(tǒng)的可靠性。

2.2 火力發(fā)電廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)不完善

隨著國內(nèi)火力發(fā)電企業(yè)的管理逐步向集約化經(jīng)營模式轉(zhuǎn)變，火力發(fā)電企業(yè)的管理結(jié)構(gòu)采用扁平化模式。為了進一步提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益，火力發(fā)電廠還需要關(guān)注發(fā)電過程的各個環(huán)節(jié)，例如熱控系統(tǒng)。但實際上由于火力發(fā)電廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因，從整體上看還存在較大問題，因此熱控系統(tǒng)的工作發(fā)展不暢。總之，目前火力發(fā)電廠的火電控制系統(tǒng)在運行過程中還缺乏完整的控制邏輯，要避免這些問題的發(fā)生，就需要對火力發(fā)電廠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改進。

火電廠的內(nèi)部熱控系統(tǒng)是緊密相連的，如果其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，就會影響到整個火電廠的正常運行，而火電廠的火電控制系統(tǒng)一般需要上千或數(shù)萬個參數(shù)，因此給員工的工作帶來了巨大的壓力。熱控元件的緊耦合系統(tǒng)可降低火電廠停運的風(fēng)險，這個問題必須在后續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新中得到有效改善。[2]

3 火電廠熱控故障的主要類型

3.1 熱控元件故障問題

這里描述的熱控元件故障問題主要是指熱控系統(tǒng)的使用。這些問題從根本上導(dǎo)致發(fā)熱，要么是熱控元件本身存在重大質(zhì)量問題，要么是安裝不符合規(guī)范，控制單元出現(xiàn)故障或拒絕移動。機組在正常運行過程中，如果出現(xiàn)故障問題，很容易危及設(shè)備的運行質(zhì)量水平。尤其是與FSSS 或ETS 等主要保護部件緊密連接時，故障問題會直接導(dǎo)致非常嚴(yán)重的輔機跳閘問題。因此，在處理熱控元件故障時，火力發(fā)電廠人員必須查明熱控元件故障的原因，以便有針對性地解決問題。

3.2 火電廠熱控系統(tǒng)邏輯設(shè)計存在缺陷

在火電廠新機組熱控系統(tǒng)調(diào)試初期，由于系統(tǒng)邏輯不夠完善，出現(xiàn)了熱控元件信號表述錯誤的問題，這也是一個設(shè)備故障的不間斷原因。國內(nèi)一些火電廠，在熱控部分投資建設(shè)初期，由于系統(tǒng)設(shè)計不完善，出現(xiàn)了機組不停機的問題。因此，在火力發(fā)電廠建設(shè)的初期，需要更加重視，尤其是熱控系統(tǒng)邏輯設(shè)計審查的力度，針對審查過程中的漏洞，需要采取針對性措施來解決這些問題?？梢?，火力發(fā)電廠的火電控制系統(tǒng)邏輯設(shè)計存在缺陷，屬于較為嚴(yán)重的火電控制故障類型。

3.3 DOS 系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障

很多火力發(fā)電廠的DOS 系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，主要原因是DOS 板卡的不符合，布置密度過高，沒有按照DOS 的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，這樣在運行過程中會出現(xiàn)局部硬件設(shè)備溫度過高，或者超負荷運轉(zhuǎn)的情況，長久的使用會比較容易出現(xiàn)故障。再者檢修人員對DOS系統(tǒng)的重視程度不夠，沒有及時檢修維護也會導(dǎo)致DOS 系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障。[3]

4 火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)管理存在的問題

4.1 火電廠設(shè)備性能差，安全性低

火力發(fā)電廠的熱控元件復(fù)雜多樣，無法讓每個元件都處于最佳狀態(tài)，一個元件的故障或質(zhì)量問題都會影響到整個熱控系統(tǒng)。此外，由于電纜受潮和老化，虛擬連接會短路并降低電纜的導(dǎo)電性?；蛘卟缓侠淼碾娏ο到y(tǒng)設(shè)計增加了整個電力系統(tǒng)損壞的風(fēng)險。因此，有必要降低電力系統(tǒng)容量和系統(tǒng)適應(yīng)性，盡可能防止過載，減少因故障而導(dǎo)致的系統(tǒng)啟動。

4.2 缺乏設(shè)備管理意識

現(xiàn)行的熱控系統(tǒng)設(shè)備并沒有明確規(guī)定管理模式及規(guī)定要求，大多數(shù)企業(yè)采用定期檢查和維護的方法進行設(shè)備管理，這樣不利于細致觀察系統(tǒng)的變化，避免風(fēng)險的產(chǎn)生。企業(yè)對市場上不同類型的設(shè)備沒有足夠的了解，在購買設(shè)備時往往會購買陳舊、不合適的產(chǎn)品。因此，需要對采購的設(shè)備進行合理分類，根據(jù)設(shè)備性能制定檢驗計劃。設(shè)備的維護保養(yǎng)必須按工單規(guī)定的工作，按照月和季度進行。核對每月、每季度的設(shè)備維護工作清單和實際完成的工作時間和日期后，將審核提交給負責(zé)人審核后上交給領(lǐng)導(dǎo)審核。同時應(yīng)根據(jù)實際情況，每年、每月或每季度機器檢查的實際情況，進行整體的工作報告。[4]

4.3 完善公司內(nèi)部結(jié)構(gòu)

企業(yè)要根據(jù)員工的認知和價值取向，建立各種制度。領(lǐng)導(dǎo)者需要在一定程度上賦予員工權(quán)力，并提高員工的自主性和適應(yīng)性，激勵員工不斷學(xué)習(xí)。設(shè)備預(yù)防性維護完成后，現(xiàn)場負責(zé)人簽字，便于后期追溯責(zé)任。還要驗收現(xiàn)場，通過測試簽字，不符合條件的有權(quán)拒絕簽收，達到條件后可以再次簽收。確認后，現(xiàn)場及維修組長必須進行設(shè)備維修檢查。[5]

5 優(yōu)化火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性的有效措施

5.1 火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)邏輯的實用優(yōu)化

為了實現(xiàn)火力發(fā)電廠火電控制系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟可行性，首先必須做好火力發(fā)電廠火電控制系統(tǒng)的邏輯優(yōu)化。在新熱控單元運行維護過程中應(yīng)注意使用容錯邏輯進行維護工作，將容錯邏輯應(yīng)用到新熱控單元的邏輯設(shè)計工作中。從控制邏輯上看，需要對熱控系統(tǒng)的各個元器件、設(shè)備進行更合理的優(yōu)化。容錯邏輯本身是一個比較科學(xué)的設(shè)計理念，所以如果能夠有效地控制邏輯的故障，或者進一步擴展控制和減少故障，熱控系統(tǒng)的邏輯顯然會得到更好的改善。其次，火電廠可以組織相關(guān)技術(shù)人員準(zhǔn)確識別熱控系統(tǒng)的鏈?zhǔn)叫盘柌蓸狱c，對其穩(wěn)定性進行綜合論證，這樣可以有效保證鏈?zhǔn)叫盘柌蓸狱c的可靠性。國內(nèi)火力發(fā)電廠還需要通過對火電控制系統(tǒng)設(shè)備的定值、運行邏輯條件、設(shè)備硬件的穩(wěn)定值等進行準(zhǔn)確分類分析，可以采用特殊的措施來準(zhǔn)確評估穩(wěn)定性。[6]

5.2 提高接地系統(tǒng)的抗干擾水平和穩(wěn)定性

如果火力發(fā)電廠接地系統(tǒng)的可靠性得到提高，就可以避免接地問題。因此，在實際設(shè)計和安裝過程中，火電廠熱控管理人員必須采取適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施，如強弱電分離、接地與屏蔽、熱控系統(tǒng)的環(huán)境和輸入輸出等。必須對設(shè)備進行有效控制，并對現(xiàn)場的具體情況進行徹底調(diào)查。例如，需要阻斷干擾路徑，可以有效消除干擾源。另外，在接地系統(tǒng)的設(shè)計和安裝中需要設(shè)置專門的監(jiān)督團隊。其目的是避免操作人員誤操作對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，從而提高熱接地系統(tǒng)的質(zhì)量水平。所以有關(guān)人員必須非常重視火電廠熱控接地系統(tǒng)的可靠性。

5.3 確保火電廠熱控系統(tǒng)設(shè)備運行的可靠性

除上述兩項優(yōu)化措施外，火電廠相關(guān)人員還應(yīng)提高熱控系統(tǒng)運行的可靠性，對儀器運行情況進行詳細調(diào)查，不斷總結(jié)經(jīng)驗?；痣姀S應(yīng)定期召開各類專業(yè)會議和研究座談會。其中，在數(shù)據(jù)上報過程中發(fā)現(xiàn)儀器問題，如儀器運行報告、數(shù)據(jù)變更報告等，必須采取有針對性的行動來解決現(xiàn)有缺陷。尤其需要注意的是，控制火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)儀表運行穩(wěn)定性的最重要措施是預(yù)防措施。這是因為針對儀器問題采取預(yù)防措施可以提高火力發(fā)電廠的實際效率。同時火力發(fā)電廠的日常運行必須能夠發(fā)揮非常重要的作用，因為其可以從整體上減少火力發(fā)電廠的工作量，減少實際工作量。

6 改進熱控系統(tǒng)以應(yīng)對風(fēng)險，提高其可靠性和經(jīng)濟性

6.1 選用新型的火力發(fā)電設(shè)備

新型發(fā)電機燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐，提高了系統(tǒng)的整體效率。大多數(shù)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)計中經(jīng)常使用余熱鍋爐。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，燃氣發(fā)動機的初始溫度不斷提高，無補充燃燒的余熱鍋爐聯(lián)合循環(huán)方法越來越多地被采用。聯(lián)合循環(huán)凈效率提高了1.49%?？梢姡滦吐?lián)合循環(huán)余熱鍋爐在降低物耗的基礎(chǔ)上提高了經(jīng)濟效益。[7]

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽系統(tǒng)設(shè)計為使用超臨界蒸汽參數(shù)，首先采用了超臨界余熱鍋爐，整體設(shè)計層雙層煙道臥式結(jié)構(gòu)，采用跨越上層煙道和下層煙道布置，自下而上，下層是熱水段，上層是過熱段，中間作為煙道隔板，中間用管徑連接。下層工作介質(zhì)質(zhì)量流量大，流動阻力大，下層的工作介質(zhì)必須高于上管的工作介質(zhì)，可獲得余熱鍋爐的性能。

6.2 熱控組件故障排除

熱控元件故障會導(dǎo)致信號失真，影響設(shè)備整體運行質(zhì)量，主要原因是熱控元件安裝不當(dāng)或質(zhì)量不足。尤其是FSSS、ETS 等保護主機的部件需要特別注意，有必要時必須更換，因為一旦發(fā)生故障，輔助設(shè)備會跳閘，影響整個發(fā)電機組的安全。要及時淘汰舊部件，保證部件的工作環(huán)境干凈整潔，避免其他影響部件壽命的環(huán)境因素。

6.3 提高熱控系統(tǒng)裝置的可靠運行

首先，火力發(fā)電廠必須指定專門人員定期檢查，詳細了解廠家的零件損壞、維修進度、設(shè)備更換、售后服務(wù)等。運用大數(shù)據(jù)分析方法，合理配置重點檢查項目。通過加強對事故和危害的反應(yīng)能力，確保設(shè)備的可靠運行。

6.4 熱控系統(tǒng)的儀器運行穩(wěn)定性

為提高熱控系統(tǒng)中電器的運行可靠性，要在設(shè)計和安裝過程中采取隔離、接地、強弱電屏蔽等適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施，來處理抗干擾維護困難情況。需要調(diào)查現(xiàn)場的具體情況，例如控制熱控系統(tǒng)和輸入輸出設(shè)備的環(huán)境，隔離干擾路徑，同時消除干擾源。

6.5 熱控系統(tǒng)邏輯優(yōu)化

優(yōu)化熱控系統(tǒng)的邏輯主要有以下方面：改進熱控制系統(tǒng)的邏輯；通過縮小范圍來使用基本的故障診斷功能；優(yōu)化熱控保護邏輯，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。這需要對熱控制系統(tǒng)的延遲和變化率保護進行科學(xué)設(shè)計。為了實現(xiàn)對壞值信號抑制功能的改進，可以通過縮小范圍來使用基本的故障診斷功能。電廠工作人員必須對設(shè)備合格率、設(shè)備損壞、設(shè)備更換、故障原因等設(shè)備統(tǒng)計臺賬進行客觀分析和統(tǒng)計。[8]

7 結(jié)語

熱控系統(tǒng)是整個火電廠的核心技術(shù)，保證其穩(wěn)定運行，降低成本是一項比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要有豐富的工作經(jīng)驗，不斷優(yōu)化研究火力發(fā)電廠熱電控制系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。因為這樣可以保證火力發(fā)電廠的工作質(zhì)量，達到國家標(biāo)準(zhǔn)。本文主要分析了火力發(fā)電廠的主要問題，其次分析了火電廠熱控失效的問題，最后詳細列出了有效的優(yōu)化方法。隨著火力發(fā)電廠管理意識的增強，加強對熱控系統(tǒng)的定期維修和檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，確保系統(tǒng)保持良好的運行狀態(tài)，這樣才能保證系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性，從而提高火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益，為社會發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的電力資源。