火电厂集控运行技术分析

作者：张浩

来源：《科技资讯》 2013年第32期

张浩

（大唐国际陡河发电厂 河北唐山 063000）

摘 要:我国电力行业发展迅速,集控运行技术被广泛应用于现代化火电厂的生产过程中,显示出了明显的优势并发挥着重要作用。为了提高电厂的自动化水平,不但要了解集控技术的特点及应用,从而通过先进的控制策略来降低消耗,还要维护系统硬件、重视软件检查,重视建立高效的操作平台,从而增加电厂效益,最大程度减少事故发生的几率。本文对火电厂集控运行技术进行了分析。

关键词:火电厂 集控运行 技术

中图分类号:TM621.6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)11(b)-0120-02

现代火电厂多使用了炉、电、机集中管理的集控技术,即以微处理器为主导的软、硬件相结合的高效系统,包括电源、控制室和电子室、计算机控制系统及其他仪器等,充分体现了现代工业生产的集成化、数字化以及高自动化;这类仪器的优点是可靠性高、具时效性、存储容量超大,还可以通过软件组完成复杂的控制策略,但是也存在物理和软件环境影响仪器性能等问题,主要体现在过热蒸汽温度系统控制、主要蒸汽压力系统控制、再热蒸汽温度系统控制三个方面,可以采取有利于安生产的火电厂集控运行环境、有利于电厂监控行为的室内环境设计、可行性强的集控系统运行技术管理三类措施来进行控制。

1 火电厂集控运行概述

(1)火电厂集控运行概念。相对于老式火电厂炉、电、机分开的单独控制技术,现代火电厂多使用了炉、电、机集中管理的集控技术,即以微处理器为主导的软、硬件相结合的高效系统,充分体现了现代工业生产的集成化、数字化以及高自动化;集控运行的基本工作包括生产、投运、停运设备和提出安全检修措施,通过结合防误系统和监控系统来实现信息共存,保持主站信息和现场开关的一致性,通过电脑钥匙采集现场无法收集的状态信息并传给防误系统,进而实现防误系统状态与现场保持一致、子站防误系统信息与现场状态保持一致、集控总中心的接线信息与子站现场保持一致;集控运行的人员配置包括每个值一名值长、每台机组一名机组长、一名主值班员和副值班员、巡检员则负责监督检查机组工作情况。

(2)火电厂集控涉及设备。在火电厂热力循环设备中,锅炉用来将水和水蒸汽进行定压加热,使得水加热成为过热蒸汽;汽轮机用来将热蒸汽绝热膨胀作功;凝汽器用来将乏汽在定压放热凝结成水;给水泵用来将凝结水绝热压缩后,升高压力进入锅炉。在热力循环过程中,使用再热循环技术能够提高排汽的干度和热效率,过程是将汽轮机中膨胀至中间压力的蒸汽抽出汽轮机并引回到锅炉的再热器中,其温度经过二次定压加热并升高后倒入汽轮机继续膨胀做功;使用回热循环技术能够减少锅炉的受热面,提高吸热温度和热效率,过程是从汽轮机中抽出做过部分功的蒸汽来加热给水,将给水温度提高后再送入锅炉。

(3)火电厂集控运行技术。火电厂集控运行是指每台发电机、汽轮机和锅炉形成一个相对独立的单元制机组,所有单元制机组在集散控制系统上集中操作;集控运行技术的核心是火电厂生产线的控制和管理技术,其中生产线操控技术是利用4C技术对大中型持续生产流水线进行自动

实时监控技术和异常情况下的人为调控技术等;管理技术是4C技术统计分析集控运行生产过程信息、调度技术,及优化指导集控运行生产过程的经济运行、预防生产事故等。

2 火电厂集控运行问题

(1)过热蒸汽温度系统控制。火电厂锅炉蒸汽温度系统控制中影响蒸汽温度变化的因素主要有给水温度、减温水量、蒸汽负荷值、火焰中心位置、烟气流速等等,因为该系统大延迟、大惯性的特点,以上因素会干扰机组的正常运行,如果温度过高会造成汽轮机高压部分、蒸汽管道和过热器损坏,如果温度过低又会降低汽轮机的效率和叶片腐蚀度。超临界机组过热蒸汽温度调节以煤水调节的粗调为主、以一、二级减温水的微调及细调为辅。直流炉校正煤水比的信号是微过热蒸汽温度,一般来说,我控制策略自身就足以完成调节任务,但是也存在生产的线性能不好等问题,所以提高过热蒸汽温度调节质量除了利用外部因素外,要优先考虑参数整定问题。

(2)主要蒸汽压力系统控制。主汽压力系统是指采用控制进入炉膛的煤粉量的方式来控制主汽压力的控制系统。这种系统在实践中发挥着重要的主导作用,是因为在长期不断探索实践和经验累积的过程中,才形成了以直接能力平衡公式为主的主汽压力控制系统理论。另一个方面,间接能量平衡系统也应用于某些协调系统领域,但是其在协调退位时,主汽压力控制系统依然采用能量平衡公式的理论。

(3)再热蒸汽温度系统控制。再热蒸汽温度系统控制较一次蒸汽温度控制来说,难度更大、程序也更繁琐。部分电厂只是采用减温水来调节温度,认为这样做可以更简易的控制温度、并且使生产成本更低,但是,在实际操作中,存在着与预想背道而驰的结果,这主要是由于给水泵出口的水没有经过高压缸的处理,反而增加了生产成本。例如,亚临界机组每将1%的减温水喷入,会减少约0.5 g的标准发电煤。所以,越来越多的机组会采用其他降温调节方式,例如,煤气循环、摆动式燃烧器、热风喷射等,然而烟风挡板调节影响了烟的流动情况,可能会造成一侧蒸汽温度不均衡而引发事故。

3 火电厂集控运行措施

(1)采取有利于安生产的火电厂集控运行环境。整个系统的仪器包括电源、控制室和电子室、计算机控制系统及其他仪器,这类仪器的优点是可靠性高、具时效性、存储容量超大、复杂的控制策略可以通过软件组完成,存在问题是仪器物理和软件环境会影响仪器的性能,进而影响整个系统的工作效率。会影响外设仪器物理环境的主要问题包括:电器接地系统不规范、电源供电方式不规范、电源切换时间不规范、电子室湿度控制不规范导致的静电或露珠干扰元器件、电缆屏蔽系统不规范导致的控制系统发出错误信号、仪器装置安装不规范导致的运行故障等;硬件系统发生问题时要及时维修,更要及时地停机以保证热机保护系统等主设备完善的安全。另外,还应该成立集控中心的专门性操作组,选取有很强的专业技术及丰富经验的懂得各类设备的专业人员共同成组,专门监控日常开关操作的集控运行。并且,应该要完善自动化接入标准,从而实现两重配置的互相转化与切换,使得变电站的综合自动化和调度自动化设备可以实现完整对接,更全面地监控所有信息;模块化管理信号监控行为,使得调取安全生产事故发生的即时监控信息变得精确而全面,更容易找到事故的原因。

（2）采用有利于电厂监控行为的室内环境设计。整个发电厂的心脏部位便是集控系统,控制系统安装在控制室里面,为运行人员提供着人机接口和控制、监视、报警、保护等项功能,还对运行状态进行集中化处理,是一个高效的操作平台。因此,鉴于集中注意力、避免枯燥烦闷、消除工作疲劳、提高生产效率的考虑,应该建设有利于电厂监控行为的室内环境设计。例如,采取装配式构造的内部装修,使面板能够长时间保持光洁平整,采取统一形式设计地板、内墙、吊顶三者之间的分格缝,采取明亮、柔和的浅色调和光线柔和的排式顶灯设计,使得内部装修达到

环境清新幽雅、明亮柔美、整齐划一的效果,不但可以排除工作室杂乱造成的干扰,还可以通过色彩调剂人的心态、消除疲劳感、稳定工作情绪,对提高劳动生产率、保证安全生产很有益处。

（3）采用可行性强的集控系统运行技术管理。集控运行要制定可行性集控运行策略,注意以下几点:组成集控系统的主要是变送器、CS系统以及盘台设备等,运行中的集控系统的任何一个部件出现异常都可能导致系统部分功能失效等故障,因此,应把构成系统的设备当成统一整体来管理,以保证集控系统整体的运转正常;集控系统是以微处理器为核心部件的包括硬件系统和软件系统两部分的整体,有实时性强、存储容量大和安全可靠等优势,通过软件组态能够进行高难度的控制策略,因此,应把软件系统的维护和完善提到重要议程上来,在安全生产检查的过程中,不但要维护系统硬件,更要重视软件检查;热机保护系统是集控系统中确保操作人员和机组运行安全的装置,一旦出现异常,将采取系统停机的应急措施来避免事故恶化,因此,应把专家根据大量实验及分析规定的运行设备的极限值以及安全保护值作为严格规定贯彻执行,操作人员不可随意更改甚至取消设备保护值,最大程度减少事故发生的几率。

参考文献

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