火電廠熱工自動化設(shè)備的改造

閻　峰

摘要：火電廠于20世紀(jì)90年代初投產(chǎn)的機(jī)組。其大部分主輔機(jī)設(shè)備可控性和可靠性較差，所配備的儀表及自動化裝置主要是常規(guī)自動化儀表和由晶體管電路構(gòu)成的組合儀表及組件組裝儀表，這類機(jī)組的突出問題是熱耗高、煤耗高及故障停機(jī)次數(shù)多：自動投入率低，儀表準(zhǔn)確性差，保護(hù)動作正確率低，使得運行人員多，負(fù)擔(dān)重，長期處于緊張狀況。為降低能耗，提高安全運行水平，必須采取措施，對主輔機(jī)進(jìn)行完善化改造，使主輔設(shè)備性能有很大提高。

關(guān)鍵詞：火電廠：自動化設(shè)備；改造

一、火電廠老機(jī)組熱工自動化設(shè)備的更新已成大勢

近10余年來，電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，以微機(jī)為核心的新型自動裝置不斷出現(xiàn)，其準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性是常規(guī)裝置無法相比的。國內(nèi)儀表行業(yè)以引進(jìn)技術(shù)、合作及合資生產(chǎn)方式生產(chǎn)了具有國外先進(jìn)水平的產(chǎn)品。20世紀(jì)80～90年代初，主要由小型機(jī)或國內(nèi)自行開發(fā)的微機(jī)所構(gòu)成的計算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)(DAS)，其性能和功能難以滿足要求而進(jìn)入更新期。主輔機(jī)改造后，原來所配備的自動化系統(tǒng)和裝置必須進(jìn)行相應(yīng)改造。以滿足現(xiàn)代化電廠安全、經(jīng)濟(jì)運行的需要。另外，廠網(wǎng)分開后，為使老機(jī)組適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度自動化對電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)峰要求，除在機(jī)組本體進(jìn)行相應(yīng)改造外，對自動化改造提出了更高要求。隨著火電廠污染控制和監(jiān)督能力的提高，自動化系統(tǒng)應(yīng)在提高燃燒效率，降低可害氣體方面發(fā)揮作用，并且進(jìn)行實時監(jiān)測，為檢查鍋爐污染物排放量提供準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)，也為環(huán)保部門進(jìn)行監(jiān)督提供有力的依據(jù)。機(jī)組按運行狀態(tài)進(jìn)行檢修，要求自動化系統(tǒng)為“預(yù)測檢修”提供準(zhǔn)確、可靠的運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)。以便確定檢修時間。所以，對老機(jī)組進(jìn)行自動化改造是現(xiàn)代化電廠的必然要求。

二、優(yōu)化老機(jī)組自動化設(shè)備的有效措施

第一，老機(jī)組自動化改造的目的是提高機(jī)組整體運行水平。通過改造要做到降低煤耗，提高可用率，減少運行人員，并能實現(xiàn)AGC和適應(yīng)調(diào)頻調(diào)峰要求。因此，老機(jī)組自動化改造工作不能獨立進(jìn)行，必須與主機(jī)、輔機(jī)的技術(shù)更新工作配合進(jìn)行。完善的自動化只能建立在可控性好的機(jī)組和可靠性高的自動化裝置基礎(chǔ)上，任何脫離主輔機(jī)改造的自動化改造都是很難取得實效的。

第二，自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)是測量元件、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，應(yīng)首先改造不能適應(yīng)工作要求的測量元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用性能好、質(zhì)量高的傳感器、變送器、開關(guān)儀表及執(zhí)行器。這里還應(yīng)特別注意與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連的閥門，它直接影響自動系統(tǒng)的改造效果。

第三，對老機(jī)組自動化改造必須進(jìn)行長遠(yuǎn)考慮，不能忽視設(shè)計的重要性，否則難以避免反復(fù)改造。老機(jī)組的主機(jī)經(jīng)改造后延長了繼續(xù)服役的年限，因此改造方案應(yīng)考慮機(jī)組繼續(xù)服役過程中，不會再出現(xiàn)無法適應(yīng)新的運行方式。無論在裝置選型和功能實現(xiàn)上都應(yīng)進(jìn)行全面、長遠(yuǎn)的考慮，提出合理的設(shè)計方案。對于目前因技術(shù)問題或資金限制暫時不能實現(xiàn)的功能，可留待以后分階段實行，但在選擇DCS配置時應(yīng)留有可擴(kuò)展的余地，并考慮DCS的開放性，以便與其他廠家設(shè)備如PLC相連接，實現(xiàn)分步改造的方式，逐步擴(kuò)展完成整個機(jī)組的自動化改造。

第四，設(shè)備質(zhì)量是自動化改造工作成敗的關(guān)鍵，在選擇和購買設(shè)備或配件時，應(yīng)以質(zhì)量、可靠為前提，采用公開、公正和公平的招標(biāo)方式選取供貨商。招標(biāo)前要提出要求合理的技術(shù)規(guī)范書，制定合理的標(biāo)底，防止招標(biāo)中的不軌行為。招標(biāo)前對供貨商的資格審查很重要，選擇的供貨商要具備以下基本條件：具有合法資格證明；有成套設(shè)計供貨能力和業(yè)績；有健全的質(zhì)量保證體系；有相對穩(wěn)定的職工隊伍和售后服務(wù)力量。若電廠對DCS或其他控制設(shè)備的生產(chǎn)廠商和產(chǎn)品質(zhì)量不甚清楚時，可向咨詢機(jī)構(gòu)咨詢，再通過有目的的調(diào)查研究，選擇幾家廠商作為招標(biāo)對象。積極支持民族工業(yè)發(fā)展，優(yōu)先選用符合性能要求的國產(chǎn)化產(chǎn)品或在國內(nèi)有合作單位的產(chǎn)品，不僅可降低造價，而且有利于備品的供應(yīng)和廠家的售后服務(wù)。

三、自動化設(shè)備改造過程中應(yīng)注意的技術(shù)要點

采用DCS為主控設(shè)備，實現(xiàn)DAS、MCS及SCS功能；至于DEH和FSSS功能，應(yīng)根據(jù)供貨商的供貨經(jīng)驗合理選擇。但必須保證相互通信，數(shù)據(jù)共享。可根據(jù)資金情況分階段完成功能，最好能創(chuàng)造條件一次完成。對于大量群體溫度測點，宜采用就地布置的遠(yuǎn)程智能I/O通信方式與DCS相連，在ClkT上顯示，減少電纜根數(shù)和安裝工作量。汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)改造應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)具體情況和資金確定方案。對100～125MW機(jī)組可采用改裝同步器方式，但應(yīng)注意盡量減少同步器的死行程；200MW機(jī)組采用純電調(diào)或電液并存方式都是可行的，應(yīng)視資金情況確定；采用電液并存時應(yīng)加強(qiáng)油系統(tǒng)管理，保證動力用油的油質(zhì)。發(fā)電機(jī)一變壓器組及廠用交直流電的數(shù)據(jù)采集和開關(guān)控制宜納入DCS，但應(yīng)妥善解決熱控與電氣專業(yè)的分工和責(zé)任。除保留緊急操作外，其數(shù)量視各廠情況確定，原則上以軟手操代替硬手操。除保留少數(shù)重要參數(shù)的模擬儀表，其他常規(guī)儀表可大量削減。改造老的控制盤臺，縮短監(jiān)視操作面，以利實行一人監(jiān)盤，達(dá)到真正集控的目的。原則上以DCS工作站代替控制臺，必須保留的常規(guī)儀表和硬手操設(shè)備可布置在與工作站對應(yīng)的立盤上。在進(jìn)行控制室和機(jī)房改造時，一定要重視防塵和空調(diào)，使機(jī)房環(huán)境條件(溫度、濕度和塵埃)符合DCS及控制設(shè)備要求。對于控制設(shè)備廠家。應(yīng)盡量使產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。配置可靠的UPS電源，搞好接地和必須的屏蔽工作，杜絕干擾。采用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電廠應(yīng)加強(qiáng)氣源管理。保證供應(yīng)不含水、油和雜質(zhì)的潔凈空氣，有利于執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠動作。選用和設(shè)計DCS時，還應(yīng)考慮與廠級信息管理系統(tǒng)(MIS)的接口，為MIS提供必要的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。