發(fā)電廠熱工系統(tǒng)改造探討

神華廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司 廣東江門 529228

摘要：自動控制系統(tǒng)是發(fā)電廠的鍋爐、汽輪及公共系統(tǒng)的統(tǒng)稱，是保證其發(fā)電機組的安全運行生產(chǎn)。本文主要對發(fā)電廠的熱工自動控制系統(tǒng)的改造進(jìn)行探討，供同行借鑒參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；熱工系統(tǒng)；改造

一、發(fā)電廠熱工自動化技術(shù)改造

發(fā)電廠的設(shè)備機組生產(chǎn)時的工況檢測以及自動調(diào)整，是確保鍋爐、汽輪發(fā)電機組及公共系統(tǒng)發(fā)電廠機組的安全運行的重要保障。對于熱工系統(tǒng)的改造，提高機組運行的可靠性。

（一）DCS與DEH系統(tǒng)一體化

進(jìn)行BEH簡化，從而實現(xiàn)BEH與DCS一體化。（BEH）系統(tǒng)數(shù)字電液控制系統(tǒng)可以利用專業(yè)的測速模件對自身的電子裝置進(jìn)行設(shè)置，與DCS系統(tǒng)實現(xiàn)通訊，從而減少現(xiàn)場操作人員，同時降低成本投入。

（二）爐膛監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）

該監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)與火電機組保護(hù)系統(tǒng)的組成部分，主要作用在于保護(hù)發(fā)電廠鍋爐爐膛的穩(wěn)定安全工作。FSSS系統(tǒng)對煤燃燒器實現(xiàn)程序的控制和管理。該系統(tǒng)主要是對鍋爐爐膛火焰進(jìn)行監(jiān)測，實現(xiàn)對油槍和磨煤機組的管理和控制，實現(xiàn)爐開膛穩(wěn)定、安全。FSSS系統(tǒng)主要分為完善型和簡易型，包括磨煤機組控制、鍋爐保護(hù)、分層火焰監(jiān)測、煤燃燒管理等功能在內(nèi)的為完善型的FSSS系統(tǒng)。

如何安置FSSS系統(tǒng)對改造成果具有重要影響如果是分立元件安裝FSSS則采用時間相對較久FSSS的相關(guān)功能與DCS系統(tǒng)有機無縫連接。FSSS的關(guān)聯(lián)設(shè)備，如煤油截止閥、火焰檢測設(shè)備等，如果無法滿足自動化技術(shù)的要求，也必須進(jìn)行及時改造。事先要確保DCS系統(tǒng)具有功能拓展的能力。

（三）鍋爐順序控制系統(tǒng)

采用該系統(tǒng)后，系統(tǒng)內(nèi)不同的動作都設(shè)置了安全聯(lián)鎖條件，聯(lián)鎖條件不滿足，則將閉鎖設(shè)備避免出現(xiàn)失誤操作，保護(hù)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。部分發(fā)電廠老機組改造順序控制機組的能力較弱（常見的單元機組分為機組級、功能級和驅(qū)動級三個級別），可將其忽略，轉(zhuǎn)而設(shè)計有齊全功能的驅(qū)動級或功能級的順序控制氣。

部分改造機組為實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，去除人工干預(yù)點，在改造時設(shè)計了以負(fù)荷變化為依據(jù)的中儲式制粉系統(tǒng)或自動切煤/磨煤機組的直吹程序控制系統(tǒng)也取得良好的效果。

（四）DCS應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)

近期的熱工自動化改造技術(shù)研究都利用了廠用電源系統(tǒng)以及變壓器、發(fā)電機.將電源控制、發(fā)電機解列、并列等電氣系統(tǒng)項目納入控制系統(tǒng)之提升了發(fā)電廠鍋爐以及汽輪組的自動控制水平。傳統(tǒng)的控制形式是控制單機組，在控制臺盤上設(shè)置開關(guān)按鈕以及模擬儀表光字牌直接導(dǎo)致鍋爐、汽輪機與控制室DCS控制系統(tǒng)失去協(xié)調(diào)性.制約了自動化技術(shù)的快速發(fā)展氣在電氣控制系統(tǒng)，DCS技術(shù)主要用在主廠房的用電系統(tǒng)和發(fā)電機系統(tǒng)內(nèi)。

二、以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的發(fā)電廠自動化系統(tǒng)

（一）構(gòu)建電氣自動化模式

發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動安全裝置以及繼電保護(hù)設(shè)備利用現(xiàn)場總線技術(shù)以及微機化技術(shù).是發(fā)電廠綜合自動功能實現(xiàn)的前提條件。21世紀(jì)初，發(fā)電廠熱工技術(shù)設(shè)備供應(yīng)商推出了以網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)的發(fā)電廠電氣自動系統(tǒng)，包括CSPA-2000系統(tǒng)、DCAP-4000系統(tǒng)，在云南宣威電廠、河南伊川電廠的運行中效果良好，當(dāng)前發(fā)電廠超過300MW的發(fā)電機機組均采用該技術(shù)。典型的系統(tǒng)接入DCS以及組網(wǎng)的模式如圖1所示。

圖1 基于現(xiàn)場總線的發(fā)電廠自動化系統(tǒng)

（二）電氣自動化系統(tǒng)完善措施

對于發(fā)電廠熱工自動化技術(shù)的應(yīng)用，不同的廠家會利用不同的自動保護(hù)裝置及微機保護(hù)裝置。某火電電氣自動化系統(tǒng)通信接口如表1所示。

表1 電氣自動化系統(tǒng)通信接口表

設(shè)備通信接口通信速率通信介質(zhì)通信協(xié)議

DCS系統(tǒng)RS-48518.3光纖MODBUS

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)RS-4228.5屏蔽雙絞線部頒 polling

廠用電源切換裝備RS-4228.5屏蔽雙絞線MODBUS

機組故障錄波RS-4858.5屏蔽雙絞線MODBUS

自動準(zhǔn)同期裝置RS-4858.5屏蔽雙絞線MODBUS

通常情況下，發(fā)電廠自動裝置以及電氣保護(hù)裝置會采用不同廠家設(shè)備當(dāng)前缺乏統(tǒng)一的自動化技術(shù)規(guī)約和標(biāo)準(zhǔn)，信息交換需要通過規(guī)約轉(zhuǎn)化器實現(xiàn)。

DCS系統(tǒng)技術(shù)改造的目的主要是提高DCS系統(tǒng)的可靠性、從發(fā)電廠熱工技術(shù)源頭降低DCS系統(tǒng)故障產(chǎn)生頻率，可在提高安全控制器水平、系統(tǒng)兼容性方面進(jìn)行技術(shù)改造。《發(fā)電廠熱工自動化安全技術(shù)指南》將要求更加細(xì)化如實現(xiàn)DCS后臺監(jiān)測設(shè)備的合理配置，將DCS故障的影響降低到最小程度。

要的技術(shù)改造措施包括：

（1）DCS控制系統(tǒng)在操作過程要的邏輯問題集中在ETS邏輯、磨煤機以及給水泵跳閘邏輯、MFT邏輯等相關(guān)設(shè)備上，一旦產(chǎn)生邏輯問題導(dǎo)致發(fā)電廠設(shè)備跳閘，將會對其他設(shè)備運行造成較大影響，必須注意及時調(diào)試。

（2）發(fā)電廠熱工自動化技術(shù)改造的關(guān)鍵在于自動化設(shè)備的質(zhì)量。須在堅持質(zhì)量可靠的前提下進(jìn)行配件以及設(shè)備的選型、購買通過公平、公正、公開的方式進(jìn)行招標(biāo)并選擇成熟可靠的供應(yīng)商，在進(jìn)行招標(biāo)前須制定技術(shù)規(guī)范書。電廠必須對DCS軟、硬件質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。

三、結(jié)束語

從自動化技術(shù)運行狀況以及指標(biāo)測試結(jié)果來分析發(fā)電廠熱工機組經(jīng)過DCS技術(shù)改造后整個系統(tǒng)的功能指標(biāo)均能實現(xiàn)預(yù)計的設(shè)計要求，符合電力行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。人機界面的畫面監(jiān)控、互動能力得到提高：自動化設(shè)備的安全聯(lián)鎖動作有效避免了操作人員的失誤性操作；順序控制系統(tǒng)按照時間以及固定順序完成熱力系統(tǒng)的自動動作，提高了工作效率；熱工自動率達(dá)到95%，機組運行的重要熱力參數(shù)能夠保持在穩(wěn)定數(shù)值內(nèi)，整個系統(tǒng)的品質(zhì)優(yōu)于原有系統(tǒng)。