發電廠熱工系統改造探討

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

關鍵詞：發電廠；熱工系統；改造

一、發電廠熱工自動化技術改造

發電廠的設備機組生產時的工況檢測以及自動調整，是確保鍋爐、汽輪發電機組及公共系統發電廠機組的安全運行的重要保障。對于熱工系統的改造，提高機組運行的可靠性。

（一）DCS與DEH系統一體化

進行BEH簡化，從而實現BEH與DCS一體化。（BEH）系統數字電液控制系統可以利用專業的測速模件對自身的電子裝置進行設置，與DCS系統實現通訊，從而減少現場操作人員，同時降低成本投入。

（二）爐膛監控系統（FSSS）

該監控系統是發電廠自動控制系統與火電機組保護系統的組成部分，主要作用在于保護發電廠鍋爐爐膛的穩定安全工作。FSSS系統對煤燃燒器實現程序的控制和管理。該系統主要是對鍋爐爐膛火焰進行監測，實現對油槍和磨煤機組的管理和控制，實現爐開膛穩定、安全。FSSS系統主要分為完善型和簡易型，包括磨煤機組控制、鍋爐保護、分層火焰監測、煤燃燒管理等功能在內的為完善型的FSSS系統。

如何安置FSSS系統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的相關功能與DCS系統有機無縫連接。FSSS的關聯設備，如煤油截止閥、火焰檢測設備等，如果無法滿足自動化技術的要求，也必須進行及時改造。事先要確保DCS系統具有功能拓展的能力。

（三）鍋爐順序控制系統

采用該系統后，系統內不同的動作都設置了安全聯鎖條件，聯鎖條件不滿足，則將閉鎖設備避免出現失誤操作，保護設備正常運轉。部分發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、功能級和驅動級三個級別），可將其忽略，轉而設計有齊全功能的驅動級或功能級的順序控制氣。

部分改造機組為實現自動調節，去除人工干預點，在改造時設計了以負荷變化為依據的中儲式制粉系統或自動切煤/磨煤機組的直吹程序控制系統也取得良好的效果。

（四）DCS應用于電氣控制系統

近期的熱工自動化改造技術研究都利用了廠用電源系統以及變壓器、發電機.將電源控制、發電機解列、并列等電氣系統項目納入控制系統之提升了發電廠鍋爐以及汽輪組的自動控制水平。傳統的控制形式是控制單機組，在控制臺盤上設置開關按鈕以及模擬儀表光字牌直接導致鍋爐、汽輪機與控制室DCS控制系統失去協調性.制約了自動化技術的快速發展氣在電氣控制系統，DCS技術主要用在主廠房的用電系統和發電機系統內。

二、以現場總線為基礎的發電廠自動化系統

（一）構建電氣自動化模式

發電廠電氣系統的自動安全裝置以及繼電保護設備利用現場總線技術以及微機化技術.是發電廠綜合自動功能實現的前提條件。21世紀初，發電廠熱工技術設備供應商推出了以網絡通信為基礎的發電廠電氣自動系統，包括CSPA-2000系統、DCAP-4000系統，在云南宣威電廠、河南伊川電廠的運行中效果良好，當前發電廠超過300MW的發電機機組均采用該技術。典型的系統接入DCS以及組網的模式如圖1所示。

圖1 基于現場總線的發電廠自動化系統

（二）電氣自動化系統完善措施

對于發電廠熱工自動化技術的應用，不同的廠家會利用不同的自動保護裝置及微機保護裝置。某火電電氣自動化系統通信接口如表1所示。

表1 電氣自動化系統通信接口表

設備通信接口通信速率通信介質通信協議

DCS系統RS-48518.3光纖MODBUS

網絡監測系統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

自動準同期裝置RS-4858.5屏蔽雙絞線MODBUS

通常情況下，發電廠自動裝置以及電氣保護裝置會采用不同廠家設備當前缺乏統一的自動化技術規約和標準，信息交換需要通過規約轉化器實現。

DCS系統技術改造的目的主要是提高DCS系統的可靠性、從發電廠熱工技術源頭降低DCS系統故障產生頻率，可在提高安全控制器水平、系統兼容性方面進行技術改造。《發電廠熱工自動化安全技術指南》將要求更加細化如實現DCS后臺監測設備的合理配置，將DCS故障的影響降低到最小程度。

要的技術改造措施包括：

（1）DCS控制系統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邏輯等相關設備上，一旦產生邏輯問題導致發電廠設備跳閘，將會對其他設備運行造成較大影響，必須注意及時調試。

（2）發電廠熱工自動化技術改造的關鍵在于自動化設備的質量。須在堅持質量可靠的前提下進行配件以及設備的選型、購買通過公平、公正、公開的方式進行招標并選擇成熟可靠的供應商，在進行招標前須制定技術規范書。電廠必須對DCS軟、硬件質量進行嚴格把關。

三、結束語

從自動化技術運行狀況以及指標測試結果來分析發電廠熱工機組經過DCS技術改造后整個系統的功能指標均能實現預計的設計要求，符合電力行業規范標準。人機界面的畫面監控、互動能力得到提高：自動化設備的安全聯鎖動作有效避免了操作人員的失誤性操作；順序控制系統按照時間以及固定順序完成熱力系統的自動動作，提高了工作效率；熱工自動率達到95%，機組運行的重要熱力參數能夠保持在穩定數值內，整個系統的品質優于原有系統。