探討火力發電廠熱工自動化設備改造方法

徐亮

[摘? ? 要]現代社會，電能是一種非常重要的能源，同時也是各行各業開展生產經營活動的基礎條件。目前，我國生產電能的方法有很多，如核電、火力發電、風力發電、太陽能發電等，而不論哪種發電方法，都離不開熱工自動化設備的支持。作為發電系統中最重要、最核心的裝置，熱工自動化設備的可靠性及工作效率關系到發電系統的電力生產水平。為此，主要以火力發電廠的熱工自動化設備為例，對其改造方法進行探討，希望通過合理的改造，提升設備質量，有效提升發電機組自動化設備投運率，進而提升火力發電廠的電力生產水平。

[關鍵詞]火力發電廠;熱工自動化設備;改造方法

[中圖分類號]TM621 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]In modern society， electric energy is a very important energy source， and it is also the basic condition for various industries to carry out production and operation activities. At present， there are many ways to produce electric energy in our country， such as nuclear power， thermal power， wind power， solar power， etc. No matter which power generation method， they cannot do without the support of thermal automation equipment. As the most important and core device in the power generation system， the reliability and work efficiency of thermal automation equipment are related to the power production level of the power generation system. For this reason， mainly take the thermal power plant's thermal automation equipment as an example to discuss its transformation methods. It is hoped that through reasonable transformation， the quality of the equipment will be improved， and the commissioning rate of the automation equipment of the generator set will be effectively improved， thereby increasing the power of the thermal power plant. Production level.

[Keywords]thermal power plant; thermal automation equipment; transformation method

隨著我國社會經濟的發展，各行各業對于電力的需求量也在不斷地提升。為了更好地滿足各行業發展的需要。近年來，我國不斷加強電力生產建設，電力市場競爭也越來越激烈。在此背景下，火力發電廠不僅要持續拓展市場，與國內外大型企業建立電力輸送關系，同時還需運用先進的熱工自動化技術對現有的熱工自動化設備進行改造，在盡量降低資源消耗的前提下，有效提升自身的電力生產水平。這也是當前我國火力發電廠進行電力基礎設施建設的重要內容，更是提升我國熱工自動化技術水平，促進我國電力行業發展的有效途徑。

1 火力發電廠熱工自動化設備改造概述

1.1 火力發電廠熱工自動化設備改造的必要性

電力工業的發展，在為各行各業發展帶來便利的同時，也產生了一系列問題，我國相關部門非常重視火力發電廠的污染物排放問題，并針對火力發電廠的廢物、廢氣排放，制訂了一系列標準。而熱工自動化設備改造，是火力發電廠提高燃燒率，減少有害氣體排放，提高生產環保水平的重要途徑。同時，通過熱工自動化設備改造，還可以有效節約能源，節省生產成本，提高火力發電廠的經濟效益。為了更好地發展電力事業，我國采取了火力發電廠與電網分開，各自形成獨立系統的方法。在火力發電廠與電網分開后，為了充分發揮老舊設備的價值，減少資源浪費，需要對原有的熱工自動化設備進行改造，使其滿足電網自動化調度的需求。

此外，隨著電子技術及計算機技術的發展，以計算機系統為核心的自動化裝置在火力發電廠熱工自動化設備中的應用日益廣泛，與常規裝置相比，由計算機系統控制的自動化裝置，其運行的穩定性、精確性、可靠性都更加優越。目前我國熱力發電廠熱工自動化設備中使用的自動化裝置中，存在較多國外引進的小型機或自主開發的計算機系統構成的監視系統，這些系統在性能、功能等方面都無法充分適應現代熱工自動化設備運行的需求。因此，在對主輔機進行改造的同時，也要對相應的自動化系統及裝置進行改造，只有這樣才能達到現代化火力發電廠建設的標準，有效提升發電水平。

1.2 火力發電廠熱工自動化設備改造難點

火力發電廠熱工自動化老機組原有的自動化控制系統無論是設計方法還是運行原理，都與現代化、新型的自動控制系統存在很大差異，新型自動化控制系統與原有機組不匹配。因此，怎樣對老舊機組的發熱設備、活動機構等進行改造，使之能夠與新自動化系統相協調，在新自動化系統的控制下，完成發電工作，并提升發電效率，是改造的難點。一方面，這類機組的使用年限比較長，部分零件已經停產，無法購買新零件進行替換。另一方面，這類機組通常都存在冗余系統，運行效率比較低下，需要通過系統改造、升級，滿足新型自動化控制系統的需要。另外，各類活動構件的接口與新型自動化控制系統不符，需要設計、制備新的接口實現有效對接。這些都增加了改造的難度。

1.3 改造注意事項

在對老舊機組進行改造時，需要重點關注保障改造過程中的安全性，包括電氣安全、設備安全、設備替換安全等等。只有事先做好安全防范工作，才能保障參與改造人員、設備、企業的安全，避免設備運行過程中因為各種安全問題，發生人身意外或給企業帶來損失。此外，還要制訂完善的改造計劃，嚴格控制改造成本、改造工期，在此基礎上進行改造實踐，實現設備的優化升級。

2 火力發電廠熱工自動化設備改造方法

2.1 確立改造內容

在對火力發電廠熱工自動化設備進行改造時，首先要確立改造內容。對熱工自動化設備機組進行改造的目的，是提高機組運行的可靠性、提高機組運行效率。在對機組進行改造的過程中，需要從機組自動化控制系統、原有活動構件、發熱機構三個方面著手，制訂改造計劃。對于自動控制系統，可以在充分研究、討論原有系統運行效率、運行質量的基礎上，結合現代自動控制理念及技術，對其進行改造。在活動構件檢測方面，可以在充分了解構件結構的基礎上，檢查構件的完整性及性能，如查看其是否存在裂紋、斷裂等，以及是否存在無法自主工作的情況，這類構件出現問題后，通常無法進行修補，可以利用新構件進行替換。在處理發熱機構時，首先要了解其自動控制系統運行情況，如發熱功率是否在正常范圍之內等，通過合理的設置、改造，確保自動化系統能夠有效控制運行參數，完成正常發電工作。此外，在改造的過程中，還要有效提高設備自動化程度，有效減輕人工操作的負擔，使其能夠更好地完成自動發電工作。改造的內容包括老舊設備改造、主輔機改造，只有將改造完成的老舊設備與主輔機共同構建成為可靠的自動化裝置系統，才能形成完整流暢的自動化運作體系。

2.2 改造不適用的元件

火力發電廠熱工自動化系統，最基礎的組成部分主要包括三個方面：

（1）測量元件;

（2）傳感器;

（3）執行機構。

在對熱工自動化設備進行改造時，可以結合系統工作的需要，對影響工作效率、耗能高的測量元件、執行系統進行更換、改造、創新應用，選擇性能更好的傳感器，穩定性更強的儀表配件，質量更好的變送器、開關儀表、執行器等，減少設備整體耗能，提高設備運行的穩定性、可靠性及運行效率。如在對火力發電廠熱工自動化系統中最核心的部分——集中控制室進行改造時，除了要對控制盤、臺等重要部件進行改造以外，還要對常規顯示控制儀表等元件進行改造、設置，以此提高集中控制室的整體性能。

2.3 老舊機組拆檢

對于老舊機組，技術人員要根據各類設備配套機組結構圖、說明書等資料，在相關人員的監督下，利用吊裝設備，按照先易后難、由外到內的順序，對其進行拆解。同時，對于可關停區域，在拆解之前要先斷電，確保拆解過程中不接觸電源。對于必須處于供電狀態的設備，需要由專業人員進行全面檢查，在確保安全的情況下，再進行拆除。

2.4 相關構件替換

對于出現問題的構件，技術人員首先要提交構件更換申請。在確認企業已經購買，且新構件已經達到專用倉庫，檢查確認質量符合標準后，才可以進行構件拆卸、替換工作。例如，某直角鋼構件由于在長期運行過程中發生嚴重磨損，出現裂紋，經技術人員檢查，確認其需要替換。在這樣的情況下，火力發電企業要第一時間購買新構件，并與構件供應商協商構件的生產、運輸時間及運輸方式，盡可能在短時間內完成構件的替換工作，確保熱工自動化裝置的正常運行。需要注意的是，技術人員在進行構件替換工作時，需要在構件設計人員及機組生產人員的配合、指導下完成。

2.5 改造機組試運行

機組改造完成后，首先需要進行試運行，在這個過程中技術人員要全面觀察機組運行情況，了解機組運行過程中存在的問題，并對其進行進一步的改造、調試。同時，試運行機組需要具備在短時間內完成對超限功率加載的能力。只有這樣，才能確保機組的正常運行，防止在運行過程中出現超限低功率系統運行的現象。通常情況下，過限加載功率在額定功率的1.25～1.5倍。設備管理人員需要對機組中的發熱構件進行監測，記錄、分析各類活動構件的運行狀態，對于運行不正常、發出警報信息的自動控制系統要進行相應的調整。

2.6 改造機組跟蹤檢測

老舊機組在接受改造后，其設計標準、運行方式與之前有很大的差別。技術人員需要通過長期的監管、檢測，了解其運行情況。在對這類機組進行檢測時內容很廣泛，包括各類管道、活動構件的運行狀態，運行過程中是否有雜音，雜音是否對正常工作造成了干擾等。同時，還要對各類檢測數據進行研究，分析系統運行是否可靠、穩定。如果在檢測過程中發現系統存在運行問題，如某機組汽輪機差脹值過大，需要進一步收集檢測數據，并結合檢測數據，對系統不穩定的原因進行分析，找出問題的原因。如確認是由于改造不合理引起的汽輪機低壓缸隔離板損壞等問題，需要對改造方法進行改進，并對損壞構件進行及時更換，確保系統的正常運行。

2.7 老舊設備改造原則

由于熱工自動化設備價格昂貴，如果全部更換，將會極大增加熱力發電廠的生產成本。因此在設備系統不滿足生產需求時，通常采取改造老舊設備的方式，來提升生產效率，增加電力產量。在實際改造中，技術人員要從長遠考慮，注重前期技術設計，對不能一次性實現的設備改造，可以合理的分步實施，防止因反復改造，破壞設備功能。對老舊設備改造的目的，是增加主機的使用壽命，同時通過對其他后續裝置的改造，使其更好地適應主機運行的需要，形成一個高效率、低耗能的電力生產體系。

3 結束語

隨著人們生活水平的逐步提高，對周圍的環境也提出了更高的要求，再加上我國相關部門環保監管力度的提升，通過改造熱工自動化設備，提升設備全生命周期利用率，消除有害廢氣物排放造成的環境污染，已經成為了每個火電企業生產經營中需要重點關注的內容。火電企業技術人員需要根據企業生產經營需求，對現有的熱工自動化設備進行改造，積極提升熱工自動化設備的運行效率，減少耗能和污染，提高電力產量，提高火電企業的核心競爭力。

參考文獻

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