火力發電廠發電機的集控運行分析

上海吳涇第二發電有限責任公司 伍 鶴

1 集控運行技術分析

在我國以前的火力發電廠運行管理技術中，傳統的運行管理模式已不符合當前發展觀念，資源的利用率較低，其中也存在大量浪費，電力供應的質量也難以得到保證。集控運行技術的應用實現了火力發電廠管理的集約化、智能化、精細化管理，不但提高了運行效率，而且有效地降低了運行設備故障發生率。

1.1 獨立管理分散系統分析

發電機組的集中控制系統也稱為分散式控制系統（DCS），在該控制系統中主要是通過自動化技術為基礎，將一些比較繁瑣和復雜的控制工作進行簡化，進而形成一種全新的自動控制結構，和傳統控制模式相比具有較強的先進性和合理性。將該系統處理器作為核心控制點可對整個火電廠發電工況中的整個流程動態進行控制和監測，使整個發電效率提升[1]。

該管理系統在目前的集控運行管理系統中應用十分廣泛，可實現對每一個設備的點對點管理，同時能確保機組中某臺設備出現問題而不會影響到其他設備，獨立性較強，有效地提升了整體機組運行的安全性。在系統設計中，所有的計算機終端都是相互獨立的，可獨立地分析與處理數據信息，從而使整個數據運行處于有序控制下，當系統中出現故障，可通過總控制準確地定位到故障發生位置，及時對故障點進行隔離維修，避免了對整個系統的排查，顯著地提升了運維效率[2]。

1.2 階梯式管控系統

火力發電廠發電機的集控運行采用的是分散化的管理，按照總體的管控目標又可將不同階梯劃分為各種小的管控目標，依照這種階梯級別對各個分支進行管理，同時也可實現對不同的控制對象進行針對性的管控。

1.3 綜合控制系統

其是將計算機控制系統與其他類型的系統結合起來使用，從而保證數據的傳輸更加準確與高效，與前兩種控制系統相比，綜合控制系統是分散控制系統的改進版本，在該系統控制中可對發電機組的各個部位進行精準地控制，對其中出現的故障情況能更加有效地處理。在傳統的火力發電廠發電機的控制系統中，大多數都是采用的單一管理的模式，在這種模式的管理下很容易導致發電機組之間數據交流緩慢，甚至導致系統更新較慢，而且單一管理模式將控制系統中的各個部分孤立起來，那么發電機組在運行過程中的數據搜集則對于整體控制系統質量的提升意義不大[3]。在當前的技術背景下，應用綜合性的集控管理技術可根據需要進行更新，有效地避免信息孤島的出現，同時也可實現對電流值等數值進行精確化的計算。

2 集控運行系統的管理分析

2.1 熱機保護系統的管理

在整個集控運行管理系統中，各種保護系統是非常重要的一個部分，該部分的平穩運行一方面可確保發電機組能安全穩定的運轉，保證生產效率，一方面又給予工作人員勞動保護方面的作用，保證工作人員在工作中處于安全的環境中。在具體運行過程中，如果火電廠的發電機組在運行中出現嚴重異常情況，那么相關保護系統就應立即識別到異常，迅速地做出反應，在最短時間內停設備或停機停爐，避免發電機組發生較大的損壞。在熱機保護系統，需根據發電廠的實際生產需求及安全生產的要求對熱機保護系統進行權限設置與參數設置，在設置完畢之后，任何人不可隨意變更熱機保護系統的相關參數，更不能為了生產過程中的方便而隨意關閉熱機保護系統，避免產生較大的安全事故。

需注意的是，如發電機組在運行過程中出現緊急情況，是可對熱機保護系統的參數數據進行修改的，需嚴格按照變更管理條例及相關程序中的規定進行，很多電廠是需負責生產的總工同意后方可修改，待發電機組的緊急問題解決完畢后，熱機保護系統的參數要恢復變更前的數據，以此來保證系統能對發電機組起到持續的保護作用。

2.2 集控運行系統的管理

在集控運行系統中微處理器是核心部件，微處理器的應用可對大量數據進行存儲與管理，同時可進行實時性的數據傳輸，其穩定性和安全性都較良好。在目前的火力發電廠機組設備構成情況看，各種設施的構成越來越復雜，其控制策略也更加復雜，所以集控運行系統的流暢、高效化運行就必須借助軟件的組態來對系統中的各個部件進行管理與協調。

在火力發電廠實際運行操作過程中，集控運行系統的應用已更加廣泛，大多數運行操作人員對該系統的操作較熟練，但對其軟件構成、硬件構成、后期的維護管理工作卻明顯經驗不足。尤其是隨著計算機信息技術的不斷發展，軟件更新換代速度非常快，而工作人員對軟件管理的重視程度不夠，在實際運行中嚴禁隨意更改參數，避免造成集控運行系統出現問題，進而造成發電機組的運行時帶來較大的損失。所以在操作系統的過程中要意識到軟件管理的重要性，同時也要養成數據備份及軟件操作數據資料存檔的良好習慣，以保證集控運行系統能正常運行。

此外需注意，集控系統的運行需良好外部環境進行保證，從目前實踐看，集控系統環境包含有控制室、電子室環境及計算機控制系統接地等，這些設備的好壞直接關系到集控運行系統運行的效率高低。如，當UPS 電源和空調系統在沒有完全調試完畢后，集控系統機柜就已開始了安裝與調試、電纜孔洞沒有及時地封堵、電子室遭受各種無關人員的隨意出入等因素，均可能會對集控系統的運行產生不良影響，所以在具體應用過程中，應對集控系統中各個組成部分都投之以足夠的重視，協調各部分間的工作，加強集控系統的全方位管理。同時，發電機組的啟停過程是一個不穩定、錯綜復雜的過程，運行人員將在各種不同的狀態下對蒸汽溫度和溫度率及蒸汽壓力的升降率進行良好、有效地控制。

從目前的應用看，機組啟停一般都要正常停機或采用滑壓方式停機的方式進行，在正常停爐前需對鍋爐進行全面的吹灰，在停爐的過程中要盡量使用減弱燃燒的方式來對溫度進行柔性控制，不建議使用大量減溫水量的方式進行控制，如在滑停過程中溫度下降速度較慢，還可適當減少煤量，同時配合燃燒器擺角的高低、鍋爐的風量、減溫水的流量的大小，但在這個過程中須保證蒸汽有50℃以上的過熱度，防止出現蒸汽中帶水，對整個機組產生水擊、損壞汽輪機葉片的嚴重后果。此外也可利用開大上層二次風擋板、關小下層二次風擋板的方式來降其汽溫，需注意的是，過熱器一級、二級減溫器后的溫度應高于過熱氣壓下的飽和溫度，這樣可有效防止過熱器中積水而對管道造成不良影響。

2.3 總控系統的管理

集控運行的總控系統通常由電纜執行模塊、測量設備、盤臺設備、變送器開關、控制系統的軟件部分、控制系統的硬件部分共同構成，無論哪個模塊出現嚴重問題就會導致整個控制系統受到影響，甚至會引發發電機組的損壞。此外，還需對總控系統中其他組成系統進行分析。對主汽壓力系統的控制來說，該系統無論是在傳統控制體系還是在當前集控控制體系中都有非常成熟的應用經驗，該系統是通過控制進入爐膛中的煤粉量從而實現對主汽壓力的良好控制。過熱汽溫系統的控制原理為：使用超臨界機組對煤水比進行有效調節，然后再結合使用一、二級減溫水來進行輔助性調節，進而實現良好的控制效果，這種調節方式在我國的火力發電廠中有較廣泛應用，技術也非常成熟，一般在火力發電廠發電機的集控運行中是不需在策略方面做出調整的，但在實際應用過程中一些細節問題也是突出存在的。

如在執行機構之后，因設計生產的問題會導致線性不好的問題頻頻發生，對于整個系統產生不良影響。對于再熱汽溫系統的控制來說，對再熱氣溫比的控制相對于一次汽溫控制來說更為復雜，也具有較大的難度，所以大多數火電廠都是通過使用減溫水來進行調節，其最大的優勢是能簡單地進行溫度控制，最大的缺點是一部分給水泵出口的水沒有經過高壓缸的做功，使經濟性明顯降低。對于電廠中的亞臨界機組，如每噴入1%的減溫水發電煤耗就會降低0.4～0.6g 的標煤，因此在目前的控制運行系統中，更多發電廠開始采用其他方式來進行調節再熱汽溫，從目前的實踐情況看，合理煙風擋板調節、擺動燃燒器高低、優化吹灰的使用等方式都是調節再熱汽溫的良好方法。

3 結語

從目前電力行業發展趨勢看，智能化、信息化已成為未來發展主要方向，這個過程離不開集控運行技術的深度應用，以實現對資源的高效利用，起到降本增效效果。整體上，火力發電廠發電機的集控運行優勢非常明顯，所以電力企業應充分地認識到集控運行的強大優勢，將其應用在發電機組的管理過程中，從而提高電力企業經濟效益。