熱控自動化中直接空冷技術的應用及控制

山西漳電同華發電有限公司 張永旺

自動化儀表系統和現代化控制技術的快速發展，促使自動化控制技術在熱電廠當中的應用得到明顯發展，熱控自動化屬于熱電廠生產與管理工作中非常重要的環節，對于整個生產過程的經濟效益、效率與安全性等多方面存在非常直接且重要的影響。直接空冷技術的發展屬于熱控自動化技術的全新方向，同時也是技術層面上持續創新的關鍵。

電力資源屬于日常生活所必須的資源，為更好滿足社會的持續性發展，電力企業必然會面臨更大的挑戰與困境，并呈現出多系統機組的運行需求，此時需不斷的擴大機組容量，這也間接的提高了對于熱控自動化系統的運行要求[1]。在具體運行期間，不僅需注重生產效率的提升，還需注重低碳環保的實現，基于節能降低這一基礎原則，合理的應用熱控自動化技術，可實現對傳統管理模式的優化，可借助編程語言的方式實現對系統的合理控制，從而達到提升電廠生產效率以及自動化生產水平的提升，按照電廠內部溫度變化的合理控制，可有效的降低資源浪費，在提升生產效率的同時也可更好的提高系統穩定性。

1 熱控自動化中直接空冷技術的應用及控制

1.1 熱控機組

DCS主要是將FSSS、ECS、ETS等系統融合到一起從而實現一體化的控制，借助熱控制自動化技術可實現對電廠用電快切系統、直流系統、柴油發電機組、發變組、保安電源、高壓啟與備變電源系統、勵磁系統等實現有效的控制，應用DCS還可實現分散控制，可更加完善、便捷的應用電氣防誤操作的功能，從而顯著提升電氣系統的綜合控制能力[2]。DEH和自動同期系統之間可有效的配合并促使機組間達到同期性的并網運行，故障錄波、AVR等繼電保護裝置均可應用RS232接口實現和DCS的通訊功控制，同時還可實現對集控室的監控操作，輔汽聯箱、采暖加熱器、閉式冷卻水加聯氨以及給水加氨等機爐公共系統的控制結構相對比較簡單，其主要是以順控系統、簡單回路為主，其可借助單獨性的控制點實現對兩臺機組的有效控制。

DCS控制系統本身的冗余結構以及豐富的邏輯功能還可促使ETS、FSSS等系統可應用于進行控制，其控制操作的周期可達到20ms左右，這樣的操作方式可確保整個系統的運行效率、安全。除上述的軟件控制方式外，其還保留了傳統的柴油機啟停、緊急停機以及DCS系統失電指示燈等方面的控制支持。

1.2 直接空冷系統

直接空冷系統主要是借助變頻軸流冷風機冷卻回收汽輪機的兩個低壓缸排除掉熱氣，其主要涉及到驅動級、ACC設計功能組級、子功能組級三個控制結構構成，ACC的技術應用主要是和主控系統相同，系統主要配備了端子柜、BRC以及HCU，變頻風機與疏水泵、真空泵均屬于驅動級，在應用中均可基于具體標準實現對結構的控制，其畫面控制端涉及到了故障清除、試驗確認、禁止操作、可操作性、就地操作以及遠方操作等多種控制功能，這些功能的實現均可對信息進行反饋以及指令進行操作[2]。

真空泵是在操作模式、真空泵全部停止時使用，主要是以打開入口蝶閥。泵內可以分離水箱液位、液體流量以及工作液體的溫度等進行閾值判斷從而達到聯停保護動作。為更好滿足空冷機組對于冬季防凍、被壓調節等方面的要求，在備用的真空泵中采用了備用泵用于停止以及聯鎖啟動等功能。

備用真空泵的聯鎖啟動條件主要涉及：按照排氣壓力實現對排氣溫度及真空排氣溫度的計算及判斷，其差值超過15℃且延時時間達到10min的情況下則可運行啟動備用真空泵；因為旁路及汽機運行導致凝汽器的壓力顯著提升時可運行啟動備用真空泵；在機組啟動過程中，假設經壓力修正后的綜合閥位主汽門的開度以及旁路超過了25%，此時2臺泵用泵會以聯鎖方式啟動，其主要是為規避背壓尖峰的形成；在任何一個汽機排出的凝結水溫度不足15℃或是周邊環境小于3℃時，如延時達到了30分鐘，此時會提升排氣壓力并可運行啟動備用真空泵。

備用真空泵的停止運行條件：如真空抽氣溫度與排氣溫度間的差距未達到6℃，且延長時間超過5分鐘之后，此時便會導致備用真空泵停止運行[3]；如最低凝結水溫和排氣溫度間的差異未達到6℃或是周邊環境溫度達到了5℃，同時延長時間達到了5分鐘后便會引發備用真空泵停止運行；機組在成功啟動后如果主汽門的開度和旁路已達到25%，且兩臺備用真空泵的運行時間已達到10分鐘則會引發備用真空泵的停止運行。

1.3 系統控制相關問題

在兩臺機組均投入運行后，不同類型控制指標均保持著良好的運行，其能夠達到100%的自動化投入，DAS測定的結果準確度可達到100%，相對應的保護動作也可達到100%，對于在系統調試以及運行階段問題的發現可以進行說明：

直接空冷機在運行過程中，DEH、BPC及ACC間可保持密切的關聯性，特別是在高壓以及中壓缸同時啟動的同時，汽機廠普遍要求汽機在沖轉和帶載運行過程中沖壓壓力可維持高旁注汽壓力，熱再壓力可從低旁實現有效的維持，此時汽機升降功能可通過DEH實現有效的調節，機組可維持在一個熱態沖轉，因為主機的壓力促進主汽門的頻處在相對開度波動范圍內，此時位于主汽門形成裝置會發出“已關閉”的信號，這樣可在接受到一次“關閉”信號之后BPC邏輯會將高壓旁路調節門進行開啟，并促使注氣流量隨之下降，同時還會有效提升再熱汽流量，此時便很難實現對機組轉速的控制。

ACC和BPC關系協調的好壞會直接影響機組啟動后的情況，其可合理的控制背壓的水平，在排氣壓力達到40kPa時系統可達到禁止旁路運行裝填，在排氣壓力位于15kPa到40kPa之間時，系統本身運行旁路運行，但其負荷壓力不能超過10%，在排氣壓力小于15kPa期間，系統運行旁路運行的負荷壓力超過10%時，如在冬季運行需對空冷系統實行防凍處理，此時便需應用高聯合啟動方式，在旁路系統運行期間，可在低壓投入后進入到高壓旁路運行，在機組啟動期間，需先對冷凝器的工作結果進行檢查，確保其處于真空狀態，之后再將背壓維持在40kPa左右，如無法實現有效的控制，則會導致低壓旁路的保護開關關閉，從而影響機組的啟動定速以及空冷系統的防凍功能[4]。

因為空冷機組在運行期間背壓的變化區間相對較大，此時背壓也較高，在背壓無法滿足機組運行功率要求的情況下，需借助減少功率以及提升功率的方式確保運行效果，從而保障機組可安全穩定運行，這項操作可借助DEH的操作面板實現操作控制，在背壓允許的期間內可借助調節變頻風機的方式實現對機組背壓的調節處理，在機組正式啟動后，機組可在投入旁路的同時設置背壓壓力值，將其設置為40kPa，在機組進行負荷運行的要求后，可借助蒸汽汽量的折算方式明確具體的背壓值。

綜上，熱控自動化對于生產過程的質量與效率影響顯著，直接空冷技術在熱控自動化中應用可促使管理工作者借助MIS報表、SIS報表實現對重點數據的獲取，并為相關管理工作提供可靠的支持。今后應用熱控自動化期間仍需不斷的改進與優化，針對性提升數據獲取可靠性及上報效率，針對性改進與完善系統，從而更好發揮管理及經濟下移，為熱控自動化的發展提供支持。