火電廠中的單元機組集控運行分析

張偉春

摘 要：隨著我國科技創新能力不斷增強，整體工業實力得到較大提升，用電需求在不斷增加的同時，發電能力也在不斷的提升，高參數和大容量的火電機組正成為目前火電廠主要使用的發電機組。而隨著電力行業的改革進程在不斷加深，廠網分家以及競價上網等政策在不斷落實，因此對于火電廠中的單元機組控制方式就顯得非常關鍵。針對這種情況，本文對火電廠中機組集中控制的運行模式進行了介紹，并分析了火電廠采用集中控制運行方式的意義以及使用集中控制的好處，對提高火電廠發展質量，建設現代化的火電廠有一定幫助。

關鍵詞：火電廠;單元機組;集控運行

1單獨控制與集中控制對比

集中控制不同于單獨控制，單獨控制的對象主要是使用中、小容量的老式發電廠。在火電廠中，鍋爐、汽輪機以及發電機是關鍵的設備，各個設備都擁有單獨的控制室，個控制室一般都是借助聯絡電話以及聯絡信號進行聯系，部分發電廠盡管將控制室集在一起，不過各個設備在控制上還是相對獨立的，這種較為笨重的控制方式適應的是傳統的老式發電廠。

老式發電廠的熱機部分使用的是母管制，多臺并列的鍋爐將產生的蒸汽送到蒸汽母管中，與此對應的汽輪機再從母管中獲取蒸汽進行使用，不存在相關對應的關系。假如某臺設備發生故障，只要不影響母管，通常都不會對其他設備的正常運行產生影響。因此使用單獨控制能夠保證機組的運行安全，并且機組運行的經濟性更好。但隨著機組的容量越來越大，設備的結構變得越來越復雜，尤其是再熱機組的出現，使得控制形式出現了改變。

再熱機組中的鍋爐過熱器和再熱蒸汽流量需要形成一定的比例，所以對于再熱機組通常都是一臺鍋爐搭配一臺汽輪機，采用單元制的模式，并且部分機組的電氣主接線也是使用單元制。從而導致了單元機組中各個設備的縱向聯系擴大，形成了相對獨立的整體，比如在進行啟停時，鍋爐、汽輪機、發電機的操作是交替進行的。假如采取單獨控制的模式，不同控制室之間只能夠借助信號進行聯系，難以及時準確的掌握設備實際運行情況，從而會導致設備在操作上存在一定的盲目性，各個設備之間不能夠協調的進行配合工作，因此對于大容量的火電機組，在對運行方式進行設計時應當將鍋爐、汽輪機和發電機當作一個整體，通過對這個整體進行監視控制，即所謂的集中控制。通過采用集中控制的模式，能夠使鍋爐、汽輪機以及發電機之間的配合更加協調，能夠便于設備的統一運行管理，確保整個機組能夠更加安全的運行。

2火電廠應用集中控制的意義

曾經有人單純的認為集中控制就是將相關的主要設備和輔助設備集中到一個控制控制中心進行監控，但這沒有將集中控制的全部內容進行涵蓋。因為發電機組的容量增加并采用集中控制的方式，從而使得整個機組的信息量以及操作量也急劇上升。如果發電機組的容量從50MW擴大到500MW時，信息量會相應的增加十倍，而操作量則會增加六倍。一個500MW的單租機組，從啟動算起，到帶負荷運行，整個過程中操作人員需要執行900多個動作，包括400多個操作動作以及500多個監視動作。在部分時間段，需要操作人員在五分鐘內完成40多個動作。而操作人員只依靠自身很難完全的完成機組的控制與監視，如果出現緊急情況也不能夠及時有效的進行處理，因此就需要利用自動化技術，對整個機組運行過程中的參數監視工作以及部分操作動作借由自動化的方式去執行，從而為整個機組實現集中控制。

目前較為先進的大型機組一般應用的都是分散控制系統，能夠對相關數據參數進行自動收集，并且可以進行設備的自動調節以及順序控制，對生產信息進行自動處理，從而管理人員在進行決策時能夠有數據信息進行支持。火電廠在進行過程中，其每個環節之間的銜接都是非常緊密的，對于應用單獨控制的單元機組，因為各機組間相對獨立，縱向連接比較緊密，因此任何一個環節中的設備出現故障對整個機組的正常運行都會產生影響。而應用集中控制則不會出現這種情況，但對操作人員要求更高，他們必須掌握所以主要設備以及相關輔助設備的工作原理以及設備特點，并熟悉水氣、電氣以及控制等系統，同時還要擁有豐富的行業經驗，從而確保整個機組更加安全高效的運行。

單元機組的容量相對較大，并且結構較為復雜，如果出現事故對設備的破壞性也較大，從而增加了設備維修的難度以及維修的時間，給企業帶來巨大的經濟損失。因此必須確保機組的安全運行，整個單元機組的啟動是機組運行過程中最為關鍵的環節，同時也是設備條件最差的工況。在這個階段機組中的全部設備都需要從靜止轉到運行，燃燒以及水汽部分的金屬需要由冷變熱，整個階段操作過程比較復雜，一旦操作不當就會釀成事故。部分操作盡管沒有給設備造成事故，但卻給機組的安全運行埋下了隱患，使得整個設備的使用壽命下降，因此必須重視這個階段的設備操作。

3火電廠應用集中控制的經濟價值優勢

經過實踐發現，整個機組的運行狀態對經濟性會產生比較明顯的影響，因為大容量機組在進行集中控制時采用的都是單元制，所以設備在啟動和停止時都會產生較大的水汽損失以及熱損失，對此需要對啟停方式進行合理的設計。通過對鍋爐的運行科學合理的調整，能夠提升鍋爐效率;確保回熱加熱器正常工作和機組真空系統的密封性、減少電廠的用電率等都能夠使機組獲得較高的經濟性。

此外，調峰電廠中調峰機組的負荷能否合理分配對電廠運行的經濟性也有較大的影響。隨著我國的經濟發展模式轉變以及人們生活方式的改變，電網的電力負荷結構也相應的有所改變，電網的峰谷差在不斷擴大，部分地區的峰谷差能夠達到50%，原有的中小機組已經不能夠滿足調峰要求，因此就需要應用大容量機組。而隨著調峰負荷的擴大，大機組在進行調峰時，其運行方式從原來的低負荷運行編程周末停機或者兩班倒運的方式運行。不過大容量機組在調峰運行時需要頻繁的進行啟停或者對運行負荷經常調整，導致整個機組的運行狀態不夠穩定，當設備出現故障或者誤操作時極易導致出現事故。并且因為負荷的變化比較頻繁，機組中的高溫金屬件要承受較為劇烈的溫度變化以及交變熱應力，使得金屬容易產生低周期疲勞損耗，大大降低了整個機組的使用壽命，因此必須重視機組壽命管理工作。而通過采用單元機組集中控制的運行模式，則可以保證大容量在進行調峰時的安全性，并且具有較高的經濟性，對提高整個電廠的運行效率以及運行質量有明顯的幫助。

4結語

隨著我國的工業發展規模不斷擴大以及社會經濟的活力不斷被激活，對電力的需要會越來越大，從而使得火電廠中使用的機組容量也會增加。為了能夠滿足機組控制的要求，必須應用先進的控制方式，而單元機組的集控運行模式憑借其明顯的優勢，在火電廠中的應用范圍勢必會越來越廣泛。

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