優化火力發電廠熱控可靠性與經濟性的措施

朱峰峰

摘 要 隨著自動化程度越來越高，熱控制系統的重要性也越來越重要，這保證了熱控設備的可靠性。因此電廠安全和發電的重要性逐漸顯現，需要不斷優化火力發電廠熱控可靠性和經濟性，提高運行的穩定性，從而才能實現經濟效益最大化。本文從火電廠熱控系統可靠性和經濟性進行分析，針對目前火力發電廠存在的問題進行研究，并針對目前火力發電廠熱控故障的幾種類型及存在的問題提出了相應的優化措施，旨在為該行業的發展提供幫助。

關鍵詞 火電廠熱控系統 熱控故障 設備性能

中圖分類號：TM621.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）05-0058-03

近年來，我國火力發電廠規模不斷擴大，單機容量不斷提高，運行參數不斷改進，對熱控系統可靠運行的監控也不斷加強。但是，我們也要特別注意熱控系統故障的風險，因為熱控系統的影響最終會導致巨大的經濟損失。對此，我們應采取積極有效的措施加以改進，從根本上優化火力發電廠熱控制系統的經濟性和可靠性。及時關注影響機組經濟性的可靠性因素和關鍵點、容易出現故障和容易忽視的問題。及時提出優化措施，以提高火力發電廠的本質安全性和經濟可行性。

1 提高火電廠熱控系統可靠性和經濟可行性的必要性

隨著新能源的發展，火力發電不斷引進新技術，不僅僅是為了滿足行業的需求，也是為了確保熱控系統的可靠性和經濟性。例如，引入天然氣等可持續能源技術，天然氣采用最新的聯合循環發電方式，運行協調靈活等特點提高了整體經濟效益。為了改善火力發電廠整體運營效率，降低損失并增加發電廠的發電量。應確定測溫元件的安裝位置，以便測量過熱器和再熱器管壁的溫度。同時熱電測量端子的標準高度必須靠在溫度測量元件的金屬表面上，還要檢查測溫元件的穩定性，保證元件的平穩運行[1]。要求節流閥與管道軸線的誤差符合相關規定，當溫度過熱時，透鏡能自動退出。可見，完善的熱控系統對企業提高發電經濟效益非常重要。

2 火力發電廠存在的主要問題

2.1 火力發電廠熱控裝置性能退化

火力發電廠人員必須清楚熱控系統設計、安裝和調節熱控系統的科學性和可靠性，以及系統維護的質量，因為這些是影響監管力度的基本因素，火電廠的熱控系統故障往往是由于這些原因造成的。從另一個角度看，隨著國內發電廠建設的持續發電和成本的不斷增加，國內火力發電廠面臨著巨大的市場競爭，基礎電力行業的安全風險也在逐漸增大。因此，面對日益激烈的競爭，在火力發電廠正常運行管理的過程中，相關人員也需要提高熱控系統設備的性能和安全性，在保證這兩個因素的情況下，不斷穩定和保障熱控系統的可靠性。

2.2 火力發電廠內部結構不完善

隨著國內火力發電企業的管理逐步向集約化經營模式轉變，火力發電企業的管理結構采用扁平化模式。為了進一步提升火力發電廠的經濟效益，火力發電廠還需要關注發電過程的各個環節，例如熱控系統。但實際上由于火力發電廠內部結構的原因，從整體上看還存在較大問題，因此熱控系統的工作發展不暢。總之，目前火力發電廠的火電控制系統在運行過程中還缺乏完整的控制邏輯，要避免這些問題的發生，就需要對火力發電廠的內部結構進行改進。

火電廠的內部熱控系統是緊密相連的，如果其中一個環節出現故障，就會影響到整個火電廠的正常運行，而火電廠的火電控制系統一般需要上千或數萬個參數，因此給員工的工作帶來了巨大的壓力。熱控元件的緊耦合系統可降低火電廠停運的風險，這個問題必須在后續的技術創新中得到有效改善。[2]

3 火電廠熱控故障的主要類型

3.1 熱控元件故障問題

這里描述的熱控元件故障問題主要是指熱控系統的使用。這些問題從根本上導致發熱，要么是熱控元件本身存在重大質量問題，要么是安裝不符合規范，控制單元出現故障或拒絕移動。機組在正常運行過程中，如果出現故障問題，很容易危及設備的運行質量水平。尤其是與FSSS或ETS等主要保護部件緊密連接時，故障問題會直接導致非常嚴重的輔機跳閘問題。因此，在處理熱控元件故障時，火力發電廠人員必須查明熱控元件故障的原因，以便有針對性地解決問題。

3.2 火電廠熱控系統邏輯設計存在缺陷

在火電廠新機組熱控系統調試初期，由于系統邏輯不夠完善，出現了熱控元件信號表述錯誤的問題，這也是一個設備故障的不間斷原因。國內一些火電廠，在熱控部分投資建設初期，由于系統設計不完善，出現了機組不停機的問題。因此，在火力發電廠建設的初期，需要更加重視，尤其是熱控系統邏輯設計審查的力度，針對審查過程中的漏洞，需要采取針對性措施來解決這些問題。可見，火力發電廠的火電控制系統邏輯設計存在缺陷，屬于較為嚴重的火電控制故障類型。

3.3 DOS系統容易出現故障

很多火力發電廠的DOS系統容易出現故障，主要原因是DOS板卡的不符合，布置密度過高，沒有按照DOS的設計標準進行設計，這樣在運行過程中會出現局部硬件設備溫度過高，或者超負荷運轉的情況，長久的使用會比較容易出現故障。再者檢修人員對DOS系統的重視程度不夠，沒有及時檢修維護也會導致DOS系統容易出現故障。[3]

4 火力發電廠熱控系統管理存在的問題

4.1 火電廠設備性能差，安全性低

火力發電廠的熱控元件復雜多樣，無法讓每個元件都處于最佳狀態，一個元件的故障或質量問題都會影響到整個熱控系統。此外，由于電纜受潮和老化，虛擬連接會短路并降低電纜的導電性。或者不合理的電力系統設計增加了整個電力系統損壞的風險。因此，有必要降低電力系統容量和系統適應性，盡可能防止過載，減少因故障而導致的系統啟動。

4.2 缺乏設備管理意識

現行的熱控系統設備并沒有明確規定管理模式及規定要求，大多數企業采用定期檢查和維護的方法進行設備管理，這樣不利于細致觀察系統的變化，避免風險的產生。企業對市場上不同類型的設備沒有足夠的了解，在購買設備時往往會購買陳舊、不合適的產品。因此，需要對采購的設備進行合理分類，根據設備性能制定檢驗計劃。設備的維護保養必須按工單規定的工作，按照月和季度進行。核對每月、每季度的設備維護工作清單和實際完成的工作時間和日期后，將審核提交給負責人審核后上交給領導審核。同時應根據實際情況，每年、每月或每季度機器檢查的實際情況，進行整體的工作報告。[4]

4.3 完善公司內部結構

企業要根據員工的認知和價值取向，建立各種制度。領導者需要在一定程度上賦予員工權力，并提高員工的自主性和適應性，激勵員工不斷學習。設備預防性維護完成后，現場負責人簽字，便于后期追溯責任。還要驗收現場，通過測試簽字，不符合條件的有權拒絕簽收，達到條件后可以再次簽收。確認后，現場及維修組長必須進行設備維修檢查。[5]

5 優化火力發電廠熱控系統可靠性和經濟性的有效措施

5.1 火力發電廠熱控系統邏輯的實用優化

為了實現火力發電廠火電控制系統的可靠性和經濟可行性，首先必須做好火力發電廠火電控制系統的邏輯優化。在新熱控單元運行維護過程中應注意使用容錯邏輯進行維護工作，將容錯邏輯應用到新熱控單元的邏輯設計工作中。從控制邏輯上看，需要對熱控系統的各個元器件、設備進行更合理的優化。容錯邏輯本身是一個比較科學的設計理念，所以如果能夠有效地控制邏輯的故障，或者進一步擴展控制和減少故障，熱控系統的邏輯顯然會得到更好的改善。其次，火電廠可以組織相關技術人員準確識別熱控系統的鏈式信號采樣點，對其穩定性進行綜合論證，這樣可以有效保證鏈式信號采樣點的可靠性。國內火力發電廠還需要通過對火電控制系統設備的定值、運行邏輯條件、設備硬件的穩定值等進行準確分類分析，可以采用特殊的措施來準確評估穩定性。[6]

5.2 提高接地系統的抗干擾水平和穩定性

如果火力發電廠接地系統的可靠性得到提高，就可以避免接地問題。因此，在實際設計和安裝過程中，火電廠熱控管理人員必須采取適當的抗干擾措施，如強弱電分離、接地與屏蔽、熱控系統的環境和輸入輸出等。必須對設備進行有效控制，并對現場的具體情況進行徹底調查。例如，需要阻斷干擾路徑，可以有效消除干擾源。另外，在接地系統的設計和安裝中需要設置專門的監督團隊。其目的是避免操作人員誤操作對系統穩定性的影響，從而提高熱接地系統的質量水平。所以有關人員必須非常重視火電廠熱控接地系統的可靠性。

5.3 確保火電廠熱控系統設備運行的可靠性

除上述兩項優化措施外，火電廠相關人員還應提高熱控系統運行的可靠性，對儀器運行情況進行詳細調查，不斷總結經驗。火電廠應定期召開各類專業會議和研究座談會。其中，在數據上報過程中發現儀器問題，如儀器運行報告、數據變更報告等，必須采取有針對性的行動來解決現有缺陷。尤其需要注意的是，控制火力發電廠熱控系統儀表運行穩定性的最重要措施是預防措施。這是因為針對儀器問題采取預防措施可以提高火力發電廠的實際效率。同時火力發電廠的日常運行必須能夠發揮非常重要的作用，因為其可以從整體上減少火力發電廠的工作量，減少實際工作量。

6 改進熱控系統以應對風險，提高其可靠性和經濟性

6.1 選用新型的火力發電設備

新型發電機燃氣-蒸汽聯合循環余熱鍋爐，提高了系統的整體效率。大多數熱電聯產設計中經常使用余熱鍋爐。隨著技術的不斷創新，燃氣發動機的初始溫度不斷提高，無補充燃燒的余熱鍋爐聯合循環方法越來越多地被采用。聯合循環凈效率提高了1.49%。可見，新型聯合循環余熱鍋爐在降低物耗的基礎上提高了經濟效益。[7]

燃氣-蒸汽聯合循環蒸汽系統設計為使用超臨界蒸汽參數，首先采用了超臨界余熱鍋爐，整體設計層雙層煙道臥式結構，采用跨越上層煙道和下層煙道布置，自下而上，下層是熱水段，上層是過熱段，中間作為煙道隔板，中間用管徑連接。下層工作介質質量流量大，流動阻力大，下層的工作介質必須高于上管的工作介質，可獲得余熱鍋爐的性能。

6.2 熱控組件故障排除

熱控元件故障會導致信號失真，影響設備整體運行質量，主要原因是熱控元件安裝不當或質量不足。尤其是FSSS、ETS等保護主機的部件需要特別注意，有必要時必須更換，因為一旦發生故障，輔助設備會跳閘，影響整個發電機組的安全。要及時淘汰舊部件，保證部件的工作環境干凈整潔，避免其他影響部件壽命的環境因素。

6.3 提高熱控系統裝置的可靠運行

首先，火力發電廠必須指定專門人員定期檢查，詳細了解廠家的零件損壞、維修進度、設備更換、售后服務等。運用大數據分析方法，合理配置重點檢查項目。通過加強對事故和危害的反應能力，確保設備的可靠運行。

6.4 熱控系統的儀器運行穩定性

為提高熱控系統中電器的運行可靠性，要在設計和安裝過程中采取隔離、接地、強弱電屏蔽等適當的抗干擾措施，來處理抗干擾維護困難情況。需要調查現場的具體情況，例如控制熱控系統和輸入輸出設備的環境，隔離干擾路徑，同時消除干擾源。

6.5 熱控系統邏輯優化

優化熱控系統的邏輯主要有以下方面：改進熱控制系統的邏輯;通過縮小范圍來使用基本的故障診斷功能;優化熱控保護邏輯，提升系統穩定性。這需要對熱控制系統的延遲和變化率保護進行科學設計。為了實現對壞值信號抑制功能的改進，可以通過縮小范圍來使用基本的故障診斷功能。電廠工作人員必須對設備合格率、設備損壞、設備更換、故障原因等設備統計臺賬進行客觀分析和統計。[8]

7 結語

熱控系統是整個火電廠的核心技術，保證其穩定運行，降低成本是一項比較復雜的系統工程，需要有豐富的工作經驗，不斷優化研究火力發電廠熱電控制系統的可靠性和經濟性。因為這樣可以保證火力發電廠的工作質量，達到國家標準。本文主要分析了火力發電廠的主要問題，其次分析了火電廠熱控失效的問題，最后詳細列出了有效的優化方法。隨著火力發電廠管理意識的增強，加強對熱控系統的定期維修和檢查，及時發現問題，確保系統保持良好的運行狀態，這樣才能保證系統的可靠性和經濟性，從而提高火力發電廠的經濟效益，為社會發展提供優質的電力資源。

參考文獻：

[1] 符里建.優化火力發電廠熱控可靠性與經濟性的措施[J].科技資訊，2014，12（06）：161.

[2] 王博越.火電廠熱控電器采樣管道電熱優化改造[J].科技創新，2019（31）：188-189.

[3] 齊新波.探索火電廠常見的熱控保護技術[J].化學品管理，2018（35）：213-214.

[4] 唐彥.火電廠熱控可靠性與經濟優化措施[J].通信世界，2014（23）：129-130.

[5] 張瑞春，盧波.談火電廠熱控保護技術的一般性[J].科技風，2012（01）：99-100.

[6] 王彥馳，蘇猛.淺議火力發電廠熱控可靠性與經濟性的優化措施[J].名城繪，2018（11）：1.

[7] 朱砂.電廠熱控保護系統可靠性分析[J].中國化工貿易，2018，10（25）：253-254.

[8] 楊永飛.電廠熱控系統可靠性的提高與技術要點研究[J].建筑工程技術與設計，2018（11）：2888.