火電廠能源集控運(yùn)行技術(shù)分析

馬軍樂 白海霞

(北方聯(lián)合電力公司達(dá)拉特發(fā)電廠 內(nèi)蒙古鄂爾多斯市 014300)

隨著計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展，很多火電廠已經(jīng)走出傳統(tǒng)技術(shù)的漩渦，將網(wǎng)絡(luò)信息及控制技術(shù)用于火電廠上，集散控制系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)組的運(yùn)作過程的應(yīng)用就是其中一項(xiàng)。

1 火電廠集控運(yùn)行系統(tǒng)的核心技術(shù)

集控運(yùn)行是現(xiàn)代大中型火電廠（600MW）所采用的主要控制方式，通常是由一臺(tái)鍋爐、一臺(tái)汽輪機(jī)和一臺(tái)發(fā)電機(jī)組成，爐、機(jī)、電集實(shí)行集中管理，通過主控制室的集散控制系統(tǒng)DCS進(jìn)行操作的過程。而這種集散控制系統(tǒng)是一種高度集成、管理控制一體的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)過程中進(jìn)行操作、控制和管理是它最核心的技術(shù)，這樣不僅可以有效提高火電廠生產(chǎn)過程的自動(dòng)化，也可以大大減少人員的工作量。此外，像筆者所在的大型火電廠，在連續(xù)作業(yè)的生產(chǎn)線已經(jīng)引進(jìn)新的4C技術(shù)和出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)的人工操作控制技術(shù)，時(shí)刻監(jiān)控作業(yè)過程。在管理技術(shù)方面，主要是為了提高生產(chǎn)實(shí)效，利用4C技術(shù)對(duì)火電廠的整體運(yùn)作過程進(jìn)行管理，包含信息的綜合分析、經(jīng)濟(jì)需求的調(diào)度、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及檢測(cè)、故障存在的位置、機(jī)器的損耗、事故的監(jiān)控及管理層的決策分析等。

2 火電廠集控系統(tǒng)的運(yùn)行條件

在火電廠中，集散控制系統(tǒng)的有效運(yùn)行關(guān)乎整個(gè)生產(chǎn)過程的效率和安全。因此，必須要了解集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行條件，才能夠保證火電廠的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

在集控系統(tǒng)中，運(yùn)行條件主要是指：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接地、儀用氣源、不間斷電源以及電子室的運(yùn)行環(huán)境等，它們直接關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)是否能夠安全運(yùn)行。在一些機(jī)組中，由于工作任務(wù)的壓力往往忽略對(duì)運(yùn)行條件質(zhì)量的考慮。

除此之外，還應(yīng)該考慮不間斷電源的供電方式要符合要求、時(shí)間切換要匹配；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的接地要保持良好、電纜的質(zhì)量要過關(guān)；否則會(huì)有強(qiáng)烈的干擾信號(hào)，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

電子室的環(huán)境也須注意，因?yàn)樵陔娮邮抑?，空調(diào)無法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)濕度功能，在空氣干燥季節(jié)，容易出現(xiàn)靜電現(xiàn)象，在室內(nèi)環(huán)境潮濕的情況下，電路板會(huì)凝結(jié)水珠，電路容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

3 火電廠集控運(yùn)行的注意事項(xiàng)及主要控制模式

3.1 集散控制系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行需要注意事項(xiàng)

3.1.1 有效控制過熱氣溫系統(tǒng)。導(dǎo)致過熱氣溫的相關(guān)因素有：煤水比或者燃水比、給水溫度、火焰中心溫度、過熱空氣系數(shù)等。在發(fā)電機(jī)組中出現(xiàn)氣溫過熱現(xiàn)象，可以通過降低煤與水的比例來實(shí)現(xiàn)粗調(diào)，再采用一二級(jí)減溫水的方式來實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)和微調(diào)。

3.1.2 有效控制主汽壓力系統(tǒng)。主汽壓系統(tǒng)是已經(jīng)極為成熟的控制理論。在系統(tǒng)被協(xié)調(diào)控制時(shí)，采用間接能量平衡系統(tǒng)來協(xié)調(diào)控制，然而主汽壓控制的方式仍然是能量平衡公式理論。通過控制煤粉的攝入量來實(shí)現(xiàn)對(duì)主汽壓力系統(tǒng)的控制。

3.1.3 有效控制二次氣溫系統(tǒng)。二次氣溫系統(tǒng)的控制更為困難和復(fù)雜。在一些小型的火電廠，只是通過減溫水的方式來使溫度降低。因?yàn)椴捎眠@種方式既方便又節(jié)約成本，但是它也存在一些缺陷，由于水泵出口的部分水，沒有經(jīng)過高壓缸，從而導(dǎo)致了大量能源的浪費(fèi)。目前常見的調(diào)節(jié)再熱氣溫的方法有：煙氣循環(huán)方式、熱風(fēng)處理方式、或者擺動(dòng)式燃燒器等。

3.2 集散控制運(yùn)行技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用在火電廠上主要的控制模式

3.2.1 階梯式分層控制模式。階梯式分層控制模式主要將整個(gè)系統(tǒng)分成不同的層次，每層都安置機(jī)器實(shí)行逐層監(jiān)控。

3.2.2 分散控制模式。分散控制模式解決了傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組實(shí)行的集中控制的弊端，對(duì)整個(gè)發(fā)電機(jī)組實(shí)行分散控制的方式，大大的降低了事故集中發(fā)生的可能性，同時(shí)也降低了控制的難度和控制的實(shí)效。此外，采用分散控制模式也降低了人員的壓力，無論從火電廠的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)還是從人力需求方面都是一項(xiàng)進(jìn)步。

3.2.3 綜合控制。綜合控制主要是指借助網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和通訊設(shè)備對(duì)整個(gè)火電廠進(jìn)行監(jiān)控。近些年來，隨著信息通訊和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通訊覆蓋的范圍越來越廣，火電廠的應(yīng)用就是其中之一，這也大大提高了對(duì)電廠的要求，集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)由單一系統(tǒng)控制逐漸更新為新式的多接口控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是利用數(shù)據(jù)庫集合每層或每臺(tái)控制器上的信息，達(dá)到整體、協(xié)調(diào)控制的效果。

4 結(jié)語

隨著科技、通信以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，作為新型控制技術(shù)的集散控制技術(shù)正在火電廠的運(yùn)行中扮演著非常重要的角色，它對(duì)整個(gè)電廠的作業(yè)流程進(jìn)行全面的監(jiān)控和管理，使火電廠實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化，不僅減輕了操作人員的工作時(shí)間和工作量，也確保了火電廠機(jī)組的安全可靠地運(yùn)行。

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