電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制應(yīng)用研究

周燕輝

（京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古赤峰 024000）

電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制應(yīng)用研究

周燕輝

（京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古赤峰 024000）

如何完善生產(chǎn)系統(tǒng)，提升生產(chǎn)效率和安全性能成為了電廠日常工作的首要目標(biāo)。而通過良好的集控運(yùn)行和機(jī)組協(xié)調(diào)，可以有效實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?；诖耍瑢?duì)電廠集控運(yùn)行和機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分析，并探究其在生產(chǎn)中的具體運(yùn)用，進(jìn)一步促進(jìn)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

電廠；集控運(yùn)行；機(jī)組協(xié)調(diào)

集控運(yùn)行指的是機(jī)、爐、電的統(tǒng)一管理和集中控制，而機(jī)組協(xié)調(diào)指的是在群控系統(tǒng)控制下的設(shè)備間臺(tái)數(shù)的增減等。經(jīng)過國(guó)內(nèi)外的研究和理論發(fā)展，現(xiàn)階段的電廠已經(jīng)出現(xiàn)了各種控制與協(xié)調(diào)的方案。而這項(xiàng)工作的穩(wěn)定運(yùn)行可以促進(jìn)電廠的電氣自動(dòng)化，促進(jìn)技術(shù)朝著智能化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。筆者也根據(jù)自身的工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合電廠的生產(chǎn)模式，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入探究。

1 電廠集控運(yùn)行系統(tǒng)

集控運(yùn)行系統(tǒng)可以理解為是電廠的大腦，也就是符合監(jiān)控和指揮的場(chǎng)所，對(duì)于機(jī)組的日常運(yùn)行、車間的正常生產(chǎn)等情況進(jìn)行檢測(cè)并收集數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析，并作為重要的數(shù)據(jù)資料。集控運(yùn)行是針對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)而工作的，目的在于促進(jìn)生產(chǎn)和提升生產(chǎn)效率。作為電廠電氣自動(dòng)化的保障，集控運(yùn)行所檢測(cè)出的數(shù)據(jù)能夠有效地配置電廠的總系統(tǒng)，減少生產(chǎn)時(shí)可能發(fā)生的各種問題，降低故障發(fā)生的可能性。另外，這些重要的數(shù)據(jù)也能為今后的生產(chǎn)和研究工作提供關(guān)鍵的理論基礎(chǔ)。

2 電廠集控運(yùn)行存在問題

2.1 主汽壓力系統(tǒng)

隨著技術(shù)水平的不斷提升，直接能力平衡公式也日益成熟，被廣泛運(yùn)用于主汽壓力系統(tǒng)中，且發(fā)揮著重要的作用。但是，間接能量平衡系統(tǒng)的缺陷仍然非常明顯，就是在協(xié)調(diào)退位時(shí)，仍然采用能量平衡公式的知識(shí)理論，這與實(shí)際生產(chǎn)中的情況是相違背的。

2.2 過熱氣溫系統(tǒng)

過熱氣溫調(diào)節(jié)主要針對(duì)的是煤和水的比例調(diào)節(jié)。而影響機(jī)組過熱氣溫的因素有很多，包括給水溫度、燃水比例、空氣系數(shù)、受熱面等多個(gè)方面。而過熱氣溫系統(tǒng)雖然有著理論基礎(chǔ)作為支撐，但是在很多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上仍然有很多缺陷，因而生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量無法得到充分保障，過熱氣溫系統(tǒng)的質(zhì)量控制方面也受到了一定的阻礙。

2.3 再熱氣溫系統(tǒng)

再熱氣溫系統(tǒng)相比于單次氣溫控制，無論是在環(huán)節(jié)上還是難度上都要更加繁瑣。而很多電廠為了節(jié)省成本和簡(jiǎn)化工序，僅僅通過溫水來進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)。但是，這種做法的效果并沒有達(dá)到預(yù)期，相反在一定程度上提升了電廠的成本，增加了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。所以，電廠可以嘗試考慮煤氣循環(huán)等方式來完善再熱氣溫系統(tǒng)。

3 集控運(yùn)行與協(xié)調(diào)控制的改進(jìn)方式

3.1 參數(shù)控制

系統(tǒng)的負(fù)荷一旦出現(xiàn)變化時(shí)，會(huì)使得負(fù)荷調(diào)節(jié)器的作用受到一定程度的影響。如果此時(shí)系統(tǒng)能夠恢復(fù)穩(wěn)定，則目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷差異會(huì)有所降低，前饋信號(hào)的動(dòng)態(tài)過程便會(huì)結(jié)束。而根據(jù)這一特點(diǎn)，可以采用控制調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法來降低達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷的要求。而在實(shí)際生產(chǎn)中，目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷中的差異也可以利用調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)調(diào)整來實(shí)現(xiàn)相對(duì)平衡。

3.2 調(diào)節(jié)水功能

3.2.1 調(diào)節(jié)水溫度。中間點(diǎn)溫度需要被合理設(shè)定，因而可以通過分離器，通過手動(dòng)偏置的方式來控制飽和蒸汽的溫度。

3.2.2 調(diào)節(jié)給水量。日常生產(chǎn)活動(dòng)中，如果采用手動(dòng)的方式進(jìn)行給水操作，主調(diào)節(jié)器的輸出量和給定值都會(huì)產(chǎn)生變化。如果采用自動(dòng)給水方式，則可以通過中間溫度PID來控制給水量。而在正常情況下，生產(chǎn)過程中燃料的消耗與給水量的比例是相對(duì)平衡的，只有當(dāng)燃料產(chǎn)生變化時(shí)，給水量才會(huì)因?yàn)槊核鹊淖兓黾印?/p>

4 電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制的措施

4.1 硬件配置

4.1.1 網(wǎng)絡(luò)模塊。網(wǎng)絡(luò)模塊包含現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)、檢測(cè)、系統(tǒng)分析等幾個(gè)方面?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)解的作用是負(fù)責(zé)接收變送器傳輸?shù)男盘?hào)，并將這些信號(hào)按照事先系統(tǒng)設(shè)定好的運(yùn)算方式進(jìn)行計(jì)算，從而將這些計(jì)算結(jié)果傳送給現(xiàn)場(chǎng)的分析設(shè)備。而檢測(cè)模塊是系統(tǒng)的處理設(shè)備，信息的傳輸和接受的主要方式［1］。而系統(tǒng)分析模塊的作用在于和服務(wù)器之間的通訊，并在通訊環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)對(duì)于操作員站等地區(qū)的有效交流。

4.1.2 內(nèi)置系統(tǒng)設(shè)計(jì)。內(nèi)置系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為整體控制模塊、鍋爐模塊、汽機(jī)模塊。一般爐、機(jī)能量平衡的控制方式比較簡(jiǎn)單，常用方式是利用能量平衡的原則來進(jìn)行，爐主控采用汽機(jī)能量需求信號(hào)的方式來發(fā)布指令，使給水、風(fēng)量控制系統(tǒng)之間能正常工作，實(shí)現(xiàn)爐、機(jī)之間的能量平衡。而能量平衡信號(hào)的具體計(jì)算公式如下：

NRGD=P1/PT×PS［1+d/dt（P1/PT×PS）］+d/dt（PS）

P1/PT×PS［1+d/dt（P1/PT×PS）］+d/dt（PS）=P1+d/dt（Pd）

其中，NRGD為能量平衡信號(hào)，P1為調(diào)節(jié)級(jí)壓力，PT為機(jī)前壓力，PS為壓力預(yù)設(shè)值。

而鍋爐控制系統(tǒng)可以在自動(dòng)模式和手動(dòng)模式2種方式下運(yùn)行，且具有主蒸汽壓力閉環(huán)的控制能力，可以對(duì)鍋爐的輸出、輸入量進(jìn)行有效調(diào)整，減少能量失衡的程度，提升生產(chǎn)效率。而汽機(jī)模塊主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)汽輪機(jī)的整體工作，并下達(dá)各項(xiàng)工作指令。這樣一來鍋爐和汽輪機(jī)都能處于正常運(yùn)行的模式下，有效地保障生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

4.2 軟件配置

4.2.1 軟件結(jié)構(gòu)。軟件結(jié)構(gòu)主要包含2個(gè)方面：客戶端和服務(wù)端。通過這兩段的配合工作，可有效管理任務(wù)內(nèi)容，并發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，減少系統(tǒng)運(yùn)行成本。而服務(wù)端由2臺(tái)服務(wù)器組成，可實(shí)現(xiàn)互相之間的信息傳輸和通訊。這樣做的好處在于，即便一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)問題，也能通過切換方式將任務(wù)轉(zhuǎn)移到另外一臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。而承擔(dān)客戶端的是操作員系統(tǒng)，主要目的在于從客戶端向服務(wù)器發(fā)布信息，并發(fā)揮操作員站的處理能力，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，分析后再傳送回服務(wù)器，整個(gè)系統(tǒng)模式能在一個(gè)非常有序的模塊下進(jìn)行工作。

4.2.2 功能系統(tǒng)。電廠的機(jī)組協(xié)調(diào)可與集控運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行完美融合，通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)狀態(tài)的監(jiān)控，可獲取即時(shí)信息，便于劃分整個(gè)系統(tǒng)功能。在電廠中，主要由主控制模塊、鍋爐模塊、汽機(jī)模塊和分析系統(tǒng)所組成。各個(gè)模塊下又有很多小模塊，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，協(xié)調(diào)好各模塊之間的關(guān)系。而通過分析電廠實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)，功能系統(tǒng)主要用于維持汽輪和鍋爐的發(fā)電設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，即便是在負(fù)荷變化率很大的情況下，也能實(shí)現(xiàn)主蒸汽壓力的相對(duì)平穩(wěn)。

5 提升集控和協(xié)調(diào)能力的方案

5.1 整體管理

對(duì)于電廠而言，集控的運(yùn)行特點(diǎn)是判斷控制方式的理論依據(jù)。而集控系統(tǒng)由變送器、盤臺(tái)設(shè)備等多方面組成。所以，集控系統(tǒng)中有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響整體的機(jī)組功能。所以，要將整套系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)整體來進(jìn)行管理和維護(hù)，確保系統(tǒng)能正常運(yùn)行。

5.2 及時(shí)停機(jī)

由于惹急保護(hù)系統(tǒng)等設(shè)備的作用是保障機(jī)組與工作人員的安全，所以在日常的生產(chǎn)過程中，也要及時(shí)做好停機(jī)工作。即便工作人員能夠?qū)C(jī)組可能產(chǎn)生的隱患進(jìn)行分析和處理，但是各種突發(fā)情況一旦產(chǎn)生，對(duì)于人員和機(jī)組來說都會(huì)帶來很大的安全隱患。所以當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)非正常反應(yīng)時(shí)，要及時(shí)將系統(tǒng)關(guān)閉，最大程度降低事故發(fā)生的可能性。而機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行本身是有范圍和極限標(biāo)準(zhǔn)的，因而除緊急情況外，不能夠任意更改設(shè)備參數(shù)。

6 結(jié)語(yǔ)

為了保證電廠系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還需要不斷進(jìn)行研究工作，并協(xié)調(diào)好機(jī)組設(shè)備之間的關(guān)系，才能保障電廠的生產(chǎn)效率，提升經(jīng)濟(jì)效益，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

［1］陳毅藝.燃煤電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（11）：110.

Research on the Application of Centralized Control Operation and Unit Coordinated Control of Power Plant

Zhou Yanhui
（Beijing(Chifeng)Energy Developments Ltd，Chifeng Inner Mongolia 024000）

How to improve the production system to improve the production efficiency and safety performance,has be?come the primary goal of the power plant daily work.Through the good centralized control operation and the unit coor?dination,this goal can be achieved effectively.Based on this,the power plant centralized control operation and the unit coordinated system were analyzed,and the concrete application in the production was explored,to further pro?mote the stable operation of the power plant.

power plant；centralized control operation；unit coordination

TM621

A

1003-5168（2016）12-0144-02

2016-11-09

周燕輝（1985-），男，本科，研究方向：熱能與動(dòng)力工程。