火電廠600MW機組集控運行存在問題及對策分析

常暢

摘 要：火電廠機組集中式運行技術(shù)在是大中型火電廠應(yīng)用廣泛，其中600 MW機組在集中控制和控制技術(shù)在火力發(fā)電技術(shù)范圍內(nèi)運用廣闊，但在在火電廠機組集控運用過程中會面對許多技術(shù)管理，以及受外部客觀條件影響的問題，不斷提高火電廠機組集控系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，使其充分發(fā)揮系統(tǒng)的最大實用性能，對于增加火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益具有深刻意義。

關(guān)鍵詞：火電廠；600 MW機組；集控運行；問題

一、火電廠集控運行的運作機理及工作模式

（一）600 MW火電廠集控運行系統(tǒng)

火電廠燃煤產(chǎn)生60兆瓦的電力時，通過集中控制系統(tǒng)操作進行運作，該系統(tǒng)可有效提升火電廠的智能化水平，相對于傳統(tǒng)的集中控制技術(shù)，整個系統(tǒng)具有智能化，簡便化等優(yōu)勢。通過數(shù)字處理技術(shù)對發(fā)電過程中的整個數(shù)據(jù)進行處理分析，提高了火電廠的自動化程度。也可運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對整個火電廠的發(fā)電運行系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并對這些監(jiān)控數(shù)據(jù)進行有效的整合分析研究，使得整個電網(wǎng)輸送系統(tǒng)的電力傳輸水平能有所提高，系統(tǒng)調(diào)度性能可以優(yōu)化加強，在電力系統(tǒng)崩潰時能夠進行有效的處理，減少經(jīng)濟損失，提高運行效率。集中控制系統(tǒng)配備的自動化處理技術(shù)，也將會是火電廠集中控制和自動化研究的重點[1]。

（二）火電廠集控運行的控制模式

（1）分散式控制

該技術(shù)主要包括火電廠對機組集控運行設(shè)備的監(jiān)督技術(shù)，電氣設(shè)備運行控制技術(shù)，分散控制技術(shù)，集中控制技術(shù)，計算機集成技術(shù)，信息技術(shù)，通信控制技術(shù)。利用這些技術(shù)進行兼容處理后，實現(xiàn)對火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和信息傳遞。

（2）分級式控制

針對電廠運行系統(tǒng)的不同部分的不同，必須采取分級方法，使電廠的集中控制操作系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮其實用性能。每個系統(tǒng)級別對應(yīng)一個管理級別，每個管理級別之間的聯(lián)系相互獨立且互不干擾，然后進行串行連接控制整個系統(tǒng)。

（3）綜合控制

對于火電廠電力系統(tǒng)的控制技術(shù)產(chǎn)生得益于通信系統(tǒng)的發(fā)展，火電廠系統(tǒng)中運用的通信系統(tǒng)和集中式操作系統(tǒng)的結(jié)合，使得每個系統(tǒng)能夠以一種全新的運行方式進行工作，電廠系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)可以更高效的進行傳遞，使得電力系統(tǒng)的整個運行過程更加協(xié)調(diào)，運行效率大幅度提高，個系統(tǒng)之間的兼容性問題也有所改善[2]。

二、600 MW火電廠集控系統(tǒng)裝配及運行

（一）集控系統(tǒng)

集中控制系統(tǒng)是整個火力發(fā)電廠運行系統(tǒng)的中心，其中必要的組成部分由收集裝置DCS，PLC系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由現(xiàn)場控制層，監(jiān)控層，系統(tǒng)服務(wù)層三部分組成。監(jiān)控層與主控室中的電子設(shè)備為現(xiàn)場控制層，傳感器和發(fā)射機所輻射的信號經(jīng)由DP裝置在現(xiàn)場控制層接收，接下來就是按照系統(tǒng)中的算法對信號進行邏輯處理，運算結(jié)果直接傳送給現(xiàn)場執(zhí)行的設(shè)備。系統(tǒng)服務(wù)層主要負(fù)責(zé)與監(jiān)控層連接，并對監(jiān)控層的數(shù)據(jù)進行對接，對整個監(jiān)控層進行控制，完成各種信息的接收和傳輸。監(jiān)控層是運營商主要負(fù)責(zé)的工作站，能夠?qū)\營設(shè)備進行實時監(jiān)測，實時傳遞信息，并與系統(tǒng)服務(wù)層建立數(shù)據(jù)連接。

（二）各功能模塊的運行方式

（1）主控系統(tǒng)

主控系統(tǒng)負(fù)責(zé)發(fā)送電網(wǎng)自動控制系統(tǒng)的加載指令，工作人員還可以通過手動操作對整個系統(tǒng)進行裝載調(diào)節(jié)。

（2）鍋爐系統(tǒng)

鍋爐的主控制系統(tǒng)可對主蒸汽壓力系統(tǒng)進行閉環(huán)控制，保證主蒸汽壓力系統(tǒng)的供給，控制可調(diào)節(jié)負(fù)載，使鍋爐達到最大的節(jié)能效果，兩者之間存在地反饋控制，使得系統(tǒng)能夠最大限度地平衡好鍋爐輸入和輸出能量的多少。

（3）蒸汽輪機主控系統(tǒng)

蒸汽輪機的控制主要由一個協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)完成，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)可以控制整個汽輪機并向汽輪機發(fā)送指令，汽輪機的主控制系統(tǒng)是整個機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的中間控制系統(tǒng)，如ESC系統(tǒng)。發(fā)布的指令由DEH裝置接受處理完成。DEH可以控制汽輪機調(diào)速閥通量大小，保證蒸汽量的正常供給，以保證機組能夠根據(jù)負(fù)載的不同而正常運行，并使鍋爐和汽輪機之間的蒸汽通量能量能夠維持相對平衡。汽輪機主控制系統(tǒng)的控制對象主要是主蒸汽壓力，汽輪機主控制系統(tǒng)可通過感應(yīng)負(fù)載的壓力，對主蒸汽壓力進行調(diào)節(jié)。

（三）監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控層通常使用I / O模式，通過雙絞線或光纖傳輸信號，并使用有線電纜連接DCS控制室的I / O通道，通過DCS監(jiān)控對整個電力運行系統(tǒng)進行監(jiān)控。另外，利用有線電纜和收集箱也可以監(jiān)控整個發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備?？紤]到運行建設(shè)成本，節(jié)省電纜開支，減少安裝成本，主要用雙絞線傳輸電纜進行鋪設(shè)[3]。

（四）協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運行方式

（1）手動運行

鍋爐和汽輪機由人工控制，根據(jù)機組的實際容量，操作人員根據(jù)所需壓力大小對蒸汽壓力閥進行調(diào)節(jié)。鍋爐的主控制系統(tǒng)給出跟蹤指令，操作人員對鍋爐燃燒控制系統(tǒng)輸入實際值，然后由鍋爐的燃燒系統(tǒng)進行自動化處理。

（2）機跟爐且功率可控

鍋爐的主要控制系統(tǒng)通過識別負(fù)載大小，操作員手動輸入所需數(shù)值后，蒸汽輪機會自動啟動，以便機器內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定。在這種情況下，機組會做出對外部負(fù)載的響應(yīng)。

（3）爐跟機方式

蒸汽輪機的主要控制系統(tǒng)能夠調(diào)整負(fù)載大小，操作人員手動輸入給定值，然后鍋爐的主控制系統(tǒng)自動運行，以使機器運轉(zhuǎn)保持所需壓力的大小，這種應(yīng)變機制的狀態(tài)組對外部負(fù)載反應(yīng)更快，因此通常運用于爐跟機設(shè)備中。

（4）協(xié)調(diào)控制方式

蒸汽輪機和鍋爐的主控制器全部自動運行，整個裝置根據(jù)負(fù)載大小對控制狀態(tài)進行協(xié)調(diào)，使得外部的負(fù)載條件能夠?qū)m用于蒸汽輪機和鍋爐的協(xié)調(diào)控制方法，同時可根據(jù)電網(wǎng)的AGC負(fù)載指令對電網(wǎng)進行調(diào)頻。

（5）機跟爐由蒸汽輪機調(diào)壓

在鍋爐內(nèi)存在運行缺陷，汽輪機正常工作的情況下，可采用該方法使機組連續(xù)運行，能夠使得在鍋爐出現(xiàn)問題后，保障機組輸出功率正常。因此，必須根據(jù)實際裝載指示對汽輪機進行預(yù)先的調(diào)壓測試[4]。

（6）爐跟機且鍋爐主控調(diào)壓

這種方法通常用于蒸汽機發(fā)生故障并且鍋爐運行正常的情況下，在這種情況下，必須使用爐跟機且鍋爐主控調(diào)壓，進而以最快時間內(nèi)排除故障。由于蒸汽輪機輸出功率有限，因此鍋爐控制系統(tǒng)將根據(jù)實際的負(fù)載指令保持輪機的正常工作壓力，這種方法也可以在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時開始使用。

三、600MW火電廠集控運行中的難點

過熱汽溫系統(tǒng)，過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)是指對火力發(fā)電廠鍋爐中煤和水的比例進行適應(yīng)性調(diào)整，通過添加三級不飽和水，對蒸汽溫度系統(tǒng)進行調(diào)整，這也就說明意味對水煤比例有著嚴(yán)格的要求，在進行調(diào)整時，需要使用未稀釋的水預(yù)先調(diào)節(jié)。蒸汽溫度系統(tǒng)會由于各種外部客觀條件造成溫度過高，例如：空氣系數(shù)過大，給水溫度和火焰中部溫度過高，燃料與水在在配比時因配比不當(dāng)會造成加熱表面上結(jié)渣。當(dāng)直流電爐發(fā)生溫度過高時，就會發(fā)出警告，信號傳遞過程從內(nèi)到外，保證信號正常傳遞的前提是蒸汽系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定，如果該系統(tǒng)在設(shè)計生產(chǎn)中存在瑕疵等客觀原因，系統(tǒng)的信號傳遞過程就會發(fā)生阻斷，無法傳達正確的信號。

總結(jié)：為了適應(yīng)電力供給需求，火電廠的工作模式也在不斷發(fā)生改變，600MW機組集中控制系統(tǒng)提高了電力供給水平。600MW機組集中控制系統(tǒng)采取了標(biāo)準(zhǔn)化管理和設(shè)備的外部保護等各種措施，保證600兆瓦機組集中運行可以更高效，更穩(wěn)定的運行，推動電力行業(yè)的發(fā)展，大幅度可以增加火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]向劍.火電廠600MW機組集控運行問題和應(yīng)對策略解析[J].科技經(jīng)濟市場，2014（4）：77.

[2]李紅鋒.火電廠600MW機組集控運行存在問題及對策分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（9）：135.

[3]晨一新.火電廠電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].自動化應(yīng)用，2015（12）：123-124.

[4]井然.6 0 0MW火電集控運行中的常見問題及解決對策[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，2016（3）：439-442.