火電廠集控運行技術分析與優(yōu)化研究

陳 旭

（江蘇闞山發(fā)電有限公司，江蘇 徐州 221000）

我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，對電力能源的需求也在不斷地增加，而火電廠則是重要的電力能源生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)效率和運行質(zhì)量直接關系到電力能源的質(zhì)量以及生產(chǎn)量。目前，雖然我國的火電廠已經(jīng)廣泛采用了集控運行技術，能夠?qū)崿F(xiàn)對火電廠所有設備的在線監(jiān)測控制、故障預警以及自動化的故障診斷處理，但在實際運用過程中仍存在一些問題，制約了火電生產(chǎn)技術水平的進一步提高。因此，火電廠應加強對集控運行技術的研究，深刻理解集控運行技術特點、運行方式以及運行結構等，并要積極總結集控運行技術在實踐應用中的主要缺陷，以便以此為依據(jù)開展技術創(chuàng)新和改進，對集控運行技術進行優(yōu)化，使火電廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力能夠得到全面的提升，從而推動我國火電事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 集控運行技術在火電廠中的應用概述

1.1 火電廠中集控運行技術基本運行方式分析

隨著我國火電生產(chǎn)技術的不斷進步，集控運行技術得到了越來越廣泛的應用，在火電廠的電力能源生產(chǎn)以及電力輸配等生產(chǎn)流程中均能夠應用集控運行技術來實現(xiàn)對所有生產(chǎn)設備的動態(tài)監(jiān)測控制、自動化預警以及故障處理等[1]。

火電廠在應用集控運行技術時一般是通過系統(tǒng)中的在線監(jiān)測設備來監(jiān)測設備運行狀態(tài)并獲取相關數(shù)據(jù)信息，同時系統(tǒng)控制中心能夠按照預設參數(shù)對所監(jiān)測設備所采集的數(shù)據(jù)進行對比，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與預設參數(shù)之間存在明顯的偏差異常時，則能夠自動發(fā)出預警信息，并對部分故障現(xiàn)象進行自動化診斷和處理，同時可以將故障信息通知火電廠的維修部門。因此，集控運行技術是一項具有較高自動化水平的控制技術。

1.2 火電廠中集控運行技術的重要作用

在傳統(tǒng)的火電廠生產(chǎn)運營過程中采用的是人工控制模式，這使得火電廠的電力能源產(chǎn)量以及輸配效率均會受到人為因素的制約，火電廠要提高產(chǎn)量和電力能源質(zhì)量，不僅需要加大人力資源投入，還需要充分考慮人工模式下的一些不確定性因素的影響。同時，在人工控制模式下，系統(tǒng)控制的精度以及時效性等均會受到一定的限制，而且存在較高的安全風險，一旦出現(xiàn)人為操作失誤等情況，就會引發(fā)重大安全生產(chǎn)事故，進而給火電廠帶來較大的經(jīng)濟損失，甚至人員傷亡。而在應用了集控運行技術后，由于集控運行系統(tǒng)具有較高的自動化水平，不僅能夠自動完成系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的采集、傳輸，按照控制中心所發(fā)出的指令執(zhí)行相關操作，而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制操作，因此有效減少了人為因素對系統(tǒng)運行和控制操作精度的干擾，降低了火電廠工作人員的勞動強度，降低了對工作人員技術水平以及操作經(jīng)驗的依賴性，極大地提高了火電廠電力能源生產(chǎn)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及可靠性，并能夠為火電廠擴大產(chǎn)能和電力能源質(zhì)量以及增強電力能源輸配能力提供重要的技術支持。在應用集控運行技術后，火電廠的生產(chǎn)條件也能夠獲得極大的改善，工作人員可以通過遠程控制方式來操作、調(diào)整設備運行狀態(tài)，生產(chǎn)作業(yè)的安全性得到了明顯的提升。

因此，集控運行技術是推動火電廠升級轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展目標的重要技術基礎?；痣姀S應高度重視集控運行技術的應用，并通過技術創(chuàng)新和改進來進一步優(yōu)化技術應用效果。

2 火電廠中集控運行技術應用的基本結構

火電廠在應用集控運行技術時應根據(jù)其電力能源生產(chǎn)的基本工藝流程來確定系統(tǒng)運行結構，以確保集控運行技術優(yōu)勢能夠得到充分的發(fā)揮。一般來說，火電廠的集控運行技術系統(tǒng)應包括操作員站、工程師站、控制站以及系統(tǒng)網(wǎng)絡等基本結構[2]。其中系統(tǒng)網(wǎng)絡是各站點之間的連接，為站點間的信息交流與共享提供網(wǎng)絡基礎。而控制站則是按照工程師或者操作員站所發(fā)出的各項指令信息執(zhí)行相應的操作，負責系統(tǒng)設備的具體操作控制以及調(diào)整，是集控運行系統(tǒng)中的主要執(zhí)行控制機構。操作員站則是集控運行系統(tǒng)的管理終端，其能夠以遠程控制方式來對系統(tǒng)運行情況進行監(jiān)測，并能夠在發(fā)現(xiàn)異常時調(diào)整系統(tǒng)運行狀態(tài)。在操作員站中主要設置有終端監(jiān)控設備，火電廠的技術人員可以在遠離實操環(huán)境條件下獲取系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果來了解集控系統(tǒng)的運行情況。此外，工程師站是在為火電廠集控運行技術的應用或者系統(tǒng)更新升級提供技術指導的重要系統(tǒng)機構。工程師站為集控運行技術系統(tǒng)在離線狀態(tài)下進行組態(tài)調(diào)整以及系統(tǒng)配置提供技術支持，以便及時對火電廠集控運行系統(tǒng)進行必要的調(diào)節(jié)或者修整。通過以上各機構之間的協(xié)調(diào)配合，集控運行技術才能在火電廠中發(fā)揮其應有的作用。

3 現(xiàn)階段火電廠中集控運行技術應用的主要問題

3.1 集控運行系統(tǒng)功能尚不完善

現(xiàn)階段在火電廠的集控運行系統(tǒng)中還存在一些控制功能的缺陷問題。例如，在集控運行系統(tǒng)的再熱氣溫控制功能方面的問題就較為突出?；痣姀S的再熱氣溫系統(tǒng)主要是通過水溫來達到再熱目的的生產(chǎn)系統(tǒng)，其是降低火電廠運行能耗的重要系統(tǒng)之一[3]。但是在目前的集控運行技術條件下，對水溫的控制功能尚不完善。這主要是由于在集控系統(tǒng)的運行過程中需要先監(jiān)測水溫變化情況，并在發(fā)現(xiàn)水溫測定值比設定值低后再啟動加熱裝置，以加熱提高水溫。而系統(tǒng)為了防止出現(xiàn)水溫驟增現(xiàn)象，會對加熱溫度進行控制，以達到緩慢提高水溫的效果。因此，在此運行模式下，水溫雖然能夠重新達到設定標準，不過加熱效率則相對較慢，且會消耗較多的能源，導致火電廠生產(chǎn)成本增加，并直接影響火電廠的節(jié)能降耗效果，不利于火電廠的升級轉(zhuǎn)型。

同時，在火電廠的生產(chǎn)運營中普遍存在過熱問題，雖然在應用了集控運行技術后能夠?qū)崿F(xiàn)對過熱氣溫系統(tǒng)的微調(diào)以及細調(diào)，可以在一定程度上通過對火焰高度或者給水溫度的精細控制來達到減少過熱問題發(fā)生概率的目的，但是由于集控運行技術在實際應用中比較容易受到外部環(huán)境溫度過高等因素的影響，導致系統(tǒng)由于誤判而產(chǎn)生誤動，對火電廠的正常電力能源生產(chǎn)活動產(chǎn)生不利的影響，因此這也是火電廠在集控運行技術應用中需要進行優(yōu)化改進的重點環(huán)節(jié)之一。

此外，在火電廠的生產(chǎn)運營中，作為核心生產(chǎn)組件的主汽壓力系統(tǒng)控制也存在一定的缺陷。目前火電廠應用集控運行技術來控制主汽壓力時大多是通過函數(shù)計算公式來獲得平衡量等參數(shù)，但是在實際應用過程中往往會存在參數(shù)設置不合理或者計算方法不科學等問題，這些因素在不同程度上影響了集控運行系統(tǒng)對主汽壓力控制的有效性，導致其控制功能無法滿足火電廠電力能源生產(chǎn)的實際需要，因此需要對其控制功能進行進一步的優(yōu)化完善。

3.2 集控運行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可調(diào)用性相對較差

目前，火電廠在實際應用集控運行技術的過程中發(fā)現(xiàn)，當集控運行系統(tǒng)經(jīng)過長期連續(xù)運行后會獲取大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，而這些海量數(shù)據(jù)被同時存儲在一個數(shù)據(jù)庫內(nèi)。同時，集控運行系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)會在較短時間內(nèi)被更新，這使得數(shù)據(jù)庫內(nèi)也產(chǎn)生了規(guī)模龐大的失效信息，在此情況下，火電廠工作人員如需查詢或者調(diào)用某項數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)必須在海量數(shù)據(jù)中完成查找，不僅嚴重影響了數(shù)據(jù)查詢調(diào)用的效率，也使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量過大，導致系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性下降，頻繁發(fā)生數(shù)據(jù)丟失等混亂現(xiàn)象。此外，數(shù)據(jù)庫信息的混亂也在客觀上加大了數(shù)據(jù)管理難度，火電廠工作人員難以對海量數(shù)據(jù)進行高效的判斷分析，冗余、過期數(shù)據(jù)無法被及時刪除清理，進一步增加了數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的混亂程度，給火電廠的正常生產(chǎn)運營帶來了不利的影響。這是現(xiàn)階段火電廠集控運行技術應用中存在的主要技術缺陷之一，也是亟待優(yōu)化解決的重要問題[4]。

4 火電廠優(yōu)化集控運行技術應用的有效途徑

4.1 進一步完善集控運行系統(tǒng)功能

4.1.1 優(yōu)化火電廠集控運行技術的主汽壓力控制功能

在火電廠的集控運行系統(tǒng)中，主汽壓力控制功能缺陷對于集控技術應用效果會產(chǎn)生較大的影響，因此也是技術優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)之一?；痣姀S應注意收集集控運行系統(tǒng)的日常運行數(shù)據(jù)，并應組織專業(yè)技術人員對集控運行系統(tǒng)的實際運行數(shù)據(jù)進行科學的計算分析，根據(jù)主汽壓力平衡公式等對其壓力平衡狀態(tài)加以準確的判斷。如在計算分析中發(fā)現(xiàn)有不平衡問題存在時，技術人員可以采取對原計算方式進行優(yōu)化的方式來加以改進。在優(yōu)化改進時應準確掌握本企業(yè)火電生產(chǎn)過程中集控運行技術應用特點，并應積極借鑒其他火電廠的應用經(jīng)驗。目前，在火電廠在集控運行系統(tǒng)的運行實踐中較為常用的是通過相平衡常數(shù)等方式來進行相關的計算，該計算方法可以分別計算氣相以及液相，并根據(jù)氣相以及液相的計算結果是否能夠相互匹配來判斷主汽壓力狀態(tài)，當二者能夠成功匹配時，則表明系統(tǒng)中的主汽壓力可以較好地保持平衡，從而實現(xiàn)對集控運行技術的優(yōu)化改進，達到精準控制系統(tǒng)主汽壓力平衡的目的。

4.1.2 優(yōu)化火電廠集控運行技術的過熱氣溫控制功能

為解決現(xiàn)階段火電廠集控運行技術實踐應用中的過熱氣溫控制功能的缺陷問題，火電廠應對其技術缺陷原因進行科學的分析。通過研究發(fā)現(xiàn)，外部干擾是導致火電廠集控運行系統(tǒng)出現(xiàn)過熱氣溫控制缺陷的主要影響因素。在此基礎上，火電廠應指派專門人員加強對集控運行系統(tǒng)運行環(huán)境溫度等重要參數(shù)的監(jiān)測，并可以借助控溫設備來控制調(diào)節(jié)環(huán)境溫度。通過對集控運行技術以及控溫技術的綜合應用來實現(xiàn)對火電廠集控運行系統(tǒng)工況的實時動態(tài)監(jiān)測，并能夠在發(fā)現(xiàn)溫度超出設定標準時自動啟動控溫設備，以便及時對環(huán)境溫度進行調(diào)節(jié)，從而降低集控運行技術發(fā)生誤操作的概率。同時，火電廠也應積極引入智能化技術，并要根據(jù)火電廠中集控運行系統(tǒng)的實際運行特點，將智能技術與集控運行技術有機融合，以進一步提高集控運行系統(tǒng)的智能化分析能力，從而實現(xiàn)對集控運行系統(tǒng)中過熱氣溫控制功能的完善和改進優(yōu)化[5]。

4.1.3 優(yōu)化火電廠集控運行技術的再熱氣溫控制功能

為進一步提高集控運行技術的應用效果，火電廠應對加強集控運行系統(tǒng)的功能建設，完善其相關控制功能，以解決現(xiàn)階段火電廠集控運行技術在實際應用中存在的缺陷。首先，火電廠應對集控運行系統(tǒng)中的再熱氣溫控制功能進行優(yōu)化?；痣姀S應組織專業(yè)技術人員對集控運行系統(tǒng)的實際運行數(shù)據(jù)進行科學的分析，并在此基礎上對系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化，提高參數(shù)設置的合理性，從而降低系統(tǒng)運行過程中的能源消耗，達到降低系統(tǒng)運行成本的目的。同時，火電廠也可以通過亞臨界機組的應用來達到優(yōu)化再熱氣溫控制系統(tǒng)功能的目的，這是一項相對簡單的優(yōu)化措施?；痣姀S僅需在應用亞臨界機組時將適量溫水加入機組中就能夠達到減少系統(tǒng)運行過程中所消耗電力能源的目的。在應用該優(yōu)化策略時，火電廠應注意改進集控運行系統(tǒng)的基本運行結構，增設溫水自動引入設備，以便系統(tǒng)能夠自動按照設定向亞臨界機組內(nèi)導入溫水。

4.2 對集控運行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化

為了解決現(xiàn)階段火電廠在應用集控運行技術時所存在的數(shù)據(jù)難以調(diào)用的問題，火電廠應加強數(shù)據(jù)庫的建設，以完善數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分類功能，從而實現(xiàn)對集控運行技術應用的優(yōu)化改進。當火電廠集控運行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫具備了分類功能后，系統(tǒng)在運行過程中所采集的各項監(jiān)測數(shù)據(jù)就能夠按照不同的類型分別存儲于數(shù)據(jù)庫中，而火電廠的工作人員則可以十分便捷地按照實際需要對數(shù)據(jù)進行檢索或者調(diào)用，從而提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性，也能夠加快數(shù)據(jù)調(diào)用的效率。同時，在完成了具備分類功能的數(shù)據(jù)庫建設后，火電廠的工作人員也可以利用該功能還對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行更為高效的管理，及時刪除清理冗余重復數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)庫運行效率。對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息進行分類存儲、管理的基礎是對數(shù)據(jù)特征能夠進行自動化的處理分析，且應具有數(shù)據(jù)共享功能，因此火電廠應積極應用大數(shù)據(jù)等先進技術，使大數(shù)據(jù)技術能夠與集控運行技術有機融合，這樣才能更好地實現(xiàn)對集控運行系統(tǒng)加以優(yōu)化改進的目的。

5 總結

集控運行技術是現(xiàn)階段我國火電廠在生產(chǎn)運營過程中廣泛應用的重要技術，其能夠有效提高火電廠的生產(chǎn)效率。火電廠應高度重視集控運行技術，充分了解集控運行技術的基本運行結構和運行模式。同時，火電廠要注意總結集控運行技術在火電廠電力能源生產(chǎn)運行過程中的實際應用經(jīng)驗，通過對實踐經(jīng)驗的分析來發(fā)現(xiàn)集控運行技術現(xiàn)階段所存在的技術缺陷問題，并應在此基礎上采取科學的優(yōu)化改進措施，以進一步改進集控運行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，完善集控運行系統(tǒng)功能，從而為我國火電行業(yè)的升級轉(zhuǎn)型奠定良好的基礎。