发电厂发电机组集控运行技术探析

2016-12-01曾志鹏大唐集团华银电力股份有限公司耒阳分公司湖南耒阳421800

山东工业技术 2016年3期

曾志鹏（大唐集团华银电力股份有限公司耒阳分公司,湖南　耒阳　421800）

发电厂发电机组集控运行技术探析

曾志鹏
（大唐集团华银电力股份有限公司耒阳分公司,湖南耒阳421800）

摘要：随着发电模式和技术的创新发展，发电厂原有的机、炉、电分离的发电技术已经不能满足现在发电厂节约能源、减少浪费的发展需求。发电机组集控运行技术在很大程度上解决了这个问题。本文就发电厂发电机组集控技术的应用进行了阐述，并且对集控运行过程可能出现的问题和解决对策进行了详细分析。

关键词：发电厂;集控;机组运行;模式

0　引言

在国民生产和生活中，电能是能源供应的主要方式，火力发电在发电市场中占据着主要份额。随着全球能源紧缺，如何有效提高发电效率，减少不必要的浪费，对促进发电厂的可持续发展意义重大。发电机组的集控运行技术将机、炉、电进行统一的管理和控制，很大程度上减少了能源消耗和浪费，有利于降低发电机组的运行成本，提高发电厂在新一轮电力改革中的竞争力。

1　发电厂集控运行技术概述

现在的大中型火电厂（单机容量为300-1000MW）都采用单元制机组，即每台发电机配备相应的汽轮机和锅炉。发电机组集控技术（DCS）的概念是相对于单独控制技术而言的，即将机、炉、电进行统一的调配和管理，作为有机的系统单元，它能够有效保证每个机组之间的相对独立。为保证系统的平稳运行，电力的持续供应也是必不可少的条件之一[1]。此外，随着计算机技术和网络通讯的发展，发电组集控技术的运行逐渐趋于智能和远程控制。发电组集控技术不但可以保证管理单元的正常运行，而且可以监控系统运行的状态，收集并且整理运行数据，避免安全隐患[2]。在出现问题时，要及时排除，为生产、运行、维修等所有环节提供助力、进行协调。

2　在集控系统运行过程中出现的问题

虽然发电机组集控运行技术具有先进性、智能化的特点，但是在应用过程中仍然会出现一些问题，并且一旦出现故障就会造成巨大损失。因此对于较为脆弱的管理环节和容易出现问题的设备，一定要强化技术管理。

2.1安全生产问题

首先，在系统的安装过程中，有些企业为了缩短工期，往往忽视了对系统的检查和调试，造成严重损失。例如：电缆屏蔽装置没有良好安装、接地系统不够全面，电缆孔未进行封堵等都会造成命令信号发射错误或者发电设备模块损坏；UPS电源和空调系统未安装或者未经过调试，控制室和空调室未分开等因素会导致室内温度得不到有效管控，仪器设备之间相互干扰。其次，在运行过程中，如果空调系统或者仪用空压机出现故障，运行空间内的温度和湿度就得不到有效控制，过于干燥会导致静电产生，过于潮湿会导致电路板损坏，冬天天气寒冷时会造成设备结冰，均会影响集控系统的正常运行。此外，随着使用年限的增加，如果电气设备上累积的灰尘得不到有效清除，也会导致发电系统出现故障。因此，在集控系统运行中，操作人员必须掌握相关的专业知识，不但要对应用软件进行及时的更新和维护，更要对集控设备进行定期的、全面的检修和保养，及时排除存在的安全隐患，避免出现跳闸或者设备损坏等问题，保证发电机组集控技术运行的安全性和可靠性。

2.2节能减排问题

火电厂能耗较高的部位主要是锅炉和汽轮机。其中，导致锅炉能耗高的原因主要有燃烧方式不合理导致燃烧效率降低；炉膛及烟道的漏风降低了燃烧温度和速率；受热面积灰、结焦和结垢导致排烟热损失增加；送风机入口温度过低造成锅炉排烟温度过低而使空气预热器冷端发生低温腐蚀；使用减温水调整汽温降低了循环效率等。影响汽轮机能耗的主要因素有凝汽器真空、凝汽器水位、给水温度等。这就要求技术人员合理调整风量和煤粉比、加强对炉膛及烟道漏风处的检查与消除以及对受热面的监视、及时投停暖风器、减少再热器减温水量、加强对真空系统的运行调整和维护。同时发电机组集控技术应在综合考虑经济因素的基础上，寻求降低能耗的最佳参数组合，尽量降低发电成本。除了主机系统之外，电厂还包括煤处理系统、水处理系统、灰渣处理系统、燃油系统等辅助系统用于控制排放性能，随着设计水平的提高和控制技术的进步，如何逐步把地理位置相近和工艺性质相同的辅助系统实施集中控制，实现一机多控，减少控制设备和技术人员的数量也是集控技术运行面临的一大问题。

3　发电厂集控运行技术的管理控制模式

随着发电厂技术的创新和管理模式的改革，发电机组集控技术也逐渐趋于成熟。现在发电机组集控技术运行模式主要分为分级阶梯控制模式、分散式控制模式和综合控制模式三大类。

3.1分级阶梯控制模式

将所有的管理目标和管理设备按性质进行分层次的划分，每一个阶梯层次对应不同的监控和管理过程。分级阶梯控制模式各层次间不存在相互影响，每一个层次单独完成其工作任务，由此形成一个集中的控制系统。此外，阶梯式的控制能够将各个设备单元进行有机融合，明确了每个结构单元内部的组成部分和作用，从而实现了整体功能。

3.2分散控制模式

这种新的分布式管理技术是将发电机组分为不同的管理模块，哪个模块出现故障就维修哪个模块，不同控制单元之间所接受的命令不会相互干扰和影响。相对于传统集中控制模式而言，分散式的控制体统能够避免部分设备或者运行过程发生问题时对整个控制系统的影响，因此大大减少了事故的发生率。

3.3综合控制模式

利用先进的通讯方式如4G技术等对发电机组进行信息化、综合化的控制管理。通过多个信息接口和信息通道实现数据的有效传输，同时保证不同数据间的相互独立性，避免相互干扰带来的资料损失或者丢失。未来会有越来越多的新科技、新方法和新工艺应用到发电机组的集控运行技术中。随着应用程序的不断研发和创新，集控模式和运行过程必将逐步向着更加智能和完善的方向发展。