600MW火电集控系统运行常见问题及应对措施

杨尚霖

摘 要：随着用电需求的快速增长，电力企业相应也采用更先进的机组装备。600MW型号机组技术成熟，性能稳定，得到了广泛的应用和关注。目前，该型号机组逐渐开始使用集控运行模式，提高自动化水平的同时，也对设备的维护与管理工作提出了更严格的要求。本文对火电企业集控系统原理进行讲解，对其中存在的一些常见问题进行分析，并提出了应对措施，有利于电厂的稳定运行。

关键词：火电机组；600MW；集控系统

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）22-0050-03

Discussion on Common Problems and Countermeasures of 600MW

Thermal Power Set Control System

YANG Shanglin

（Pingdingshan Yaomeng Power Generating Company Limited，Pingdingshan Henan 467000）

Abstract： With the rapid growth of electricity demand， electric power enterprises also adopt more advanced equipment. The 600MW model has been widely applied and concerned due to its mature technology and stable performance. At present， the centralized control operation mode was gradually used in this type of unit， which raises the level of automation and put forward stricter requirements for the maintenance and management of equipment. This paper explained the principle of centralized control system in thermal power enterprises， analyzed some common problems existing in it， and put forward corresponding countermeasures， which was conducive to improving the stable operation of power plants.

Keywords： thermal power unit；600MW；centralized control system

伴随科技的进步，计算机高效管理与自动化控制等技术进入越来越多的行业，促进了生产效率的提高。发电厂主要采用了集中管理与控制（简称“集控”）系统，不仅确保了火力发电的平稳运行，同时提高了能源效率、节约了成本。然而，在实际的生产运行中，发电机组的集控运行中产生了一些不稳定的因素，可能对系统的稳定运行造成潜在的威胁。

1 火电企业集控系统原理

电力设备的技术更新，使得火电企业可以采用计算机与自动化控制系统对生产情况进行集中管理与控制，图1为比较常见的火电企业集控系统原理图[1]。主要控制组件是发电机、锅炉及汽轮机。实际生产中，3种设备紧密配合，相互协同，这种运行技术就是火电企业最常用的集控系统技术。

火电企业历史悠久，以前的生产过程都是由人工与机器共同完成的。机器运行故障率高，运行平稳性差，工人工作环境恶劣，工作内容繁琐复杂。不过，随着科技的进步与技术的创新，通过信息技术的实时传输、计算机系统的高效运算与集控控制系统的自动化操作，可以对生产运行情况进行实时数据监控、数据共享以及快速协同处理。对于600MW火电企业，对设备的投运、生产、检修及停运等操作更简单便捷。

2 集控系统3种常见工作模式

2.1 层级式工作模式

层级式工作模式对控制系统自上而下进行分层，进行垂直管理[2]。同时，每层之间再进行细分。这种工作模式要求各个管理部门各司其责，相互之间独立运行，同时协同互补。这种工作模式容易造成权责不清、反应缓慢等问题。

2.2 分散式工作模式

在一些技术与设备较落后的火电企业，发电设备超负荷超期运行，缺乏必要的維修维护措施。这些火电企业一般建厂时间比较早，设备型号比较老旧，使用年限超期，超负荷使用。在这些企业中，如果采用集中控制系统，一个简单的设备故障就会给整个系统带来威胁，导致连锁式的生产故障。这种火电企业多采用分散式工作模式，将整个系统划分为多个单独子系统，对子系统进行单独管理。子系统出现故障或者停运检修，对整个系统的影响较小，同时可以及时排除设备的不稳定因素[3]。如果一个机组出现了故障，就单独隔离开来，把发电任务分配到其他机组，对故障机组单独进行维修。这样既不影响整个企业的运行，也可以快速安全消除故障，排除隐患。

2.3 综合式工作模式

综合式是指将计算机技术、信息技术和自动化控制等技术综合运用于火电企业的生产运行中。利用信息技术将设备状态与运行数据安全迅速地传输至计算机中，再经过高效运算与自动化控制，将生产情况反馈给企业管理人员，再进行处理。这是一种安全且高效的工作模式。不仅可以高效率地以加密方式传输数据，而且可以综合协调各个部门之间的整体联动性，进而提高整个企业的生产运营效率。

3 600MW火电机组集控运行常见问题

目前，600MW火电企业主要采用DCS工作系统[4]。DCS（Distributed Control System），可以称为分散控制系统或者集散控制系统。这种技术把工业生产的集成化、自动化和数字化带进了火电企业，大大提高了发电行业的自动化运行水平，同时对整个发电企业生产运行情况进行实时监控，及时发现与排除运行故障，大大降低事故发生率，对降低节能减排成本起到了积极的作用。不过，任何系统都不是完美的，都需要在实际生产实践中来发现问题，解决问题。在实际运用中，DCS系统也出现了一些问题亟待解决，主要集中在以下3个方面

3.1 气温系统过热

在600MW火电机组中，对过热的气温粗调采用的是控制煤和水的占比，微调以及细调主要采用减温水将多余热量带走[5]。导致该型号机组气温过热的原因主要是过热面结渣、给水温度、火焰温度等。通过对过热器进行测量，进而调整水和煤的占比。尽管过热气温系统对于温度控制方面操作简单，但由于技术和产品质量问题，实际操作中还是无法避免出现过热现象。为了严格控制气温，除了通过外部条件进行校正，也可以从机组设计参数上进行优化与改进。针对不同的生产需要、发电规模、用电负荷、企业实际情况，来设计更适合的机组型号和设备运行参数，从源頭上对生产过程进行优化，将问题与故障消灭在萌芽阶段，也可以减少在实际生产中的故障发生率。

3.2 主汽压力系统的调控问题

经过时间的检验，直接能量平衡公式得到了肯定，其在主汽压力系统的调控中起到了关键的作用[5]。间接能量平衡只存在于应用范围比较小的一些协调系统。在600MW型号中，应严格对主汽压力系统进行快速而准确的调控，最简单有效的调控方式是精准计量送入燃烧室的煤粉的质量[6]。同时，可以引入负反馈的调控形式，提前调节煤粉量的增减，消除滞后效应。由于煤粉量的增减并不会立即导致主汽压力发生变化，而是会有一系列的物质和热量的传输过程，进而数据进入压力传感器，再反馈至综合控制室，这就有了一定的滞后性。因此，可以在调节煤粉量的时候，考虑要逐渐减少变量，用负反馈的方式来避免滞后效应。

3.3 再热气温系统的调控问题

再热气温系统的调控程序繁琐，而且难以严格控制[7]。有些火电企业只采用减温水来调控温度，操作看似简单，然而减温水喷入的同时，又需要消耗更多的燃料，另外造成了温度过高。事实上，减温水，看似方法简单，成本低廉，可以节约生产资金，但从生产反馈情况看，并没有产生良好的控制效力，也没有节约资金。目前，业界多采用煤气再循环、热风喷射等切实可行的办法。有条件的企业也可以将多种方法结合在一起使用。

4 集控平稳运行的保障措施

4.1 强化技术管理，提高调控效率

集控系统主要由硬件和软件两方面组成，核心部件是微处理器[8]。硬件和软件，二者只有协同配合，硬件为软件提供载体，软件为硬件提供策略，才能更好地确保集控系统稳定运行。集控系统拥有较高的加密等级、实时传输显示处理能力以及强大的存储功能，而软件系统可以通过快速的反应和精密的运算完成复杂的、难度高的控制任务。因此，在日常的维护中，除了对硬件进行保护与检修，也要对软件进行更新和维护。对硬件要定期检查，严格记录，有损坏的部件要及时更换。同时，软件要及时进行升级，保持最新版本与运行状态，针对实际情况，对仪器进行校正与反馈。

控制系统的构成要素主要包括传感器、传输线路、操作系统软件、控制台设备以及测量开关等[9]。集控系统的构成要件比较多，设备之间具有很强的关联性，一个设备出现故障，就会导致连锁式的故障，甚至导致整个设备停运。因此，技术人员在使用集控系统时，要从整体上强化技术管理，严格按照操作手册进行使用，对于隐患和故障及时排除，提高调控水平，确保整个系统平稳运行，减少停机发生率。

为了促进火电技术的发展，国家和相关技术部门对火电行业制定了相应的技术标准以及相应的保护措施，确保设备在发生故障时系统会迅速停机，避免事故进一步恶化，保护操作人员和火电机组的安全[10]。其中，对主机和辅机都规定了相应的保护定值。这个数值是根据大量的实验测试和实践证明的，可以最大程度降低事故的发生概率，因此不能随意改动。在特殊情况下，需要对此数据进行改动，也需要经过相应的审批程序，严格按照设备操作指南，确保人员和机组的安全。

4.2 优化设备环境条件

集控设备的传感器、测量、传输、控制设备等对外环境都比较敏感，容易受到温度、湿度、压力、电磁、辐射等多因素的影响。因此，要严格按照操作规范标准执行，对集控系统的控制室、电子室、供电设备、传输电缆以及仪表用的气源所处的外部环境进行严格控制[11]。主要应注意两个方面。

4.2.1 要对控制室和电子室的温度、湿度进行调控。一些火电企业只是加装了空调系统。空调系统对于温度可以很好地调节，但对湿度却无法控制。在冬季，空气中湿度过低，空气比较干燥，器件与设备很容易产生静电，吸附灰尘以及产生静电放电现象等，导致设备电荷紊乱，甚至击穿设备，尤其是北方地区，更容易产生这种情况。夏季，空气湿度过高，空气比较湿润，模件上会产生结露现象，设备元器件之间容易导电发生短路，这种问题主要出现在南方地区。因此，必须同时对温度和湿度加以控制，确保工作环境最佳。已经安装空调的企业，可以附加安装湿度调节器。有条件的企业，可以安装温度湿度一体式的调节设备，方便稳定地控制温度和湿度。

4.2.2 做好电缆的屏蔽，排除信号干扰。集控系统采用计算机进行调控，数据信号的传输与指令的收发都很容易受到电磁与辐射的信号干扰。如果集控运行系统数据传输电缆屏蔽干扰信号工作做得不到位，就会对集控系统产生信号干扰，甚至导致系统发出错误的命令操作，给安全生产埋下隐患。因此，有必要做好电力系统的安全接地以及传输电缆的屏蔽工作。电力系统安全接地，可以及时将设备上多余的、危险的静电和异常电流传导至地下进行消除。要安装符合国家标准的、屏蔽系数优良的传输电缆，以高效率地去除干扰信号。

4.3 加强员工技能培训，强化责任意识

信息技术、监控系统、集控系统与计算机技术的结合，使得操作与控制更加便捷、高效，操作人员可以在控制室内对机组运行情况、指标、数据有很直观的了解，便于控制，大大降低了工作压力。技术带来便捷的同时，也要加强对员工技能的培训，使其熟练掌握机组运行的原理、了解仪表数据的含义、日常操作以及应急操作等，同时要强化责任意识，调动工作的自觉性，发现问题及时上报与处理，提高机组运行的稳定性。部门负责人要定期对机器运行情况与值班人员工作情况进行检查，保证设备平稳运行，安全生产记录完整。

5 结语

市场经济快速发展，人民生活水平日益提高，对电能的需求也逐渐提高，这也对发电企业提出了更高的要求。将信息技术融入发电行业是大势所趋，因此进一步提高集控系统的发展水平是非常有必要的。要认真分析火电机组集控系统运行中所暴露出来的各种问题，采用多种手段妥善解决，降低企业生产和运行成本，排除隐患，降低事故发生率，最终确保电力供应可以平稳运行。

参考文献：

[1]李红锋.火电厂600MW机组集控运行存在问题及对策分析[J].科技创新与应用，2014（9）：135.

[2]向剑.火电厂600MW机组集控运行问题和应对策略解析[J].科技经济市场，2014（4）：77.

[3]江琪.火电厂集控运行技术分析[J].才智，2012（7）：321.

[4]麻红宝，张明河.燃煤电站脱硝喷氨调整优化试验研究[J].现代制造技术与装备，2015（2）：22-23.

[5]周振起，赵星海，刘洪宪，等.我校专科“火电厂集控运行专业”毕业设计存在问题及解决措施探讨[J].教育教学论坛，2016（51）：215-216.

[6]崔文宇，郭达飞.火电厂集控运行技术分析[J].科技展望，2016（8）：182.

[7]肖纯.火电厂集控运行技术在运行期间的常见问题及改进措施分析[J].民营科技，2016（9）：267.

[8]罗俊然.浅谈火电厂集控运行技术的相关问题[J].中国高新技术企业，2015（33）：105-106.

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[10]梁建廷.火电厂集控运行技术分析[J].山东工业技术，2016（19）：178.

[11]朱鹏飞，汝金士.论火电站集控运行模式[J].科学之友，2011（6）：30-31.