火力发电厂发电机的集控运行分析

2021-12-02上海吴泾第二发电有限责任公司

电力设备管理 2021年14期

上海吴泾第二发电有限责任公司伍鹤

1 集控运行技术分析

在我国以前的火力发电厂运行管理技术中，传统的运行管理模式已不符合当前发展观念，资源的利用率较低，其中也存在大量浪费，电力供应的质量也难以得到保证。集控运行技术的应用实现了火力发电厂管理的集约化、智能化、精细化管理，不但提高了运行效率，而且有效地降低了运行设备故障发生率。

1.1 独立管理分散系统分析

发电机组的集中控制系统也称为分散式控制系统（DCS），在该控制系统中主要是通过自动化技术为基础，将一些比较繁琐和复杂的控制工作进行简化，进而形成一种全新的自动控制结构，和传统控制模式相比具有较强的先进性和合理性。将该系统处理器作为核心控制点可对整个火电厂发电工况中的整个流程动态进行控制和监测，使整个发电效率提升[1]。

该管理系统在目前的集控运行管理系统中应用十分广泛，可实现对每一个设备的点对点管理，同时能确保机组中某台设备出现问题而不会影响到其他设备，独立性较强，有效地提升了整体机组运行的安全性。在系统设计中，所有的计算机终端都是相互独立的，可独立地分析与处理数据信息，从而使整个数据运行处于有序控制下，当系统中出现故障，可通过总控制准确地定位到故障发生位置，及时对故障点进行隔离维修，避免了对整个系统的排查，显著地提升了运维效率[2]。

1.2 阶梯式管控系统

火力发电厂发电机的集控运行采用的是分散化的管理，按照总体的管控目标又可将不同阶梯划分为各种小的管控目标，依照这种阶梯级别对各个分支进行管理，同时也可实现对不同的控制对象进行针对性的管控。

1.3 综合控制系统

其是将计算机控制系统与其他类型的系统结合起来使用，从而保证数据的传输更加准确与高效，与前两种控制系统相比，综合控制系统是分散控制系统的改进版本，在该系统控制中可对发电机组的各个部位进行精准地控制，对其中出现的故障情况能更加有效地处理。在传统的火力发电厂发电机的控制系统中，大多数都是采用的单一管理的模式，在这种模式的管理下很容易导致发电机组之间数据交流缓慢，甚至导致系统更新较慢，而且单一管理模式将控制系统中的各个部分孤立起来，那么发电机组在运行过程中的数据搜集则对于整体控制系统质量的提升意义不大[3]。在当前的技术背景下，应用综合性的集控管理技术可根据需要进行更新，有效地避免信息孤岛的出现，同时也可实现对电流值等数值进行精确化的计算。

2 集控运行系统的管理分析

2.1 热机保护系统的管理

在整个集控运行管理系统中，各种保护系统是非常重要的一个部分，该部分的平稳运行一方面可确保发电机组能安全稳定的运转，保证生产效率，一方面又给予工作人员劳动保护方面的作用，保证工作人员在工作中处于安全的环境中。在具体运行过程中，如果火电厂的发电机组在运行中出现严重异常情况，那么相关保护系统就应立即识别到异常，迅速地做出反应，在最短时间内停设备或停机停炉，避免发电机组发生较大的损坏。在热机保护系统，需根据发电厂的实际生产需求及安全生产的要求对热机保护系统进行权限设置与参数设置，在设置完毕之后，任何人不可随意变更热机保护系统的相关参数，更不能为了生产过程中的方便而随意关闭热机保护系统，避免产生较大的安全事故。

需注意的是，如发电机组在运行过程中出现紧急情况，是可对热机保护系统的参数数据进行修改的，需严格按照变更管理条例及相关程序中的规定进行，很多电厂是需负责生产的总工同意后方可修改，待发电机组的紧急问题解决完毕后，热机保护系统的参数要恢复变更前的数据，以此来保证系统能对发电机组起到持续的保护作用。

2.2 集控运行系统的管理

在集控运行系统中微处理器是核心部件，微处理器的应用可对大量数据进行存储与管理，同时可进行实时性的数据传输，其稳定性和安全性都较良好。在目前的火力发电厂机组设备构成情况看，各种设施的构成越来越复杂，其控制策略也更加复杂，所以集控运行系统的流畅、高效化运行就必须借助软件的组态来对系统中的各个部件进行管理与协调。

在火力发电厂实际运行操作过程中，集控运行系统的应用已更加广泛，大多数运行操作人员对该系统的操作较熟练，但对其软件构成、硬件构成、后期的维护管理工作却明显经验不足。尤其是随着计算机信息技术的不断发展，软件更新换代速度非常快，而工作人员对软件管理的重视程度不够，在实际运行中严禁随意更改参数，避免造成集控运行系统出现问题，进而造成发电机组的运行时带来较大的损失。所以在操作系统的过程中要意识到软件管理的重要性，同时也要养成数据备份及软件操作数据资料存档的良好习惯，以保证集控运行系统能正常运行。

此外需注意，集控系统的运行需良好外部环境进行保证，从目前实践看，集控系统环境包含有控制室、电子室环境及计算机控制系统接地等，这些设备的好坏直接关系到集控运行系统运行的效率高低。如，当UPS 电源和空调系统在没有完全调试完毕后，集控系统机柜就已开始了安装与调试、电缆孔洞没有及时地封堵、电子室遭受各种无关人员的随意出入等因素，均可能会对集控系统的运行产生不良影响，所以在具体应用过程中，应对集控系统中各个组成部分都投之以足够的重视，协调各部分间的工作，加强集控系统的全方位管理。同时，发电机组的启停过程是一个不稳定、错综复杂的过程，运行人员将在各种不同的状态下对蒸汽温度和温度率及蒸汽压力的升降率进行良好、有效地控制。

从目前的应用看，机组启停一般都要正常停机或采用滑压方式停机的方式进行，在正常停炉前需对锅炉进行全面的吹灰，在停炉的过程中要尽量使用减弱燃烧的方式来对温度进行柔性控制，不建议使用大量减温水量的方式进行控制，如在滑停过程中温度下降速度较慢，还可适当减少煤量，同时配合燃烧器摆角的高低、锅炉的风量、减温水的流量的大小，但在这个过程中须保证蒸汽有50℃以上的过热度，防止出现蒸汽中带水，对整个机组产生水击、损坏汽轮机叶片的严重后果。此外也可利用开大上层二次风挡板、关小下层二次风挡板的方式来降其汽温，需注意的是，过热器一级、二级减温器后的温度应高于过热气压下的饱和温度，这样可有效防止过热器中积水而对管道造成不良影响。

2.3 总控系统的管理

集控运行的总控系统通常由电缆执行模块、测量设备、盘台设备、变送器开关、控制系统的软件部分、控制系统的硬件部分共同构成，无论哪个模块出现严重问题就会导致整个控制系统受到影响，甚至会引发发电机组的损坏。此外，还需对总控系统中其他组成系统进行分析。对主汽压力系统的控制来说，该系统无论是在传统控制体系还是在当前集控控制体系中都有非常成熟的应用经验，该系统是通过控制进入炉膛中的煤粉量从而实现对主汽压力的良好控制。过热汽温系统的控制原理为：使用超临界机组对煤水比进行有效调节，然后再结合使用一、二级减温水来进行辅助性调节，进而实现良好的控制效果，这种调节方式在我国的火力发电厂中有较广泛应用，技术也非常成熟，一般在火力发电厂发电机的集控运行中是不需在策略方面做出调整的，但在实际应用过程中一些细节问题也是突出存在的。

如在执行机构之后，因设计生产的问题会导致线性不好的问题频频发生，对于整个系统产生不良影响。对于再热汽温系统的控制来说，对再热气温比的控制相对于一次汽温控制来说更为复杂，也具有较大的难度，所以大多数火电厂都是通过使用减温水来进行调节，其最大的优势是能简单地进行温度控制，最大的缺点是一部分给水泵出口的水没有经过高压缸的做功，使经济性明显降低。对于电厂中的亚临界机组，如每喷入1%的减温水发电煤耗就会降低0.4～0.6g 的标煤，因此在目前的控制运行系统中，更多发电厂开始采用其他方式来进行调节再热汽温，从目前的实践情况看，合理烟风挡板调节、摆动燃烧器高低、优化吹灰的使用等方式都是调节再热汽温的良好方法。