張紅霞

天津軍糧城發(fā)電有限公司

350MW火電廠DEH控制系統(tǒng)的優(yōu)化

張紅霞

天津軍糧城發(fā)電有限公司

伴隨供電量的持續(xù)增長(zhǎng)，火電廠機(jī)組規(guī)模不斷擴(kuò)大，作為一種高效靈活的控制方式，DEH系統(tǒng)自誕生以來(lái)得到了廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，運(yùn)行狀態(tài)呈現(xiàn)多樣化，DEH系統(tǒng)也必須與時(shí)俱進(jìn)，不斷優(yōu)化，方能滿足機(jī)組控制需求。本文從DEH控制系統(tǒng)特點(diǎn)入手分析，以某350MW火電廠機(jī)組為例闡述DEH控制系統(tǒng)優(yōu)化方案，望可供參考。

DEH控制系統(tǒng)；火力發(fā)電；系統(tǒng)優(yōu)化

自十九世紀(jì)七十年代誕生以來(lái)，電力為人們生活帶來(lái)了翻天覆地的變化，二十世紀(jì)初大規(guī)模電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，被譽(yù)為是人類工程史上最重要的成就之一，光明走進(jìn)千家萬(wàn)戶，工廠污染得以控制。隨著現(xiàn)代城市化腳步的不斷加快，供電需求持續(xù)上漲，火力發(fā)電廠機(jī)組規(guī)模不斷擴(kuò)大，其可靠性與安全性的控制也愈加困難，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH控制系統(tǒng)）應(yīng)運(yùn)而生，具有高度的靈活性與適應(yīng)性，有助于降低機(jī)組能耗，探究其應(yīng)用與優(yōu)化過(guò)程具有重要實(shí)踐意義。

一、DEH控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與指標(biāo)

1、DEH控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)精度低、響應(yīng)慢、可靠性不足，自動(dòng)化程度低，已經(jīng)不適應(yīng)火電廠機(jī)組的擴(kuò)大化發(fā)展，DEH控制系統(tǒng)作為電力技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融合的產(chǎn)物，可規(guī)避此類缺陷，提高機(jī)組運(yùn)行安全性與可靠性，具體特點(diǎn)如下：①監(jiān)控系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)對(duì)接，各項(xiàng)參數(shù)更為直觀，且精度更高，便于人員操作，同時(shí)配備聲光報(bào)警設(shè)備，若系統(tǒng)故障可及時(shí)予以提醒；②與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，DEH系統(tǒng)控制完善、具有強(qiáng)大的過(guò)載保護(hù)與自診斷功能，可在一定程度上保證發(fā)電機(jī)組的可靠與穩(wěn)定運(yùn)行；③系統(tǒng)具有自動(dòng)暖機(jī)、自動(dòng)同期、自動(dòng)帶初負(fù)荷的功能，可有效避免誤操作，提高系統(tǒng)安全性，降低事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)；④系統(tǒng)設(shè)置手動(dòng)操作盤(pán)，在顯示屏無(wú)法正常使用或是通訊故障等情況下，系統(tǒng)可轉(zhuǎn)為緊急手動(dòng)控制；⑤DEH控制系統(tǒng)采用冗余技術(shù)，可避免系統(tǒng)停運(yùn)，爭(zhēng)取時(shí)間排查故障，充分發(fā)揮了液壓執(zhí)行元件工作能力強(qiáng)、迅速平穩(wěn)的優(yōu)勢(shì)；⑥隨著技術(shù)的不斷更新，現(xiàn)代DEH控制系統(tǒng)極大地解放了人力操作，許多操作甚至無(wú)需親臨現(xiàn)場(chǎng)，大大提高了電廠整體工作效率。

2、DEH控制系統(tǒng)的指標(biāo)

DEH控制系統(tǒng)的主要控制裝置為計(jì)算機(jī)，手操后備為模擬式電氣系統(tǒng)，系統(tǒng)整體要求響應(yīng)快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)，指標(biāo)如下所示：

負(fù)荷調(diào)節(jié)靈敏度：0.1MW；

負(fù)荷控制范圍：0~120%（以額定負(fù)荷為基準(zhǔn)）；

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍：3~3390r/min；

轉(zhuǎn)速控制回路精度≤1.0 r/min；

調(diào)節(jié)系統(tǒng)延遲≤0.06%；

此外，除了負(fù)荷控制、轉(zhuǎn)速控制等常規(guī)功能，DEH控制系統(tǒng)還應(yīng)承擔(dān)起機(jī)組功能試驗(yàn)、閥門(mén)試驗(yàn)、超速試驗(yàn)等多項(xiàng)任務(wù)。

二、350MW火電廠DEH控制系統(tǒng)的優(yōu)化

下面本文將以我廠350MW機(jī)組DEH控制系統(tǒng)為例闡述其優(yōu)化方案，該控制系統(tǒng)所處機(jī)組概況如下：

表一軍電350MW機(jī)組DEH控制系統(tǒng)概況

這一組合為目前較為通用的火電機(jī)組控制系統(tǒng)形式，但在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)存在一些問(wèn)題，本文將對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化。

1、OPC優(yōu)化

在發(fā)電機(jī)組工作中，若汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)超速則會(huì)減少其使用壽命，甚至導(dǎo)致事故，為此，DEH控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)超速防止功能，可將轉(zhuǎn)速控制在3000r/min，但在實(shí)際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)速仍有超過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)的情形，給系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)了潛在風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)測(cè)試與分析可知，此現(xiàn)象產(chǎn)生原因?yàn)镈EH系統(tǒng)總閥位指令滯后于系統(tǒng)轉(zhuǎn)速變化，因調(diào)門(mén)指令與總閥位指令同處于一個(gè)MFP，數(shù)據(jù)輸出與數(shù)據(jù)掃描順序很有可能發(fā)生混亂，導(dǎo)致掃描周期延長(zhǎng)，進(jìn)而出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，基于此分析，優(yōu)化方案從調(diào)整自動(dòng)站MFP程序入手，將對(duì)滯后時(shí)間要求較高的信號(hào)如總閥位指令等相對(duì)提前，調(diào)整掃描順序，在掃描周期初始階段就對(duì)獲得的地址數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可消除滯后性。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，得到如下結(jié)果：轉(zhuǎn)速控制為3000±2r/min，符合控制精度要求，進(jìn)一步保障了機(jī)組運(yùn)行安全性。

2、一次調(diào)頻優(yōu)化

在機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的條件下，供電品質(zhì)將會(huì)受到一定影響，需要經(jīng)過(guò)調(diào)頻工作進(jìn)行調(diào)整，但上述DEH系統(tǒng)僅在電網(wǎng)頻率超出設(shè)定范圍的情況下才開(kāi)啟一次調(diào)頻功能，與此同時(shí)，自動(dòng)解除AGC，容易對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行造成干擾，進(jìn)而無(wú)法發(fā)揮一次調(diào)頻的正常功效。為此，優(yōu)化方案重新設(shè)計(jì)一次調(diào)頻功能，將DEH與CCS相結(jié)合作為控制方式。首先，需對(duì)DEH系統(tǒng)進(jìn)行一次調(diào)頻邏輯優(yōu)化，調(diào)頻死區(qū)設(shè)置為±2或±6r/min，同時(shí)增加轉(zhuǎn)速差值信號(hào)（額定轉(zhuǎn)速為3000r/min），以4~20mA送至CCS，在此過(guò)程中，限定最大負(fù)荷量為23MW，避免機(jī)組出現(xiàn)故障，當(dāng)頻率升高時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)空載狀態(tài)，即負(fù)荷降低至0，但一次調(diào)頻回路始終處于投入狀態(tài)中。同時(shí)，需在CCS內(nèi)進(jìn)行一次調(diào)頻補(bǔ)償邏輯優(yōu)化，調(diào)頻動(dòng)作發(fā)生后，DEH系統(tǒng)將傳送轉(zhuǎn)差信號(hào)，經(jīng)由死區(qū)處理和因子（K=-2.22MW/r/ min）相乘后，可以得到一次調(diào)頻負(fù)荷，所得值可直接疊加至回路主調(diào)節(jié)器作為補(bǔ)償，減弱汽輪機(jī)變化對(duì)鍋爐造成的影響。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，此方案下仍可能出現(xiàn)調(diào)頻相應(yīng)速度較慢的狀況，將動(dòng)作后DEH側(cè)負(fù)荷作為補(bǔ)償量饋入功率控制器可解決這一問(wèn)題。

技術(shù)在不斷發(fā)展，系統(tǒng)優(yōu)化不可能一勞永逸，而應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，需要相關(guān)技術(shù)人員鞏固理論知識(shí)，并在機(jī)組運(yùn)行中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高專業(yè)技能，以高度的責(zé)任感投入到工作中，對(duì)國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全負(fù)責(zé)，為社會(huì)發(fā)展做出屬于自己的貢獻(xiàn)。

[1]王睿,王春玲,鄭明欣.350MW機(jī)組DEH控制系統(tǒng)的優(yōu)化[J].自動(dòng)化博覽.2014(09).

[2]梁靜,畢勝紅.試論火電廠DEH控制系統(tǒng)的故障處理[J].科技風(fēng).2011(03).

張紅霞（1983-），女，天津人，工程師，本科，主要從事火電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的維護(hù)及檢修工作。