褚永春

摘 要：集控運行是當前大中型火電廠使用的主要技術(shù)，600 MW機組對于集控運行技術(shù)的使用極為普遍，但在運行中要面對各種技術(shù)、管理以及外部問題，因此要采取各種措施，不斷提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性，提升火電廠的安全能力和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：火電廠 600 MW機組 集控運行 問題

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0015-02

1 火電廠集控運行的內(nèi)涵及模式

1.1 600 MW火電廠集控運行系統(tǒng)

600 MW火電廠的集控運行通過一種綜合控制系統(tǒng)實現(xiàn)。這種系統(tǒng)能夠有效推動大中型火電廠自動化的實現(xiàn)，與傳統(tǒng)的集控技術(shù)相比，具有了自動化、數(shù)字化和集成化的特點，能夠有效提高火電廠的自動化程度，4G技術(shù)和自動化的整合能夠使火電廠實現(xiàn)實時監(jiān)控，信息操作、傳輸、調(diào)度都能得到極大的優(yōu)化，從而在提高運行效率的同時，降低生產(chǎn)事故。

集控運行系統(tǒng)配備自動處理器，并以此為中心對火電廠進行集約式、自動化的管控，這一技術(shù)主要包括了火電廠的運行監(jiān)督、電氣設備的運行操作管控和分散控制技術(shù)。集控運行技術(shù)將計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)以及控制技術(shù)集為一體，實現(xiàn)了對火電廠運行的遠程控制及信息傳輸。

1.2 火電廠集控運行的控制模式

（1）分散式控制。

這種控制模式主要是一些運行時間較長的火電廠所使用，這些火電廠使用集中控制存在一些問題，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，會導致機組問題頻發(fā)，降低電廠工作效率。使用分散性控制，可以采取分層式的管理操作模式，對各發(fā)電機組的控制力會更有效，也能遏制事故的頻發(fā)。

（2）分級式控制。

針對各電廠的具體情況，要使集控運行系統(tǒng)更好地運行，可以采取分層的方法，每個系統(tǒng)的層次對應一個管理層，各個層次的管理是互相獨立又互相聯(lián)系的，以此控制整個系統(tǒng)的運行。

（3）綜合控制。

綜合控制的產(chǎn)生有賴于通信系統(tǒng)的發(fā)展，通信系統(tǒng)與集控系統(tǒng)相結(jié)合，使控制系統(tǒng)以全新的方式運行，能夠更加高效、迅速地傳輸數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運行更具有協(xié)調(diào)性，運行效率也得到了大幅提高。

2 600 MW火電廠集控系統(tǒng)配置及運行

2.1 集控系統(tǒng)的構(gòu)成

集控系統(tǒng)作為火電廠的指揮監(jiān)控核心所在，要收集機組DCS以及PLC等系統(tǒng)運行時的數(shù)據(jù)。這一系統(tǒng)包括了三部分，現(xiàn)場控制層、系統(tǒng)服務層以及監(jiān)控層。主控室相鄰的電子設備室一般就是現(xiàn)場控制層，傳感器和變送器發(fā)送的信號都由這一層的DPU接收，根據(jù)控制策略開展邏輯運算，運算結(jié)果直接傳輸?shù)浆F(xiàn)場的執(zhí)行設備。系統(tǒng)服務層主要負責與監(jiān)控層各種計算機以及控制器的連接，從而完成各種信息的接收以及發(fā)送工作。監(jiān)控層則是操作人員主要負責的工作站，對各運行設備進行監(jiān)控，并對信息與系統(tǒng)服務層進行實時傳輸。

2.2 各功能模塊的運行方式

（1）主控系統(tǒng)。

主控系統(tǒng)要負責將電網(wǎng)自動控制系統(tǒng)的負荷指令傳輸出去，運行人員也可通過手動限速或限幅調(diào)整負荷指令。

（2）鍋爐系統(tǒng)。

鍋爐主控系統(tǒng)可以對主蒸汽壓力系統(tǒng)進行閉環(huán)控制，并且對負荷質(zhì)量進行前饋控制，使鍋爐實現(xiàn)節(jié)能效果。前饋控制還能夠使鍋爐輸入和輸出的能量保持最大限度的平衡。

（3）蒸汽輪機主控系統(tǒng)。

汽機主控主要由協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)完成。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠控制整個汽輪機，對蒸汽輪機下達各項指令。汽輪機的主控是機組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)以及數(shù)字電調(diào)等系統(tǒng)的中間層控制系統(tǒng)，下達的指令通過DEH完成，DEH可以控制汽輪機的調(diào)速汽門開度，從而使蒸汽量能夠保持充足的狀態(tài)，以確保機組能夠按照負荷運行，并且使鍋爐和蒸汽輪機的能量能夠保持相對的平衡。汽機主控系統(tǒng)的控制對象主要是主蒸汽壓力，汽機主控系統(tǒng)可以通過負荷壓力函數(shù)來生成主蒸汽壓力。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方式

監(jiān)控層一般采取I/O模式，通過雙絞線或者光纖傳輸信號，使用硬接線電纜連接集控室DCS的I/O通道，確保DCS能夠監(jiān)控各個電氣設備。另外，也可以將硬接線電纜和采集柜有機地結(jié)合在一起對電廠設備進行監(jiān)控，這種方式主要是通過雙絞線進行傳輸，可以節(jié)約電纜及其安裝費用。

2.4 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運行方式

（1）手動運行。

鍋爐、蒸汽輪機都通過手動狀態(tài)進行控制。根據(jù)機組的實際發(fā)電功率，運行人員手動控制主蒸汽壓力，鍋爐主控系統(tǒng)下達對主燃料量的跟蹤指令。運行人員對鍋爐燃燒控制系統(tǒng)輸入給定值，然后由鍋爐燃燒系統(tǒng)自動運行。這種方式主要是在機組的啟動、停止或者快速甩負荷情況下使用。

（2）機跟爐且功率可控。

鍋爐主控系統(tǒng)調(diào)節(jié)負荷，再由運行人員手動輸入給定值后，由蒸汽輪機自動運行，使機前壓力能夠維持穩(wěn)定。這種狀況下機組對外界負荷的響應會比較慢，因此機組通常在帶基本負荷狀態(tài)下使用這種方式。

（3）爐跟機方式。

蒸汽輪機主控系統(tǒng)調(diào)節(jié)負荷，運行人員手動輸入給定值，再由鍋爐主控系統(tǒng)自動運行，從而使機前壓力保持穩(wěn)定。這種狀況機組對于外界的負荷響應比較迅速，因此多在機組運行正常的狀況下使用。

（4）協(xié)調(diào)控制方式。

蒸汽輪機和鍋爐的主控制器都是自動運行，整個機組由于帶變動負荷狀況，處于一種協(xié)調(diào)控制的狀態(tài)，同時，機組可以根據(jù)電網(wǎng)AGC負荷指令對電網(wǎng)進行調(diào)頻。

（5）機跟爐由蒸汽輪機調(diào)壓方式。

鍋爐側(cè)故障、蒸汽輪機運行正常的狀況下，要使機組能夠連續(xù)運行，同時排除故障，就可以使用這種方式。鍋爐側(cè)故障后，機組的輸出功率將受到限制，因此需要依據(jù)實際負荷指令，通過蒸汽輪機主控系統(tǒng)使機前壓力維持穩(wěn)定。

（6）爐跟機且鍋爐主控調(diào)壓方式。

這種方式一般是在蒸汽機側(cè)故障而鍋爐運行正常時使用。這種狀況下，既需要機組連續(xù)運行，又要排除故障，就可以通過這種方式運行。蒸汽輪機故障使機組的輸出功率受到限制，這里鍋爐主控系統(tǒng)就會依據(jù)實際負荷指令來保持機前壓力的穩(wěn)定。這種方式也可以在機組啟動時使用。

3 600 MW火電廠集控運行中的難點

3.1 過熱汽溫系統(tǒng)

過熱汽溫控制系統(tǒng)是指調(diào)節(jié)火電廠鍋爐中煤炭和水的比例，可以通過一級、二級或三級減溫水來進行輔助調(diào)節(jié)。汽溫系統(tǒng)可以通過微調(diào)、細調(diào)或者粗調(diào)3個標準進行調(diào)節(jié)，粗調(diào)就是調(diào)節(jié)水與煤炭的比例，微調(diào)及細調(diào)則需要使用減溫水進行輔助調(diào)節(jié)。汽溫系統(tǒng)可能因為多種因素出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，如過剩的空氣系數(shù)、給水溫度和火焰中心的溫度過高，燃水比問題、受熱面凝渣等。直流爐中出現(xiàn)微過熱時就是校正信號的出現(xiàn)，這里需要從里向外傳輸信號，如果過熱汽溫系統(tǒng)較為扎實，則可以正確傳輸信號，如果存在設計或者生產(chǎn)上的問題，則此系統(tǒng)不能很好地傳達校正信號。

3.2 再熱汽溫系統(tǒng)

再熱汽溫系統(tǒng)的控制更為困難和復雜?；痣姀S集控運行過程中，出于成本考慮，會通過溫水對再熱汽溫系統(tǒng)進行溫度的控制，這種方式從表面上看可以有效控制溫度并降低成本，但實際運行中，會造成一些負擔，亞臨界機組尤為明顯，亞臨界機組使用溫水控制溫度時，這種方法可能因為再熱蒸汽量過大的問題導致再熱系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定以及設備的損壞，對機組運行效率以及效益都會產(chǎn)生很大的影響，在這種情況下，火電廠應該使用其他的方法降低溫度，如煙溫擋板、擺動式燃燒器以及熱風噴射等。

3.3 主汽壓力系統(tǒng)

鍋爐燃燒產(chǎn)生的能量和機組負荷之間的平衡是蒸汽輪機運行質(zhì)量的重要保證，即直接能量平衡，經(jīng)過不斷的研究與試驗，直接能量平衡公式成熟度已經(jīng)得到了極大的提高，并被廣泛地應用在主汽壓力系統(tǒng)中，效果十分明顯，有效地克服了鍋爐燃燒時存在的慣性大、過程慢等缺陷，能夠與蒸汽輪機的調(diào)閥動作有效協(xié)調(diào)，從而使機、爐配合更加密切，電網(wǎng)負荷以及機組運行都能更加靈活、穩(wěn)定。但仍然有一些協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)采用的是間接能量平衡理論，它的主汽壓力系統(tǒng)在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)退出時，仍然需要使用直接能量平衡公式的理論，要使其他系統(tǒng)也能使用直接能量平衡公式理論，就需要對主汽壓力系統(tǒng)進行精確的控制，而主要方式就是控制好爐膛的煤粉用量。

4 600 MW火電廠機組集控運行人員問題

4.1 提高運行人員的素質(zhì)

集控系統(tǒng)集成了計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)，在減輕工作人員工作量的同時，也對運行人員的素質(zhì)提出了更高的要求。工作人員必須要不斷使自己成為操作技術(shù)的熟練工，因此需要不斷提高自身的專業(yè)技能，提高對操作系統(tǒng)的熟練度和作業(yè)能力。工作人員要提高合作能力，加強工作經(jīng)驗和資源的共享，互相交流，提高自身。火電廠要定期組織培訓，不斷革新操作技術(shù)和管理理念，確保工作人員能夠緊跟技術(shù)的發(fā)展，不斷完善自身的知識和技術(shù)結(jié)構(gòu)。

4.2 要有責任意識

集控運行環(huán)環(huán)相扣，任一環(huán)節(jié)出問題，都可能導致系統(tǒng)的整體故障。因此，在操作過程中，必須有強烈的責任意識，能夠熟悉每一個操作細節(jié)，反復檢查操作流程。操作過程要注意步驟，每一個環(huán)節(jié)的操作都要根據(jù)系統(tǒng)的整體進行分析。同時，集控運行的操作是通過中心的處理器實現(xiàn)的，不僅有復雜的硬件系統(tǒng)，還有軟件系統(tǒng)，因此在操作中要注意結(jié)合硬件和軟件。

4.3 完善對集控運行的管理

工作人員要針對實際情況，在實務操作時有良好的規(guī)劃，確保職責明確，運行有序。要及時填補管理漏洞，結(jié)合電廠實際情況，不斷改進并完善集控運行的模式。

5 結(jié)語

火電廠有自身的運行方式，要根據(jù)600 MW機組的集控運行系統(tǒng)實際要求，分析系統(tǒng)運行中已經(jīng)存在或可能存在的問題，從管理、技術(shù)以及外部保護上采取各種措施，確保600 MW機組集控運行能夠更加高效、穩(wěn)定，促進火電廠安全能力和經(jīng)濟效益的提高。

參考文獻

[1] 向劍.火電廠600MW機組集控運行問題和應對策略解析[J].科技經(jīng)濟市場，2014（4）：77.

[2] 李紅鋒.火電廠600MW機組集控運行存在問題及對策分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（9）：135.

[3] 晨一新.火電廠電氣自動化技術(shù)的應用[J].自動化應用，2015（12）：123-124.

[4] 井然.600MW火電集控運行中的常見問題及解決對策[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，2016（3）：439-442.

[5] 陳毅藝.燃煤電廠集控運行與機組協(xié)調(diào)控制[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（4）：110.

[6] 王建中.600MW機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)分析與優(yōu)化[D].華北電力大學，2013.