劉澤濤

（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010206）

0 引言

電廠集控運(yùn)行包括集中管理與分散控制，主要負(fù)責(zé)電廠機(jī)組的運(yùn)行、調(diào)節(jié)、控制和技術(shù)管理，確保電廠機(jī)組高效運(yùn)行。機(jī)組協(xié)調(diào)控制是控制機(jī)組內(nèi)外能量合理配合，使其保持平衡，并調(diào)節(jié)壓力和功率之間的沖突矛盾，確保機(jī)組對(duì)外功率和調(diào)頻能力，有效控制蒸汽壓力誤差。強(qiáng)化電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制，可以有效確保機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，提升電廠生產(chǎn)管理水平。

1 電廠集控運(yùn)行

1.1 電廠集控運(yùn)行系統(tǒng)概述

集控運(yùn)行系統(tǒng)是現(xiàn)代電廠的核心系統(tǒng)之一，實(shí)踐應(yīng)用中效果良好，對(duì)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有積極作用。通過(guò)集控運(yùn)行系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠機(jī)組運(yùn)行實(shí)時(shí)控制，收集機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)狀況等信息，及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使機(jī)組保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，降低機(jī)組故障率，提升運(yùn)行效率，使電廠保持良好的生產(chǎn)狀態(tài)。

1.2 電廠集控運(yùn)行方面存在的問(wèn)題

目前，電廠集控運(yùn)行的問(wèn)題主要有以下2 方面：①電廠主汽壓力系統(tǒng)雖然采用間接能量平衡系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化了功能，但是由于該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在缺陷，其協(xié)調(diào)退位功能與電廠現(xiàn)實(shí)情況不符，存在一定的安全隱患，會(huì)影響電廠運(yùn)行效益[1]；②電廠再熱氣溫系統(tǒng)在功能上存在缺陷，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)的控制效果不佳，對(duì)集控運(yùn)行造成一定影響。

1.3 優(yōu)化措施

針對(duì)上述問(wèn)題，具體可以采取以下2 方面措施：①技術(shù)人員合理控制主汽壓力系統(tǒng)的參數(shù)，發(fā)揮負(fù)荷調(diào)節(jié)器的作用，彌補(bǔ)間接能量平衡系統(tǒng)的功能缺陷，使之適應(yīng)電廠現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)情況[2]；②電廠再熱氣溫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要優(yōu)化給水量的調(diào)節(jié)方式，合理使用節(jié)水溫度的調(diào)節(jié)控制功能，進(jìn)而優(yōu)化系統(tǒng)功能，使電廠集控運(yùn)行系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行

2 電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制

2.1 機(jī)組協(xié)調(diào)控制的基本功能

機(jī)組協(xié)調(diào)主要是協(xié)調(diào)機(jī)組內(nèi)部與外部能量，使其保持平衡狀態(tài)，并調(diào)節(jié)壓力與功率間的沖突矛盾，使控制過(guò)程更加理想。對(duì)外則充分保障機(jī)組對(duì)外功率響應(yīng)和調(diào)頻功能，對(duì)內(nèi)則將蒸汽壓力誤差控制在允許范圍。

機(jī)組協(xié)調(diào)控制的基本功能可以總結(jié)為3 點(diǎn)：①電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)需要分別建立汽輪機(jī)主控系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度中心的聯(lián)系、鍋爐控制系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度中心的聯(lián)系，進(jìn)而有效控制機(jī)組負(fù)荷，調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率；②在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生異常情況時(shí)，機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)需要具備調(diào)節(jié)控制鍋爐、機(jī)組負(fù)荷和汽輪機(jī)需求指令的功能；③機(jī)組協(xié)同控制系統(tǒng)需要具備回應(yīng)外界負(fù)荷波動(dòng)干擾的功能，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和規(guī)避可能影響系統(tǒng)運(yùn)行的干擾因素，強(qiáng)化機(jī)組適應(yīng)能力，降低外界負(fù)荷變化對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的影響[3]；④機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)需要具備使機(jī)組保持高效運(yùn)行的功能；⑤電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)要具備，在確保機(jī)組穩(wěn)定安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，降低工作人員工作強(qiáng)度的功能。

2.2 電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化

目前，電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)采用的是CCS-BF（爐跟機(jī)）的方式，其控制原理如圖1 所示。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，部分和主汽壓有關(guān)的參數(shù)波動(dòng)偏大，同時(shí)水、風(fēng)、燃料等供給量按照主控系統(tǒng)參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整，會(huì)使主汽壓力發(fā)生變化，表現(xiàn)為鍋爐與汽輪機(jī)在能量方面不平衡，需要系統(tǒng)按照壓力差對(duì)風(fēng)、水和燃料供給進(jìn)行調(diào)整控制。系統(tǒng)優(yōu)化可以從以下8 個(gè)方面著手。

圖1 CCS-BF 協(xié)調(diào)控制方式基本原理

（1）負(fù)荷設(shè)定回路。根據(jù)RUNBACK（輔機(jī)故障減負(fù)荷）計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)上限和下限的限制，技術(shù)人員必須要設(shè)置系統(tǒng)負(fù)荷指令，包括系統(tǒng)負(fù)荷的上限與下限、負(fù)荷速率和增減閉鎖，都需要設(shè)置定額。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)自動(dòng)將運(yùn)行負(fù)荷與系統(tǒng)定額對(duì)比，經(jīng)過(guò)計(jì)算后發(fā)出相應(yīng)的指令，控制系統(tǒng)接到指令后執(zhí)行相應(yīng)的電網(wǎng)調(diào)頻命令。

（2）汽壓設(shè)定回路。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)按照系統(tǒng)接收到的負(fù)荷指令進(jìn)行計(jì)算，得出當(dāng)前的主汽壓，并經(jīng)過(guò)增減速率的限制和慣性環(huán)節(jié)的計(jì)算，向主控系統(tǒng)傳輸計(jì)算結(jié)果，從而設(shè)定運(yùn)行滑壓值。

（3）鍋爐主控。系統(tǒng)水、風(fēng)、燃料裝置主要是接收主控系統(tǒng)指令，通過(guò)燃燒控制裝置和負(fù)荷指令回路之間的接口，接收機(jī)組負(fù)荷指令或者修正后的壓力指令，以此調(diào)整風(fēng)、水和燃料裝置。

（4）汽輪機(jī)主控。機(jī)組負(fù)荷指令本質(zhì)上是主控系統(tǒng)發(fā)出的指令，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，主控系統(tǒng)發(fā)出指令時(shí)有一定時(shí)延[4]。因此，需要對(duì)主動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，降低時(shí)延，防止汽壓波動(dòng)過(guò)大，一般可以嘗試增加壓力拉回或慣性的方式修正系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制的時(shí)延。

（5）輔機(jī)故障快速降負(fù)荷回路。當(dāng)電廠機(jī)組處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果輔機(jī)跳閘，則系統(tǒng)將進(jìn)入RUNBACK 工況，并降低負(fù)荷、控制燃料輸送、并轉(zhuǎn)入TF（機(jī)跟爐）模式，整個(gè)機(jī)組將處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。電廠送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、空氣預(yù)熱器等設(shè)備都需要有RUNBACK 功能：①RUNBACK 激活，按照裝置的最大出力值與鍋爐的指令反饋進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果減掉1%求最終值，限速后與設(shè)備最大出力值進(jìn)行比較，若輸出值仍大于設(shè)備最大出力值，則RUNBACK 激活；②RUNBACK 復(fù)位，復(fù)位的方式有手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位，手動(dòng)復(fù)位的條件是當(dāng)RUNBACK 激活后，系統(tǒng)實(shí)際壓力值和汽壓設(shè)定值間的偏差在1 MPa 以下可以手動(dòng)進(jìn)行復(fù)位，自動(dòng)復(fù)位的條件是，爐膛內(nèi)部無(wú)火且此時(shí)負(fù)荷與RUNBACK 激活時(shí)計(jì)算出的負(fù)荷最大值接近，此時(shí)RUNBACK會(huì)自動(dòng)復(fù)位，不需要手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（6）電網(wǎng)調(diào)頻回路。電廠汽輪機(jī)主要是通過(guò)DEH（數(shù)字電液控制系統(tǒng)）對(duì)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行控制，響應(yīng)電網(wǎng)的頻率差，并發(fā)出相應(yīng)的指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)MCS（調(diào)制與編碼策略）接收系統(tǒng)信號(hào)，進(jìn)而對(duì)風(fēng)、燃料、水供給量和供給速率實(shí)現(xiàn)有效控制，此時(shí)可以將汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥變化時(shí)產(chǎn)生的誤差控制在合理范圍內(nèi)。同時(shí)配合使用調(diào)頻功能，以改善負(fù)荷動(dòng)作反向的問(wèn)題和一次調(diào)頻問(wèn)題。需要注意的是，只有當(dāng)DEH 處于限壓控制的狀態(tài)時(shí)，方可投入一次調(diào)頻。

（7）熱值修正回路。熱值修正回路的主要功能是控制給煤機(jī)，如果燃料出現(xiàn)變化，熱值修正回路就會(huì)向給煤機(jī)發(fā)出指令，使其調(diào)整轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制燃料供給量，使機(jī)組運(yùn)行效率保持相對(duì)恒定。

（8）優(yōu)化效果分析。經(jīng)過(guò)優(yōu)化處理后，電廠機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性顯著提升，一旦鍋爐或汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以有效控制故障影響范圍。此時(shí)技術(shù)人員可迅速探查機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)異常的原因，并及時(shí)采取措施。此外，以負(fù)荷變化速率來(lái)控制機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)功能，可以有效避免因機(jī)組負(fù)荷變化過(guò)快導(dǎo)致熱應(yīng)力急劇增加，可以使機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)保持良好，降低機(jī)組運(yùn)行損耗。

3 電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的作用

電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用具體表現(xiàn)為以下2 個(gè)方面。

（1）生產(chǎn)過(guò)程控制。通過(guò)集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)可以對(duì)電廠生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效控制，顯著改善電廠的運(yùn)行狀況，降低故障發(fā)生率?；跈C(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)可以對(duì)提升信息采集效率以及利用效率，增強(qiáng)對(duì)機(jī)組各部分的控制，從而確保機(jī)組穩(wěn)定高效運(yùn)行[5]。

（2）生產(chǎn)設(shè)備的保護(hù)。通過(guò)集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的配合，可以及時(shí)掌握機(jī)組各部分的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)緊急停止運(yùn)行或者轉(zhuǎn)入低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，可以有效控制系統(tǒng)故障造成的影響，避免對(duì)其他設(shè)備造成影響和破壞。此外在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)可以了解設(shè)備運(yùn)行工況，便于采取針對(duì)性的保護(hù)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

合理利用集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)、鍋爐等多種設(shè)備的集中管理與協(xié)調(diào)控制，可以有效提升機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，對(duì)電廠發(fā)展具有極大的積極作用。