火電廠熱工自動化設備的改造

閻　峰

摘要：火電廠于20世紀90年代初投產的機組。其大部分主輔機設備可控性和可靠性較差，所配備的儀表及自動化裝置主要是常規自動化儀表和由晶體管電路構成的組合儀表及組件組裝儀表，這類機組的突出問題是熱耗高、煤耗高及故障停機次數多：自動投入率低，儀表準確性差，保護動作正確率低，使得運行人員多，負擔重，長期處于緊張狀況。為降低能耗，提高安全運行水平，必須采取措施，對主輔機進行完善化改造，使主輔設備性能有很大提高。

關鍵詞：火電廠：自動化設備；改造

一、火電廠老機組熱工自動化設備的更新已成大勢

近10余年來，電子技術和計算機技術迅速發展，以微機為核心的新型自動裝置不斷出現，其準確性、穩定性和可靠性是常規裝置無法相比的。國內儀表行業以引進技術、合作及合資生產方式生產了具有國外先進水平的產品。20世紀80～90年代初，主要由小型機或國內自行開發的微機所構成的計算機監視系統(DAS)，其性能和功能難以滿足要求而進入更新期。主輔機改造后，原來所配備的自動化系統和裝置必須進行相應改造。以滿足現代化電廠安全、經濟運行的需要。另外，廠網分開后，為使老機組適應電網調度自動化對電網調頻和調峰要求，除在機組本體進行相應改造外，對自動化改造提出了更高要求。隨著火電廠污染控制和監督能力的提高，自動化系統應在提高燃燒效率，降低可害氣體方面發揮作用，并且進行實時監測，為檢查鍋爐污染物排放量提供準確、可靠的依據，也為環保部門進行監督提供有力的依據。機組按運行狀態進行檢修，要求自動化系統為“預測檢修”提供準確、可靠的運行數據和狀態。以便確定檢修時間。所以，對老機組進行自動化改造是現代化電廠的必然要求。

二、優化老機組自動化設備的有效措施

第一，老機組自動化改造的目的是提高機組整體運行水平。通過改造要做到降低煤耗，提高可用率，減少運行人員，并能實現AGC和適應調頻調峰要求。因此，老機組自動化改造工作不能獨立進行，必須與主機、輔機的技術更新工作配合進行。完善的自動化只能建立在可控性好的機組和可靠性高的自動化裝置基礎上，任何脫離主輔機改造的自動化改造都是很難取得實效的。

第二，自動化系統的基礎是測量元件、傳感器和執行機構，應首先改造不能適應工作要求的測量元件和執行機構，選用性能好、質量高的傳感器、變送器、開關儀表及執行器。這里還應特別注意與執行機構相連的閥門，它直接影響自動系統的改造效果。

第三，對老機組自動化改造必須進行長遠考慮，不能忽視設計的重要性，否則難以避免反復改造。老機組的主機經改造后延長了繼續服役的年限，因此改造方案應考慮機組繼續服役過程中，不會再出現無法適應新的運行方式。無論在裝置選型和功能實現上都應進行全面、長遠的考慮，提出合理的設計方案。對于目前因技術問題或資金限制暫時不能實現的功能，可留待以后分階段實行，但在選擇DCS配置時應留有可擴展的余地，并考慮DCS的開放性，以便與其他廠家設備如PLC相連接，實現分步改造的方式，逐步擴展完成整個機組的自動化改造。

第四，設備質量是自動化改造工作成敗的關鍵，在選擇和購買設備或配件時，應以質量、可靠為前提，采用公開、公正和公平的招標方式選取供貨商。招標前要提出要求合理的技術規范書，制定合理的標底，防止招標中的不軌行為。招標前對供貨商的資格審查很重要，選擇的供貨商要具備以下基本條件：具有合法資格證明；有成套設計供貨能力和業績；有健全的質量保證體系；有相對穩定的職工隊伍和售后服務力量。若電廠對DCS或其他控制設備的生產廠商和產品質量不甚清楚時，可向咨詢機構咨詢，再通過有目的的調查研究，選擇幾家廠商作為招標對象。積極支持民族工業發展，優先選用符合性能要求的國產化產品或在國內有合作單位的產品，不僅可降低造價，而且有利于備品的供應和廠家的售后服務。

三、自動化設備改造過程中應注意的技術要點

采用DCS為主控設備，實現DAS、MCS及SCS功能；至于DEH和FSSS功能，應根據供貨商的供貨經驗合理選擇。但必須保證相互通信，數據共享。可根據資金情況分階段完成功能，最好能創造條件一次完成。對于大量群體溫度測點，宜采用就地布置的遠程智能I/O通信方式與DCS相連，在ClkT上顯示，減少電纜根數和安裝工作量。汽輪機調速系統改造應根據汽輪機具體情況和資金確定方案。對100～125MW機組可采用改裝同步器方式，但應注意盡量減少同步器的死行程；200MW機組采用純電調或電液并存方式都是可行的，應視資金情況確定；采用電液并存時應加強油系統管理，保證動力用油的油質。發電機一變壓器組及廠用交直流電的數據采集和開關控制宜納入DCS，但應妥善解決熱控與電氣專業的分工和責任。除保留緊急操作外，其數量視各廠情況確定，原則上以軟手操代替硬手操。除保留少數重要參數的模擬儀表，其他常規儀表可大量削減。改造老的控制盤臺，縮短監視操作面，以利實行一人監盤，達到真正集控的目的。原則上以DCS工作站代替控制臺，必須保留的常規儀表和硬手操設備可布置在與工作站對應的立盤上。在進行控制室和機房改造時，一定要重視防塵和空調，使機房環境條件(溫度、濕度和塵埃)符合DCS及控制設備要求。對于控制設備廠家。應盡量使產品的環境適應性強。配置可靠的UPS電源，搞好接地和必須的屏蔽工作，杜絕干擾。采用氣動執行機構的電廠應加強氣源管理。保證供應不含水、油和雜質的潔凈空氣，有利于執行機構可靠動作。選用和設計DCS時，還應考慮與廠級信息管理系統(MIS)的接口，為MIS提供必要的生產實時數據。