自動控制技術在直接空冷機組中的應用

范久平

1 自動控制技術的應用

直接空冷(ACC)自動控制系統納入機組的DCS系統(DCS系統中為每臺機組提供自動控制機柜)?？绽渥冾l控制室內布置風機變頻柜實現就地、遠方控制，將運行過程中轉速、頻率、電機電流信號傳輸到DCS，并根據機組負荷情況接收DCS的起動、正反轉指令、轉矩給定指令。該控制系統與單元機組雙向冗余通訊。

直接空冷系統的軸流風機電機采用變頻三相異步電動機，電機在工作環境溫度低時由電機預熱裝置進行加熱，減速裝置上配備有監測潤滑油流量的壓力控制器、對潤滑油油溫控制的溫度控制器及潤滑油加熱的電加熱裝置。每臺軸流風機在電機輸出軸側配備有振動開關，當振動的振幅發生異常高的情況時，切斷電機的電源，風機停轉，并發出報警信號。減速機箱上的監測潤滑油流量的壓力控制器，當潤滑油壓力低于最小流量的壓力下限值時，發出報警信號，禁止起動風機。

汽輪機排汽經空冷凝汽器冷卻凝結為凝結水，在凝結水收集管底部有供DCS檢測的凝結水鉑電阻溫度計。水環式真空泵在汽機排汽前要對空冷凝汽器及排汽管道抽真空，以便排汽更有效的凝結，在每組風機的抽真空母管上裝有就地顯示的雙金屬溫度計?？绽潆姍C、水環式真空泵電機運行過程中的負荷變化時有可供DCS檢測的定子線圈溫度，有效保護電機防止溫度過熱而損壞。

直接空冷凝汽器系統在蒸汽負荷變化、環境冷卻空氣溫度變化時，根據風機轉速級配置圖，通過變頻器調節風機轉速以及開啟或關閉排汽管道上的蒸汽隔離閥，確保汽機排汽壓力保持在一個恒定值上。

空冷變頻器在最低、額定最高、超速設定值范圍內來保護風機電機，使風機在最低最高轉速范圍之間以無級變速運行，或在低蒸汽負荷的條件下停機。

在正常運行期間，當環境溫度大于2℃時，風機在10 Hz～50 Hz轉速級運行;當環境溫度大于20℃時，可在超速范圍內運行;當環境溫度小于2℃時或某組的凝結水溫度小于20℃時，該組的順流風機將被停機，防凍保護啟動來防止凝結水的過冷導致凝汽器芯管的堵塞及芯管損壞;當環境溫度大于5℃且某組的凝結水溫度大于35℃時，該組的順流風機將被啟動，防凍保護取消;當環境溫度小于2℃時，每組的逆流風機在一定時間間隔內停機5 min，以便逆流凝汽器芯管被回暖，融化形成冰凍。蒸汽隔離閥處于常開狀態，用它向管道中噴入除鹽水，即補水除氧功能。

2 控制系統設備布置

熱控設備的布置，基本采用分散布置的原則，即熱控變送器、開關量儀表、就地指示儀表等，在距離取源部件、一次元件等最近的地點安裝，以保證儀表能準確、靈敏、安全可靠的工作。

直接空冷系統熱控測量參數較多，熱控電纜敷設分成DCS機柜至空冷變頻柜、DCS機柜至空冷風機組(電機線圈溫度、風機振動、潤滑油流量開關、凝結水母管溫度)、空冷變頻柜、AC220 V電源柜、配電箱至空冷風機組(電機電源及預熱、齒輪箱溫控器、電動蝶閥)幾部分。

施空冷電纜橋架在風機組平臺下為非剛性連接，避免由于風機振動而引起的平臺共振對空冷基座的損壞。在電動蝶閥的擋板后的閥體進行電伴熱(使閥體溫度保持在10℃)，防止結冰引起的設備損壞，電源來自空冷AC220 V電源柜。風機平臺布置的端子箱、電源箱、電纜線槽位置合理、檢修方便、美觀得體。

直接空冷系統風機變頻柜統一布置在變頻控制室。變頻柜作為空冷電纜敷設的樞紐環節，既有電機的電氣電纜，又有系統的控制電纜，電纜型號各異，交叉環節多且相互干擾大。為保證控制系統的可靠運作，電纜實施分層布置、規范走向。變頻控制室地面鋪設防靜電地板，潔凈自然。靜電地板下電纜排列有序，層次分明，兩者和諧統一。

3 直接空冷系統的主要設備及自控技術的改進

筆者認為直接空冷系統也有其一定的局限性。

首先，汽機排汽背壓高、凝結水溫度高、壓力高，易導致凝結水精處理系統樹脂使用周期縮短，失效幾率增大。常規分析儀表(鈉表、硅表)水樣的壓力、溫度都很低，使其無法正常投運而影響蒸汽品質。現階段國內采用中壓精處理設備(高速陰陽床系統)，陰陽床系統前應加裝工業冷卻水系統、需在分析儀表前加裝減溫減壓設備。

其次，空冷風機組調速范圍易受環境氣候影響，特別是暑季期間長時間超速運行的風機電機經常處于超溫狀態，勢必影響風機電機的使用壽命，建議采用適應當地環境溫度、負荷要求的相匹配的風機電機。

4 直接空冷系統的前景及推廣

直接空冷系統(ACC)能夠在熱力循環中最大程度減小汽水損失，克服了水冷凝汽器系統施工安裝工作量大、經濟性差等缺點，適合在能源儲量豐富但水資源較少的地區廣泛推廣，具有良好的經濟性。

直接空冷系統有待于從工程設計勘測、機組運行調試、施工安裝上再精雕細琢、不斷完善，克服局限性。相信作為火力發電廠熱力循環中新的一員，一定會在逐步發展中不斷改善優化，為祖國電力工業發展做出應有的貢獻。