淺談火電廠工程建設中熱控設備選型問題

摘要：在火電廠建設過程中，熱控設備的選型問題直接關系到工廠機組的正常運行，為此相關部門應該注重火電廠工程建設中熱控設備的選型問題。本文主要分析熱控設備在火電廠中的選型問題，以期給相關部門改進工作提供一些有益借鑒。

關鍵詞：火電廠工程；熱控設備；問題；對策

熱控設備的應用遍及在火電廠工程的各個部位，熱控設備的選型是否合理直接關系到機組的正常運行和故障處理，是反映火電廠自動化水平的重要標志。熱控設備的選型直接影響到機組投產之后的安全經濟運行，所以相關部門必須高度重視。

一、火電廠熱控設備類型分析

熱控設備主要是指火電廠中用于熱力系統調節、監視、保護和控制的就地檢測和執行設備中央控制系統的總和。現階段，熱控設備的選型統一化、控制系統統一化設計在火電廠工程中的已經成為一種趨勢，這種設計可以方便檢修人員對機器進行維護檢修，方便操作人員操作，減少人員培訓費用等。現階段對各大火電廠而言，機組在600MW以下特別是300MW以下的都可以使用這種控制方法，但是對于很多大型火電機組，由于對主機和主要輔助機的性能要求較高，很多設備都需要從國外進口，需要按照其自身要求配置合適的控制系統，這就造成了熱控設備選擇的復雜化。

現階段，市場上的熱控設備大都分為三類；第一種產品是市場最多也是普遍使用的一類儀表，價格相對較低，性能較好，提供的備件和服務較好，產品規格齊全。進口件組裝的產品，參數與規格與原裝產品相似；對于控制系統而言，使用硬件進口，并在國內實行軟硬件的開發組合，在實際的使用過程中，開發系統要符合用戶和設備系統的實際需要；這種產品是大型火電廠的主流選擇；第二類產品，現階段逐漸呈現出快速發展的勢頭，對于大型火電廠來說，由于控制設備對機組安全可靠運行關系越來越密切，控制設備的總體運行費用在整個機組投資中的所占的比重越來越小，加之我國國內控制設備本省質量不高，從上世紀八九十年代開始，隨著整島招標進來的進口控制設備的引進，國產儀表的質量與進口產品相比差距較大，導致國內的儀表市場被進口儀表壟斷。近年來，隨著國內火電廠對進口設備的使用和了解，很多國外的生產廠家開始在國內合資或者獨資組裝生產，為國內自主開發先進設備產品提供了必要的技術和人才基礎。國內相關廠家也開始致力于生產高規格的產品，加之很多海龜人員給國家帶來了國外先進的技術和資金支持，從現階段情況分析，其質量和性能正日趨成熟，應用數量和應用范圍也逐漸增加；第三類產品特點在于價格比較貴，但制作工藝較好，技術含量高，技術更新快、是使用批量較小一類儀表。通常這些儀表主要在機組中相對重要的位置，或者沒有其他類型可供選擇的場合，例如PLC模件、大型分散控制系統模件以及化學分析儀表等等。

對于直接采購的控制設備，完成設備技術規范書之后，接下來需要選擇廠家或者品牌，對于進口類的控制設備，一般是以特定的代理商供貨，主要是以選擇品牌為主，現階段我國國內很多品牌的代理商管理比較混亂，給用戶帶來了諸多不便。為此，火電廠在進行熱控設備的選擇過程中應該注意設備的制作工藝、設備規格以及配套設施等多方面問題，保證熱控設備選型的準確性和合理性。

二、火電廠工程建設中熱控設備選型的注意事項

大型火電廠機組熱控設備在選型的過程中，要注意處理機組的整體性和熱控系統一體化問題。通常情況下，工作人員應該注意一下幾方面問題。首先要明確熱控設備的首要任務在于保證主輔機設備的運作安全，為此，熱控系統的設計應該保證發電機主機的安全性，主機組參數超出最大允許范圍時，若出現不可逆轉的工作狀況應該跳出主機，以保證設備安全；另外，在保證主機安全的前提下，若重要輔機參數超過正常允許的最大范圍，出現不可逆轉工況時，需要迅速跳出輔機，保證輔機的安全性。熱控系統中復雜這項工作的ETS 和FSSS，早期FSSS大部分是由PLC實現，之后隨DCS控制器的不斷發展，加之發電機鍋爐和相對汽輪機是慢速系統， 當下的設計是將其放入DCS中，使用一個處理器完成任務。它的好處在于保證了設備的安全，減少了控制系統的種類，方便查找故障，進行相應的檢修。另外，汽輪機作為一個快速系統，對保護系統的相應時間要求較高，現階段很多新上或者改造火電廠依然使用繼電器硬接線回路，以保護汽輪機。但是這種方法不方便查找跳閘原因，所以最好使用與主機DCS通訊，并且可以在主機DCS的工程師站進行組態的專用PLC，一方面保證保護工作的實時性，另一方面方便查找跳閘的具體原因。為保證汽輪機安全停機事故油系統，應該使用不依賴主機DCS的硬聯鎖。輔機的保護則在DCS中實現，但是重要的輔機潤滑油泵應該保留硬聯鎖；獨立于DCS的手動停機、停爐回路不能省略，以保證機組安全的最后一道防線。

其次，在保證機組安全性的前提下，所選擇的熱控設備應該具有較高的可靠性，MTBF時間更長的設備，以保證機組運行的可靠性。只有保證控制系統的可靠性，保證控制系統與被控制系統之間的緊密配合，才能確保各種控制策略的最后實現；所以無論是檢測設備還是控制系統，都應該有較好的產品和技術實力較好的成套商。

再次，在熱控系統可靠的前提下，需要進一步提高控制系統的操作和控制，保證所選擇的控制系統自動化程度較高而且人機界面較好。只有這樣才能有效的減少工廠勞動者的人數，提高工廠的工作效率，提高企業的競爭力，爭取更高的經濟利益。如果熱控設備的可靠性和控制的方便性發生矛盾時，應該首先保證機組的可靠性，例如國外進口的汽輪機一般都會要求配置自己的控制系統，與業主的要求發生沖突時，就要對方控制納入DCS，在沒有得到對方響應時，應該在保證機組可靠性的前提下，接受對方的設計，并采用其余措施提高熱控系統的方便性。

最后，所選擇的設備應該方便檢修和維護，DCS系統中的各項報表功能齊全，而且方便出圖。不斷改進熱控系統的可維護性，例如DCS控制系統的卡件種類不能過多，控制柜中的電源種類也不可以太多，單塊I/O卡件的通道數不應該過多，接線端不能太小，保證操作員站能夠做各種過程畫面切換，工程師站可以方便接受各種報表和邏輯圖；電動執行機構應該能夠實現面開蓋調試，變動器可以實現遠方測試等。以此為基礎，需要進一步考慮熱控系統的安裝和調試，例如在控制柜中接線端子排和控制柜要堅固，走線槽的布置應該合理，就地設備的接線出口應該標準等。

在滿足以上各種功能之后，火電廠工程在建設中對熱控設備的選型還應考慮系統的美觀性，這種美觀性在集控制的布置上最明顯。設備使用何種材質、形狀、顏色的操作臺，應不應該設立大屏幕，可否保留常規儀表和光字牌等等，都應該進行考慮，雖然這些設置對于機組的正常運作沒有什么影響，但是設備的外部構造會影響人們對機組的感受。

結語：

火電廠工程建設中熱控設備的選型工作，是一項較為復雜的工程，不僅涉及到技術層面的工作，而且涉及到工程管理、設計、工程以及設備管理等部門之間的合作，為此，為了保證熱控設備選型的科學性，需要全方位開展工作。

參考文獻：

[1]張華.大型火電機組熱控設備選型原則初探[J].山東電力高等專科學校學報，2008(04).

[2]郭西寧，辛亞琴.火力發電廠熱控設備的選型[J].青海電力，2011(04).

[3]龔梅芳.淺談豐城電廠熱控設備的改造[J].江西電力，2009(02) .

[4]劉儉.大型火電機組熱控裝置故障分析與預防[J].中國電力，2008(01) .

[5]張俊生.火電廠熱控設備故障快速診斷法[J].華東電力，2010(09).