火力發電廠集控運行技術探析

王沖

摘 要：火力發電是我國傳統發電形式。近些年來，風力發電、太陽能光復發電、核電等新型發電方式發展迅速，但火力發電依然是我國電力生產構成的主要組成。隨著社會的發展，電力需求與日俱增，火力發電任務日益繁重。集控運行技術是目前我國火電廠運行控制方式的主要發展方向。做好集控運行技術研究，對于維護火電生產安全穩定有著重要意義。文章圍繞火力發電廠集控運行技術有關問題進行探討，闡述了火力發電廠集控運行的基本內容，分析了當前火電生產中集控運行技術存在的問題和影響因素，最后對火電生產集控運行過程中的重要事項進行了強調。

關鍵詞：火力發電廠；問題研究；集控運行技術

引言

隨著經濟發展水平的不斷提高，我國國家綜合實力和人民生活水平與日俱增，社會生產、生活活動日漸豐富，電力保障需求越來越大。作為我國電力生產的主要方式，火力發電在我國國民經濟體系中發揮著無可估量的基礎保障作用。在現代高新技術的支持下，火力發電廠的生產方式實現了巨大改進，生產質量和生產效率日益提高，電力保障功能得到了極大增強。集控運行技術是當前我國火力發電廠應用的一種重要技術。該技術的推廣應用，為維護火電廠機組安全穩定長期運行，滿足現代社會電力企業繁重的運行負荷需求作出了巨大貢獻。隨著我國用電需求的增加，火電廠集控運行技術的作用也越來越大。深入開展火電廠集控運行技術研究，提高火電廠生產運行控制水平，有利于保障火力發電企業正常運行和電力系統安全運轉，對于為國民經濟發展和人民生活提供堅實的電力保障具有著深遠意義，是當前火力發電企業重點研究的課題之一。

1 火力發電廠集控運行概述

傳統火電廠機組控制主要是采用單機單控、主蒸汽母管制的控制方式，機、電、爐三者的控制各成體系，系統彼此間互不聯系，相對獨立。這種情況直至集控技術的出現才有所改變。集控技術采用和傳統火電設備控制技術完全不同的控制方式。應用集控技術的火電機組，其每個單元制機組都包括鍋爐、汽輪機和發電機三個元素。同一單元內的鍋爐、汽輪機和發電機三者間采用同一控制的方式控制運行，彼此構成一個整體，而每個單元（機組）間則采是相互獨立的，從而使得火力發電設備整體構成一個集散式控制系統。在火力發電廠項目的建設實施過程中，開工建設、試運行、正式投入適應和停止運行的各個階段都處于集控運行系統的控制之下，集控運行系統根據指定的命令對設備進行檢測，并根據已制定的安全控制方案自動調增。在日常工作中，發電廠根據系統架構運行特點，實施科學的人力資源配置，每個運行團隊設置值長一名，由其負責整個團隊的安排組織工作。每臺機組設置一個操作班子，負責對所在發電機組的運行控制和安全監管工作。班子成員包括機組長、主值班員、副值班員、巡檢員各一名。時至今日，我國火力發電廠已經具備了較高水平的自動化運行控制能力，但人的因素依然是發電機組運行中的一個不可獲缺的重要因素，特別在安全保障方面，在已有的自動監控的基礎上，必須設置值班崗位，進行24小時不間斷的人為監控，以便在系統出現異常情況時及時發現并迅速排除，切實保障系統運作安全。

2 集控運行核心技術分析

集控運行技術，又稱之為DCS系統，是現代工業體系中的重要控制技術之一，具有高度的數字化、自動化和集成化水平，其運行效率和工作質量遠遠超過傳統單獨控制技術，是今后工業生產控制的主要發展方向。在火力發電廠的集控技術體系中，管控技術是關鍵性內容。通過對計算機和網絡技術的綜合運用，實現對火力發電系統的統一管理調度。機組發生故障時，控制系統會受到警報信息，由此通知相關部門、人員著手解決、處理，及時將安全隱患控制在最小范圍內，防止重大安全事故的發生。4C控制技術，是以大型生產線為監控對象情況下集控技術的表現形式，可同時完成設備數據的采集、分析、整理，在此基礎上提出調整方案，并傳遞給相關設備予以執行，從而實現系統的優化運行，保障系統安全。

3 當前我國火電集控運行中存在的主要問題

3.1 過熱汽溫系統存在的問題

根據調溫介質的不同，過熱汽溫系統有粗調和細調、微調集中調節方式。其中粗調通過調節風、煤和水的比例實現調溫功能，細調或者微調則是以一級減溫水或者二級減溫水為傳熱介質進行調節。通過大量數據分析可知，有爐膛火焰中心高度、燃水比例、給水溫度、過剩空氣系數以及換熱面結渣情況等是機組過熱汽溫的主要影響因素。經過長期實踐摸索，過熱汽溫系統的減溫技術已經發展相對成熟，但在實際工作中還存在著一些問題。常見的有調節機構是否可靠，系統調整是否合理等，這些問題的存在，給減溫細調的溫度控制能力造成一定負面影響。影響過熱汽溫調節精度的因素主要來源于兩個方面，一個是設備的精度，另一個是參數整定情況。

3.2 再熱汽溫系統存在的問題

相對一次汽溫的控制調節，再熱汽溫調節過程細節更為復雜，實施難度更大。基于這個原因，當前中、小型火力發電廠普遍使用減溫水的方法調節溫度，以降低溫度調節難度，控制系統運行成本，其缺點是對火力發電廠的經濟運行水平造成一定妨礙。舉例說明，亞臨界機組如果噴入1%的減溫水，其標準發電煤耗就會增加0.5g/kWh。隨著科學技術的進步，以擺動式燃燒器、熱風噴射法或者煤氣再循環循等為代表的再熱汽溫調節新技術不斷得以出現，在改進火力發電經濟效益方面發揮出重要作用。

3.3 主汽壓力存在的問題

能量平衡公式是火力發電機組主汽壓力控制系統中應用的主要理論。經過多年的發展，實踐和總結，能量平衡公式日漸完善，應用效果越來越好。目前部分協調控制系統中還在按照間接能量平衡公式進行控制，在協調控制系統退位時，主汽壓力控制采用的是原有的能量平衡公式，以調節爐膛入煤量作為主汽壓力的控制手段。

4 火力發電廠集控運行過程中需要注意的問題

（1）集控系統的正常運行，依賴于穩定的運行環境，特別是要防止電磁信號的干擾，系統設備相連的電纜要做好屏蔽和接地處理。控制間的空氣濕度也是影響系統設備運行情況的重要因素，要控制在一定范圍內，避免濕度過大造成模件失靈，或濕度過低照成靜電損壞電器元件現象的發生。

（2）集控系統的正常運行，依賴于規范的管理。電廠設備管理部門要加強系統軟、硬件的維修、維護工作，做好必要的優化升級。特別是要做好熱機保護機制的維護，確保系統設備出現異常時保護機制及時啟動，發揮應有保護功能。

5 結束語

電力產業是國民經濟重要組成部分，在整個經濟體系中起著基礎保障的重要作用。火力發電是我國電力主要生產方式，隨著我國經濟體制改革和產業結構調整的逐步深入，電力需求也將不斷增加，火力發電企業責任重大。深入推薦火力發電廠集控運行技術研究，實現火電機組運行控制的優化升級，是當前火電領域的重要任務。火力發電企業要高度重視集控運行技術在火電生產實際工作中的重要意義，加大研究力度，深挖技術內涵，優化系統結構，改進技術措施，為更好地保障火電生產安全穩定進行，滿足國家建設和人民生活電力需求作出應有貢獻。

參考文獻

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