火电厂热工自动化设备的改造

阎　峰

摘要：火电厂于20世纪90年代初投产的机组。其大部分主辅机设备可控性和可靠性较差，所配备的仪表及自动化装置主要是常规自动化仪表和由晶体管电路构成的组合仪表及组件组装仪表，这类机组的突出问题是热耗高、煤耗高及故障停机次数多：自动投入率低，仪表准确性差，保护动作正确率低，使得运行人员多，负担重，长期处于紧张状况。为降低能耗，提高安全运行水平，必须采取措施，对主辅机进行完善化改造，使主辅设备性能有很大提高。

关键词：火电厂：自动化设备；改造

一、火电厂老机组热工自动化设备的更新已成大势

近10余年来，电子技术和计算机技术迅速发展，以微机为核心的新型自动装置不断出现，其准确性、稳定性和可靠性是常规装置无法相比的。国内仪表行业以引进技术、合作及合资生产方式生产了具有国外先进水平的产品。20世纪80～90年代初，主要由小型机或国内自行开发的微机所构成的计算机监视系统(DAS)，其性能和功能难以满足要求而进入更新期。主辅机改造后，原来所配备的自动化系统和装置必须进行相应改造。以满足现代化电厂安全、经济运行的需要。另外，厂网分开后，为使老机组适应电网调度自动化对电网调频和调峰要求，除在机组本体进行相应改造外，对自动化改造提出了更高要求。随着火电厂污染控制和监督能力的提高，自动化系统应在提高燃烧效率，降低可害气体方面发挥作用，并且进行实时监测，为检查锅炉污染物排放量提供准确、可靠的依据，也为环保部门进行监督提供有力的依据。机组按运行状态进行检修，要求自动化系统为“预测检修”提供准确、可靠的运行数据和状态。以便确定检修时间。所以，对老机组进行自动化改造是现代化电厂的必然要求。

二、优化老机组自动化设备的有效措施

第一，老机组自动化改造的目的是提高机组整体运行水平。通过改造要做到降低煤耗，提高可用率，减少运行人员，并能实现AGC和适应调频调峰要求。因此，老机组自动化改造工作不能独立进行，必须与主机、辅机的技术更新工作配合进行。完善的自动化只能建立在可控性好的机组和可靠性高的自动化装置基础上，任何脱离主辅机改造的自动化改造都是很难取得实效的。

第二，自动化系统的基础是测量元件、传感器和执行机构，应首先改造不能适应工作要求的测量元件和执行机构，选用性能好、质量高的传感器、变送器、开关仪表及执行器。这里还应特别注意与执行机构相连的阀门，它直接影响自动系统的改造效果。

第三，对老机组自动化改造必须进行长远考虑，不能忽视设计的重要性，否则难以避免反复改造。老机组的主机经改造后延长了继续服役的年限，因此改造方案应考虑机组继续服役过程中，不会再出现无法适应新的运行方式。无论在装置选型和功能实现上都应进行全面、长远的考虑，提出合理的设计方案。对于目前因技术问题或资金限制暂时不能实现的功能，可留待以后分阶段实行，但在选择DCS配置时应留有可扩展的余地，并考虑DCS的开放性，以便与其他厂家设备如PLC相连接，实现分步改造的方式，逐步扩展完成整个机组的自动化改造。

第四，设备质量是自动化改造工作成败的关键，在选择和购买设备或配件时，应以质量、可靠为前提，采用公开、公正和公平的招标方式选取供货商。招标前要提出要求合理的技术规范书，制定合理的标底，防止招标中的不轨行为。招标前对供货商的资格审查很重要，选择的供货商要具备以下基本条件：具有合法资格证明；有成套设计供货能力和业绩；有健全的质量保证体系；有相对稳定的职工队伍和售后服务力量。若电厂对DCS或其他控制设备的生产厂商和产品质量不甚清楚时，可向咨询机构咨询，再通过有目的的调查研究，选择几家厂商作为招标对象。积极支持民族工业发展，优先选用符合性能要求的国产化产品或在国内有合作单位的产品，不仅可降低造价，而且有利于备品的供应和厂家的售后服务。

三、自动化设备改造过程中应注意的技术要点

采用DCS为主控设备，实现DAS、MCS及SCS功能；至于DEH和FSSS功能，应根据供货商的供货经验合理选择。但必须保证相互通信，数据共享。可根据资金情况分阶段完成功能，最好能创造条件一次完成。对于大量群体温度测点，宜采用就地布置的远程智能I/O通信方式与DCS相连，在ClkT上显示，减少电缆根数和安装工作量。汽轮机调速系统改造应根据汽轮机具体情况和资金确定方案。对100～125MW机组可采用改装同步器方式，但应注意尽量减少同步器的死行程；200MW机组采用纯电调或电液并存方式都是可行的，应视资金情况确定；采用电液并存时应加强油系统管理，保证动力用油的油质。发电机一变压器组及厂用交直流电的数据采集和开关控制宜纳入DCS，但应妥善解决热控与电气专业的分工和责任。除保留紧急操作外，其数量视各厂情况确定，原则上以软手操代替硬手操。除保留少数重要参数的模拟仪表，其他常规仪表可大量削减。改造老的控制盘台，缩短监视操作面，以利实行一人监盘，达到真正集控的目的。原则上以DCS工作站代替控制台，必须保留的常规仪表和硬手操设备可布置在与工作站对应的立盘上。在进行控制室和机房改造时，一定要重视防尘和空调，使机房环境条件(温度、湿度和尘埃)符合DCS及控制设备要求。对于控制设备厂家。应尽量使产品的环境适应性强。配置可靠的UPS电源，搞好接地和必须的屏蔽工作，杜绝干扰。采用气动执行机构的电厂应加强气源管理。保证供应不含水、油和杂质的洁净空气，有利于执行机构可靠动作。选用和设计DCS时，还应考虑与厂级信息管理系统(MIS)的接口，为MIS提供必要的生产实时数据。