火电厂600?MW机组集控运行存在问题及对策分析

褚永春

摘 要：集控运行是当前大中型火电厂使用的主要技术，600 MW机组对于集控运行技术的使用极为普遍，但在运行中要面对各种技术、管理以及外部问题，因此要采取各种措施，不断提高系统运行的稳定性、安全性，提升火电厂的安全能力和经济效益。

关键词：火电厂 600 MW机组 集控运行 问题

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（b）-0015-02

1 火电厂集控运行的内涵及模式

1.1 600 MW火电厂集控运行系统

600 MW火电厂的集控运行通过一种综合控制系统实现。这种系统能够有效推动大中型火电厂自动化的实现，与传统的集控技术相比，具有了自动化、数字化和集成化的特点，能够有效提高火电厂的自动化程度，4G技术和自动化的整合能够使火电厂实现实时监控，信息操作、传输、调度都能得到极大的优化，从而在提高运行效率的同时，降低生产事故。

集控运行系统配备自动处理器，并以此为中心对火电厂进行集约式、自动化的管控，这一技术主要包括了火电厂的运行监督、电气设备的运行操作管控和分散控制技术。集控运行技术将计算机技术、信息技术、通讯技术以及控制技术集为一体，实现了对火电厂运行的远程控制及信息传输。

1.2 火电厂集控运行的控制模式

（1）分散式控制。

這种控制模式主要是一些运行时间较长的火电厂所使用，这些火电厂使用集中控制存在一些问题，一旦系统发生故障，会导致机组问题频发，降低电厂工作效率。使用分散性控制，可以采取分层式的管理操作模式，对各发电机组的控制力会更有效，也能遏制事故的频发。

（2）分级式控制。

针对各电厂的具体情况，要使集控运行系统更好地运行，可以采取分层的方法，每个系统的层次对应一个管理层，各个层次的管理是互相独立又互相联系的，以此控制整个系统的运行。

（3）综合控制。

综合控制的产生有赖于通信系统的发展，通信系统与集控系统相结合，使控制系统以全新的方式运行，能够更加高效、迅速地传输数据，系统运行更具有协调性，运行效率也得到了大幅提高。

2 600 MW火电厂集控系统配置及运行

2.1 集控系统的构成

集控系统作为火电厂的指挥监控核心所在，要收集机组DCS以及PLC等系统运行时的数据。这一系统包括了三部分，现场控制层、系统服务层以及监控层。主控室相邻的电子设备室一般就是现场控制层，传感器和变送器发送的信号都由这一层的DPU接收，根据控制策略开展逻辑运算，运算结果直接传输到现场的执行设备。系统服务层主要负责与监控层各种计算机以及控制器的连接，从而完成各种信息的接收以及发送工作。监控层则是操作人员主要负责的工作站，对各运行设备进行监控，并对信息与系统服务层进行实时传输。

2.2 各功能模块的运行方式

（1）主控系统。

主控系统要负责将电网自动控制系统的负荷指令传输出去，运行人员也可通过手动限速或限幅调整负荷指令。

（2）锅炉系统。

锅炉主控系统可以对主蒸汽压力系统进行闭环控制，并且对负荷质量进行前馈控制，使锅炉实现节能效果。前馈控制还能够使锅炉输入和输出的能量保持最大限度的平衡。

（3）蒸汽轮机主控系统。

汽机主控主要由协调控制系统完成。协调控制系统能够控制整个汽轮机，对蒸汽轮机下达各项指令。汽轮机的主控是机组的协调控制系统以及数字电调等系统的中间层控制系统，下达的指令通过DEH完成，DEH可以控制汽轮机的调速汽门开度，从而使蒸汽量能够保持充足的状态，以确保机组能够按照负荷运行，并且使锅炉和蒸汽轮机的能量能够保持相对的平衡。汽机主控系统的控制对象主要是主蒸汽压力，汽机主控系统可以通过负荷压力函数来生成主蒸汽压力。

2.3 监控系统的实现方式

监控层一般采取I/O模式，通过双绞线或者光纤传输信号，使用硬接线电缆连接集控室DCS的I/O通道，确保DCS能够监控各个电气设备。另外，也可以将硬接线电缆和采集柜有机地结合在一起对电厂设备进行监控，这种方式主要是通过双绞线进行传输，可以节约电缆及其安装费用。

2.4 协调控制系统运行方式

（1）手动运行。

锅炉、蒸汽轮机都通过手动状态进行控制。根据机组的实际发电功率，运行人员手动控制主蒸汽压力，锅炉主控系统下达对主燃料量的跟踪指令。运行人员对锅炉燃烧控制系统输入给定值，然后由锅炉燃烧系统自动运行。这种方式主要是在机组的启动、停止或者快速甩负荷情况下使用。

（2）机跟炉且功率可控。

锅炉主控系统调节负荷，再由运行人员手动输入给定值后，由蒸汽轮机自动运行，使机前压力能够维持稳定。这种状况下机组对外界负荷的响应会比较慢，因此机组通常在带基本负荷状态下使用这种方式。

（3）炉跟机方式。

蒸汽轮机主控系统调节负荷，运行人员手动输入给定值，再由锅炉主控系统自动运行，从而使机前压力保持稳定。这种状况机组对于外界的负荷响应比较迅速，因此多在机组运行正常的状况下使用。

（4）协调控制方式。

蒸汽轮机和锅炉的主控制器都是自动运行，整个机组由于带变动负荷状况，处于一种协调控制的状态，同时，机组可以根据电网AGC负荷指令对电网进行调频。

（5）机跟炉由蒸汽轮机调压方式。

锅炉侧故障、蒸汽轮机运行正常的状况下，要使机组能够连续运行，同时排除故障，就可以使用这种方式。锅炉侧故障后，机组的输出功率将受到限制，因此需要依据实际负荷指令，通过蒸汽轮机主控系统使机前压力维持稳定。

（6）炉跟机且锅炉主控调压方式。

这种方式一般是在蒸汽机侧故障而锅炉运行正常时使用。这种状况下，既需要机组连续运行，又要排除故障，就可以通过这种方式运行。蒸汽轮机故障使机组的输出功率受到限制，这里锅炉主控系统就会依据实际负荷指令来保持机前压力的稳定。这种方式也可以在机组启动时使用。

3 600 MW火电厂集控运行中的难点

3.1 过热汽温系统

过热汽温控制系统是指调节火电厂锅炉中煤炭和水的比例，可以通过一级、二级或三级减温水来进行辅助调节。汽温系统可以通过微调、细调或者粗调3个标准进行调节，粗调就是调节水与煤炭的比例，微调及细调则需要使用减温水进行辅助调节。汽温系统可能因为多种因素出现过热现象，如过剩的空气系数、给水温度和火焰中心的温度过高，燃水比问题、受热面凝渣等。直流炉中出现微过热时就是校正信号的出现，这里需要从里向外传输信号，如果过热汽温系统较为扎实，则可以正确传输信号，如果存在设计或者生产上的问题，则此系统不能很好地传达校正信号。

3.2 再热汽温系统

再热汽温系统的控制更为困难和复杂。火电厂集控运行过程中，出于成本考虑，会通过温水对再热汽温系统进行温度的控制，这种方式从表面上看可以有效控制温度并降低成本，但实际运行中，会造成一些负担，亚临界机组尤为明显，亚临界机组使用温水控制温度时，这种方法可能因为再热蒸汽量过大的问题导致再热系统运行的不稳定以及设备的损坏，对机组运行效率以及效益都会产生很大的影响，在这种情况下，火电厂应该使用其他的方法降低温度，如烟温挡板、摆动式燃烧器以及热风喷射等。

3.3 主汽压力系统

锅炉燃烧产生的能量和机组负荷之间的平衡是蒸汽轮机运行质量的重要保证，即直接能量平衡，经过不断的研究与试验，直接能量平衡公式成熟度已经得到了极大的提高，并被广泛地应用在主汽压力系统中，效果十分明显，有效地克服了锅炉燃烧时存在的惯性大、过程慢等缺陷，能够与蒸汽轮机的调阀动作有效协调，从而使机、炉配合更加密切，电网负荷以及机组运行都能更加灵活、稳定。但仍然有一些协调控制系统采用的是间接能量平衡理论，它的主汽压力系统在协调控制系统退出时，仍然需要使用直接能量平衡公式的理论，要使其他系统也能使用直接能量平衡公式理论，就需要对主汽压力系统进行精确的控制，而主要方式就是控制好炉膛的煤粉用量。

4 600 MW火电厂机组集控运行人员问题

4.1 提高运行人员的素质

集控系统集成了计算机技术、信息技术、通讯技术，在减轻工作人员工作量的同时，也对运行人员的素质提出了更高的要求。工作人员必须要不断使自己成为操作技术的熟练工，因此需要不断提高自身的专业技能，提高对操作系统的熟练度和作业能力。工作人员要提高合作能力，加强工作经验和资源的共享，互相交流，提高自身。火电厂要定期组织培训，不断革新操作技术和管理理念，确保工作人员能够紧跟技术的发展，不断完善自身的知識和技术结构。

4.2 要有责任意识

集控运行环环相扣，任一环节出问题，都可能导致系统的整体故障。因此，在操作过程中，必须有强烈的责任意识，能够熟悉每一个操作细节，反复检查操作流程。操作过程要注意步骤，每一个环节的操作都要根据系统的整体进行分析。同时，集控运行的操作是通过中心的处理器实现的，不仅有复杂的硬件系统，还有软件系统，因此在操作中要注意结合硬件和软件。

4.3 完善对集控运行的管理

工作人员要针对实际情况，在实务操作时有良好的规划，确保职责明确，运行有序。要及时填补管理漏洞，结合电厂实际情况，不断改进并完善集控运行的模式。

5 结语

火电厂有自身的运行方式，要根据600 MW机组的集控运行系统实际要求，分析系统运行中已经存在或可能存在的问题，从管理、技术以及外部保护上采取各种措施，确保600 MW机组集控运行能够更加高效、稳定，促进火电厂安全能力和经济效益的提高。

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