探讨火力发电厂热工自动化设备改造方法

徐亮

[摘    要]现代社会，电能是一种非常重要的能源，同时也是各行各业开展生产经营活动的基础条件。目前，我国生产电能的方法有很多，如核电、火力发电、风力发电、太阳能发电等，而不论哪种发电方法，都离不开热工自动化设备的支持。作为发电系统中最重要、最核心的装置，热工自动化设备的可靠性及工作效率关系到发电系统的电力生产水平。为此，主要以火力发电厂的热工自动化设备为例，对其改造方法进行探讨，希望通过合理的改造，提升设备质量，有效提升发电机组自动化设备投运率，进而提升火力发电厂的电力生产水平。

[关键词]火力发电厂;热工自动化设备;改造方法

[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]In modern society， electric energy is a very important energy source， and it is also the basic condition for various industries to carry out production and operation activities. At present， there are many ways to produce electric energy in our country， such as nuclear power， thermal power， wind power， solar power， etc. No matter which power generation method， they cannot do without the support of thermal automation equipment. As the most important and core device in the power generation system， the reliability and work efficiency of thermal automation equipment are related to the power production level of the power generation system. For this reason， mainly take the thermal power plant's thermal automation equipment as an example to discuss its transformation methods. It is hoped that through reasonable transformation， the quality of the equipment will be improved， and the commissioning rate of the automation equipment of the generator set will be effectively improved， thereby increasing the power of the thermal power plant. Production level.

[Keywords]thermal power plant; thermal automation equipment; transformation method

隨着我国社会经济的发展，各行各业对于电力的需求量也在不断地提升。为了更好地满足各行业发展的需要。近年来，我国不断加强电力生产建设，电力市场竞争也越来越激烈。在此背景下，火力发电厂不仅要持续拓展市场，与国内外大型企业建立电力输送关系，同时还需运用先进的热工自动化技术对现有的热工自动化设备进行改造，在尽量降低资源消耗的前提下，有效提升自身的电力生产水平。这也是当前我国火力发电厂进行电力基础设施建设的重要内容，更是提升我国热工自动化技术水平，促进我国电力行业发展的有效途径。

1 火力发电厂热工自动化设备改造概述

1.1 火力发电厂热工自动化设备改造的必要性

电力工业的发展，在为各行各业发展带来便利的同时，也产生了一系列问题，我国相关部门非常重视火力发电厂的污染物排放问题，并针对火力发电厂的废物、废气排放，制订了一系列标准。而热工自动化设备改造，是火力发电厂提高燃烧率，减少有害气体排放，提高生产环保水平的重要途径。同时，通过热工自动化设备改造，还可以有效节约能源，节省生产成本，提高火力发电厂的经济效益。为了更好地发展电力事业，我国采取了火力发电厂与电网分开，各自形成独立系统的方法。在火力发电厂与电网分开后，为了充分发挥老旧设备的价值，减少资源浪费，需要对原有的热工自动化设备进行改造，使其满足电网自动化调度的需求。

此外，随着电子技术及计算机技术的发展，以计算机系统为核心的自动化装置在火力发电厂热工自动化设备中的应用日益广泛，与常规装置相比，由计算机系统控制的自动化装置，其运行的稳定性、精确性、可靠性都更加优越。目前我国热力发电厂热工自动化设备中使用的自动化装置中，存在较多国外引进的小型机或自主开发的计算机系统构成的监视系统，这些系统在性能、功能等方面都无法充分适应现代热工自动化设备运行的需求。因此，在对主辅机进行改造的同时，也要对相应的自动化系统及装置进行改造，只有这样才能达到现代化火力发电厂建设的标准，有效提升发电水平。

1.2 火力发电厂热工自动化设备改造难点

火力发电厂热工自动化老机组原有的自动化控制系统无论是设计方法还是运行原理，都与现代化、新型的自动控制系统存在很大差异，新型自动化控制系统与原有机组不匹配。因此，怎样对老旧机组的发热设备、活动机构等进行改造，使之能够与新自动化系统相协调，在新自动化系统的控制下，完成发电工作，并提升发电效率，是改造的难点。一方面，这类机组的使用年限比较长，部分零件已经停产，无法购买新零件进行替换。另一方面，这类机组通常都存在冗余系统，运行效率比较低下，需要通过系统改造、升级，满足新型自动化控制系统的需要。另外，各类活动构件的接口与新型自动化控制系统不符，需要设计、制备新的接口实现有效对接。这些都增加了改造的难度。

1.3 改造注意事项

在对老旧机组进行改造时，需要重点关注保障改造过程中的安全性，包括电气安全、设备安全、设备替换安全等等。只有事先做好安全防范工作，才能保障参与改造人员、设备、企业的安全，避免设备运行过程中因为各种安全问题，发生人身意外或给企业带来损失。此外，还要制订完善的改造计划，严格控制改造成本、改造工期，在此基础上进行改造实践，实现设备的优化升级。

2 火力发电厂热工自动化设备改造方法

2.1 确立改造内容

在对火力发电厂热工自动化设备进行改造时，首先要确立改造内容。对热工自动化设备机组进行改造的目的，是提高机组运行的可靠性、提高机组运行效率。在对机组进行改造的过程中，需要从机组自动化控制系统、原有活动构件、发热机构三个方面着手，制订改造计划。对于自动控制系统，可以在充分研究、讨论原有系统运行效率、运行质量的基础上，结合现代自动控制理念及技术，对其进行改造。在活动构件检测方面，可以在充分了解构件结构的基础上，检查构件的完整性及性能，如查看其是否存在裂纹、断裂等，以及是否存在无法自主工作的情况，这类构件出现问题后，通常无法进行修补，可以利用新构件进行替换。在处理发热机构时，首先要了解其自动控制系统运行情况，如发热功率是否在正常范围之内等，通过合理的设置、改造，确保自动化系统能够有效控制运行参数，完成正常发电工作。此外，在改造的过程中，还要有效提高设备自动化程度，有效减轻人工操作的负担，使其能够更好地完成自动发电工作。改造的内容包括老旧设备改造、主辅机改造，只有将改造完成的老旧设备与主辅机共同构建成为可靠的自动化装置系统，才能形成完整流畅的自动化运作体系。

2.2 改造不适用的元件

火力发电厂热工自动化系统，最基础的组成部分主要包括三个方面：

（1）测量元件;

（2）传感器;

（3）执行机构。

在对热工自动化设备进行改造时，可以结合系统工作的需要，对影响工作效率、耗能高的测量元件、执行系统进行更换、改造、创新应用，选择性能更好的传感器，稳定性更强的仪表配件，质量更好的变送器、开关仪表、执行器等，减少设备整体耗能，提高设备运行的稳定性、可靠性及运行效率。如在对火力发电厂热工自动化系统中最核心的部分——集中控制室进行改造时，除了要对控制盘、台等重要部件进行改造以外，还要对常规显示控制仪表等元件进行改造、设置，以此提高集中控制室的整体性能。

2.3 老旧机组拆检

对于老旧机组，技术人员要根据各类设备配套机组结构图、说明书等资料，在相关人员的监督下，利用吊装设备，按照先易后难、由外到内的顺序，对其进行拆解。同时，对于可关停区域，在拆解之前要先断电，确保拆解过程中不接触电源。对于必须处于供电状态的设备，需要由专业人员进行全面检查，在确保安全的情况下，再进行拆除。

2.4 相关构件替换

对于出现问题的构件，技术人员首先要提交构件更换申请。在确认企业已经购买，且新构件已经达到专用仓库，检查确认质量符合标准后，才可以进行构件拆卸、替换工作。例如，某直角钢构件由于在长期运行过程中发生严重磨损，出现裂纹，经技术人员检查，确认其需要替换。在这样的情况下，火力发电企业要第一时间购买新构件，并与构件供应商协商构件的生产、运输时间及运输方式，尽可能在短时间内完成构件的替换工作，确保热工自动化装置的正常运行。需要注意的是，技术人员在进行构件替换工作时，需要在构件设计人员及机组生产人员的配合、指导下完成。

2.5 改造机组试运行

机组改造完成后，首先需要进行试运行，在这个过程中技术人员要全面观察机组运行情况，了解机组运行过程中存在的问题，并对其进行进一步的改造、调试。同时，试运行机组需要具备在短时间内完成对超限功率加载的能力。只有这样，才能确保机组的正常运行，防止在运行过程中出现超限低功率系统运行的现象。通常情况下，过限加载功率在额定功率的1.25～1.5倍。设备管理人员需要对机组中的发热构件进行监测，记录、分析各类活动构件的运行状态，对于运行不正常、发出警报信息的自动控制系统要进行相应的調整。

2.6 改造机组跟踪检测

老旧机组在接受改造后，其设计标准、运行方式与之前有很大的差别。技术人员需要通过长期的监管、检测，了解其运行情况。在对这类机组进行检测时内容很广泛，包括各类管道、活动构件的运行状态，运行过程中是否有杂音，杂音是否对正常工作造成了干扰等。同时，还要对各类检测数据进行研究，分析系统运行是否可靠、稳定。如果在检测过程中发现系统存在运行问题，如某机组汽轮机差胀值过大，需要进一步收集检测数据，并结合检测数据，对系统不稳定的原因进行分析，找出问题的原因。如确认是由于改造不合理引起的汽轮机低压缸隔离板损坏等问题，需要对改造方法进行改进，并对损坏构件进行及时更换，确保系统的正常运行。

2.7 老旧设备改造原则

由于热工自动化设备价格昂贵，如果全部更换，将会极大增加热力发电厂的生产成本。因此在设备系统不满足生产需求时，通常采取改造老旧设备的方式，来提升生产效率，增加电力产量。在实际改造中，技术人员要从长远考虑，注重前期技术设计，对不能一次性实现的设备改造，可以合理的分步实施，防止因反复改造，破坏设备功能。对老旧设备改造的目的，是增加主机的使用寿命，同时通过对其他后续装置的改造，使其更好地适应主机运行的需要，形成一个高效率、低耗能的电力生产体系。

3 结束语

随着人们生活水平的逐步提高，对周围的环境也提出了更高的要求，再加上我国相关部门环保监管力度的提升，通过改造热工自动化设备，提升设备全生命周期利用率，消除有害废气物排放造成的环境污染，已经成为了每个火电企业生产经营中需要重点关注的内容。火电企业技术人员需要根据企业生产经营需求，对现有的热工自动化设备进行改造，积极提升热工自动化设备的运行效率，减少耗能和污染，提高电力产量，提高火电企业的核心竞争力。

参考文献

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[2] 徐宝禄.热工自动化技术改造分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（8）：83-84.

[3] 霍耀光，侯子良，李麟章，等.中国火电厂热工自动化技术改造建议[J].电力系统自动化，2016（2）：1-7.