火电厂中的单元机组集控运行分析

张伟春

摘 要：随着我国科技创新能力不断增强，整体工业实力得到较大提升，用电需求在不断增加的同时，发电能力也在不断的提升，高参数和大容量的火电机组正成为目前火电厂主要使用的发电机组。而随着电力行业的改革进程在不断加深，厂网分家以及竞价上网等政策在不断落实，因此对于火电厂中的单元机组控制方式就显得非常关键。针对这种情况，本文对火电厂中机组集中控制的运行模式进行了介绍，并分析了火电厂采用集中控制运行方式的意义以及使用集中控制的好处，对提高火电厂发展质量，建设现代化的火电厂有一定帮助。

关键词：火电厂;单元机组;集控运行

1单独控制与集中控制对比

集中控制不同于单独控制，单独控制的对象主要是使用中、小容量的老式发电厂。在火电厂中，锅炉、汽轮机以及发电机是关键的设备，各个设备都拥有单独的控制室，个控制室一般都是借助联络电话以及联络信号进行联系，部分发电厂尽管将控制室集在一起，不过各个设备在控制上还是相对独立的，这种较为笨重的控制方式适应的是传统的老式发电厂。

老式发电厂的热机部分使用的是母管制，多台并列的锅炉将产生的蒸汽送到蒸汽母管中，与此对应的汽轮机再从母管中获取蒸汽进行使用，不存在相关对应的关系。假如某台设备发生故障，只要不影响母管，通常都不会对其他设备的正常运行产生影响。因此使用单独控制能够保证机组的运行安全，并且机组运行的经济性更好。但随着机组的容量越来越大，设备的结构变得越来越复杂，尤其是再热机组的出现，使得控制形式出现了改变。

再热机组中的锅炉过热器和再热蒸汽流量需要形成一定的比例，所以对于再热机组通常都是一台锅炉搭配一台汽轮机，采用单元制的模式，并且部分机组的电气主接线也是使用单元制。从而导致了单元机组中各个设备的纵向联系扩大，形成了相对独立的整体，比如在进行启停时，锅炉、汽轮机、发电机的操作是交替进行的。假如采取单独控制的模式，不同控制室之间只能够借助信号进行联系，难以及时准确的掌握设备实际运行情况，从而会导致设备在操作上存在一定的盲目性，各个设备之间不能够协调的进行配合工作，因此对于大容量的火电机组，在对运行方式进行设计时应当将锅炉、汽轮机和发电机当作一个整体，通过对这个整体进行监视控制，即所谓的集中控制。通过采用集中控制的模式，能够使锅炉、汽轮机以及发电机之间的配合更加协调，能够便于设备的统一运行管理，确保整个机组能够更加安全的运行。

2火电厂应用集中控制的意义

曾经有人单纯的认为集中控制就是将相关的主要设备和辅助设备集中到一个控制控制中心进行监控，但这没有将集中控制的全部内容进行涵盖。因为发电机组的容量增加并采用集中控制的方式，从而使得整个机组的信息量以及操作量也急剧上升。如果发电机组的容量从50MW扩大到500MW时，信息量会相应的增加十倍，而操作量则会增加六倍。一个500MW的单租机组，从启动算起，到带负荷运行，整个过程中操作人员需要执行900多个动作，包括400多个操作动作以及500多个监视动作。在部分时间段，需要操作人员在五分钟内完成40多个动作。而操作人员只依靠自身很难完全的完成机组的控制与监视，如果出现紧急情况也不能够及时有效的进行处理，因此就需要利用自动化技术，对整个机组运行过程中的参数监视工作以及部分操作动作借由自动化的方式去执行，从而为整个机组实现集中控制。

目前较为先进的大型机组一般应用的都是分散控制系统，能够对相关数据参数进行自动收集，并且可以进行设备的自动调节以及顺序控制，对生产信息进行自动处理，从而管理人员在进行决策时能够有数据信息进行支持。火电厂在进行过程中，其每个环节之间的衔接都是非常紧密的，对于应用单独控制的单元机组，因为各机组间相对独立，纵向连接比较紧密，因此任何一个环节中的设备出现故障对整个机组的正常运行都会产生影响。而应用集中控制则不会出现这种情况，但对操作人员要求更高，他们必须掌握所以主要设备以及相关辅助设备的工作原理以及设备特点，并熟悉水气、电气以及控制等系统，同时还要拥有丰富的行业经验，从而确保整个机组更加安全高效的运行。

单元机组的容量相对较大，并且结构较为复杂，如果出现事故对设备的破坏性也较大，从而增加了设备维修的难度以及维修的时间，给企业带来巨大的经济损失。因此必须确保机组的安全运行，整个单元机组的启动是机组运行过程中最为关键的环节，同时也是设备条件最差的工况。在这个阶段机组中的全部设备都需要从静止转到运行，燃烧以及水汽部分的金属需要由冷变热，整个阶段操作过程比较复杂，一旦操作不当就会酿成事故。部分操作尽管没有给设备造成事故，但却给机组的安全运行埋下了隐患，使得整个设备的使用寿命下降，因此必须重视这个阶段的设备操作。

3火电厂应用集中控制的经济价值优势

经过实践发现，整个机组的运行状态对经济性会产生比较明显的影响，因为大容量机组在进行集中控制时采用的都是单元制，所以设备在启动和停止时都会产生较大的水汽损失以及热损失，对此需要对启停方式进行合理的设计。通过对锅炉的运行科学合理的调整，能够提升锅炉效率;确保回热加热器正常工作和机组真空系统的密封性、减少电厂的用电率等都能够使机组获得较高的经济性。

此外，调峰电厂中调峰机组的负荷能否合理分配对电厂运行的经济性也有较大的影响。随着我国的经济发展模式转变以及人们生活方式的改变，电网的电力负荷结构也相应的有所改变，电网的峰谷差在不断扩大，部分地区的峰谷差能够达到50%，原有的中小机组已经不能够满足调峰要求，因此就需要应用大容量机组。而随着调峰负荷的扩大，大机组在进行调峰时，其运行方式从原来的低负荷运行编程周末停机或者两班倒运的方式运行。不过大容量机组在调峰运行时需要频繁的进行启停或者对运行负荷经常调整，导致整个机组的运行状态不够稳定，当设备出现故障或者误操作时极易导致出现事故。并且因为负荷的变化比较频繁，机组中的高温金属件要承受较为剧烈的温度变化以及交变热应力，使得金属容易产生低周期疲劳损耗，大大降低了整个机组的使用寿命，因此必须重视机组寿命管理工作。而通过采用单元机组集中控制的运行模式，则可以保证大容量在进行调峰时的安全性，并且具有较高的经济性，对提高整个电厂的运行效率以及运行质量有明显的帮助。

4结语

随着我国的工业发展规模不断扩大以及社会经济的活力不断被激活，对电力的需要会越来越大，从而使得火电厂中使用的机组容量也会增加。为了能够满足机组控制的要求，必须应用先进的控制方式，而单元机组的集控运行模式凭借其明显的优势，在火电厂中的应用范围势必会越来越广泛。

参考文献：

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[3]马玉龙. 探究火电厂中的单元机组集控运行[J]. 科技展望， 2017（12）.