关于火电厂集控运行技术探讨

关于火电厂集控运行技术探讨

李伟

（神华国华孟津发电有限责任公司河南洛阳471112）

摘要：在科学技术高度发达的当今社会，火电厂也通过不断革新，成效显著。传统技术被淘汰后，越来越多的火电厂在发电运行中，充分利用了现代控制技术以及网络。在现代化火力发电组生产的过程中，集散控制系统得到了普遍应用。火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。火电厂还有其它一些辅助生产系统，如燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等。这些系统与主系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。

关键词：火电厂；集控运行技术；集控策略

截至目前，大多数的火电厂都已经采用了对火电厂内部的锅炉、发电机进行集中管理的火电厂集控运行技术，火电厂集控运行技术是通过以微处理器为核心处理器，配置相应的软件设置和硬件设备，实现对火电厂各项设备（这些设备包括有火电厂的电源设备、电子控制室、计算机中心控制系统、发电设备等）的自动化管理可以有效地实现火电厂发电的自动化管理，是现代工业和人工智能技术有机融合的典范之一，通过在火电厂实施运行火电厂集控运行技术，可以充分地保证发电系统管理的可靠性强、实时性处理的优点，还可以利用中心处理器强大的计算功能处理火电厂内部繁杂的管理事务，提升火电厂的管理运行效率。但是，不可否认的是，火电厂进行火电厂集控运行技术运行过程之中所使用的高科技精密仪器很容易受到物理因素和火电厂内部环境因素的影响，这就需要随时调整火电厂内部的环境情况，并注意屏蔽相应的电磁频率，保证火电厂集控运行系统的正常运行。

1火电厂集控运行技术的基本概念

如今，大部分火电厂所采用的控制运行技术都是使用的单独控制的运行管理技术，在控制系统之中，存在一个母控制系统，剩余的各部分都是单独分离存在的。反之，采用火电厂集控运行技术的火电厂则采用的不同的控制管理形式。火电厂集控运行技术可以实现以集控单元为单位的组合，为火电厂内部的每一台发电机设备都配备一台用于提供能源的锅炉和汽轮机，还要保证相应的发电机设备和锅炉设备以及汽轮机设备组成一个集中管理的控制系统。在火电厂集控运行技术运行的过程之中，可以实现对发电机设备和锅炉设备以及汽轮机设备的统一控制管理，这也是火电厂集控运行技术概念的由来。

在火电厂进行电力生产、运行、设备停运的操作管理过程之中，火电厂内部的集控运行系统一般都会对火电厂所从事的各项步骤进行检测，有针对性地提出解决的方案和措施，并自动地控制火电厂的内部设备进行调整和运行，但是，火电厂内部的集控运行系统并不能够对出现故障问题的火电厂内部设备进行维修，维修工作还需要专门的工作人员进行。针对这样的情况，就需要为火电厂集控运行系统所控制的结构单元安排专门的检查和维修工作人员（一般情况下，一个小组的人员包括总体负责的小组检查机组长、负责巡查监测火电厂内部设备是否存在故障的巡检员、负责进行全天看护的主值班人员以及负责协助主值班人员的副值班人员），整个小组的工作人员结合在一起，共同完成对火电厂内部的集控运行系统管理下的结构单元的巡查和监督管理工作，务必保证火电厂内部结构单元的正常安全运行，在进行安全监督监测的过程之中，主值班人员务必保证自身可以24小时对生产电力的结构单元组分进行监督管理，务必保证可以及时地发现结构单元在运行过程之中出现的问题，并及时予以解决，当然，如果所使用的火电厂内部的集控运行系统的智能化程度足够高，则可以有效地实现自我预警功能，工作人员就可以按照系统的指示有针对性地处理有故障的结构单元部位，可以有效地提升故障解决的效率，也可以有效地节省人力资源的消耗，降低生产运行成本。

2火电厂集控运行时的注意事项

2.1加强集控运行系统的技术管理

集控系统都是包括两个部分，分别是硬件系统以及软件系统，而作为集控系统的核心部件之一，微处理器在集控系统中也具有至关重要的作用。

集控系统具有很多优势，例如其运行操作比较安全可靠，并具有较大的存储容量等等，所有高难度的控制策略都能够借助于软件的组态来完成，因此，必须要充分重视度软硬件系统的完善与维修。

集控系统是一般由过程控制单元、过程接口单元、CRT显示操作站、管理计算机以及计算机网络等五部分构成，如果其中的某个部件在运行的过程中出现问题，则就会导致整个系统出现故障，因此，必须要把系统中的所有设备都当成一个统一的整体，从而对其进行管理与控制，以保证系统的高效运作。

集控系统当中配备的热机保护系统的主要任务是保障机组的运行安全以及操作人员的人身安全。当机组出现异常的状况下，就会采取系统停机的措施来防止事故的继续恶化，进而有效确保工作人员以及机组的安全。有关专家与研究人员通过深入分析与研究，并借助大量的实际经验，从而规定出运行设备的安全保护值与极限值，以尽可能的降低事故发生的概率。

因此，在通常状况下。操作人员是不能随便的取消以及更改设备保护值的，特殊情况除外。

2.2改善集控运行系统的外部环境条件

对于火力发电厂集控运行系统而言，其外部环境包括控制室与电子间的环境要求、计算机系统对持续电源的要求以及接地装置的选择等等，这些外部环境会在很大程度上影响着集控系统运行的可靠性以及安全性。在机组的安装与调试过程中，操作人员会由于抢工期或者节约费用等原因而忽视对外部环境的充分重视。

在火电厂集控系统的外部环境方面应该注意以下几点：

（1）信号干扰会在很大程度上影响到集控系统的整体运行状况，假如集控系统缺少有效的电缆屏蔽以及接地不够良好，那么其极易受到干扰，从而造成系统发送错误信号。

（2）电子间以及控制室均采用空调系统，许多电子间安装的空调仅仅具有调温功能，并不具备调湿功能，当空气具有较重的湿气的时候，模件上面就易于出现结露现象，而当空气比较干燥的时候，其又易于产生静电，这都会对系统的正常运行造成一定的影响。

因此，集控系统的工作人员在实际工作的过程中，都应该充分重视上述几个问题，做好防范工作，从而尽量把所有可能会引发安全事故的危险因素都排除掉，以保证运行的安全性与可靠性。

3火电厂集控运行过程中存在的问题

3.1过热气温系统的控制问题

在火电厂集控运行技术运行的过程之中，很容易出现过热气温控制系统控制不准确的问题（过热气温系统指的就是合理地调节锅炉之中的煤炭和水之间的比例，在进行煤炭和水的比例的调节的过程之中，采用一级减温水或是二级减温水来进行调节）。与此同时，在进行过热气温系统的控制过程之中，火电厂内部设备之中的给水的温度、火焰中心的高度、过剩空气系数、燃水的比例都有可能会对过热气温系统产生干扰作用。针对这样的情况，在进行火电厂集控运行技术运用的过程之中，需要充分地考虑到温度的影响作用，并科学合理地考虑到火电厂内部环境因素，制定出合理的火电厂集控运行系统。

3.2再热气温系统的控制问题

在进行再热气温系统的控制过程之中，相比较于第一次的气温控制工作，控制的难度会明显增加，相应来说，利用火电厂集控运行技术对火电厂内部的再热温度的控制所要涉及的控制工作也更加的复杂。一般情况下，为了有效地节省成本，一些小型的火电站在进行再热气温控制的过程之中，一般都是使用的温水来进行温度控制工作，这种方法可以在一定程度上控制住火电厂集控运行系统之中的温度，还可以在最大程度上降低施工的成本，但是，在实际的运行过程之中，反而会对中小型火电厂造成一定的经济负担。具体来说，在使用温水进行温度控制的过程之中，如果使用的是亚临界机组，使用的温水是来自喷入1%的减温水，这样的话，中小型发电厂使用同样的原材料所能够发出的电力相比较于传统的发电方式，所发出的电能就会减少，针对这样的情况，就需要选择一些合适的方式来进行对温度的调节（具体的方法包含有摆动式燃烧器法、煤气循环法以及热风喷射法），保证火电厂的长期经济利益。

3.3主汽压力系统的控制问题

在进行对火电厂集控运行技术的应用的过程之中，还会存在主汽压力系统的控制问题。具体来说，虽然通过多年的科学研究和科学技术更新换代，已经有了新的平衡公式可以运用于主汽压力系统的控制过程之中，也取得了相应的成果，值得在火电厂中推广应用。但是，这些平衡公式应用于相应的协调控制系统中可以有效地发挥功用，却难以有效地估算出能量的具体数值。为了有效地提升主汽压力系统的控制精度，就需要采用控制进入炉膛的煤粉量的手段进行控制，以便于计算精确具体的煤炭的发电能力。

4火电厂集控运行技术优化措施

4.1过热汽温系统控制优化

对于过热汽温控制系统的优化，需要根据生产实际情况来选择合适的控制方式，达到良好的控制效果。如果温度比较高，则应选择用先粗调后细调的方式，即先调节煤水比例与减温水级别。同时，还需要加强对理论技术的研究，总结行业内应用成功经验，确定技术应用与优化方向，然后结合自身生产实际情况，对技术进行管理，例如选择软件对微处理器进行有效保护，确保集控控制系统核心的正常运行，降低各项因素的影响[3]。

4.2加强集控运行系统优化

将集控运行技术应用到火电厂生产体系中，可以根据实际需求来制定可行性高，且科学的集控运行策略，提高控制效率。对集控运行系统主要分为硬件与软件两个子系统，而微处理器则为整个系统的核心，正如上文所述，想要提高整个系统实际应用效果，必须要加强对微处理器的管理。如果想要提高系统运行操作的安全性，要求其具有较大的存储容量，这样就需要各项软件来完成高难度的控制策略，在技术应用时要重视软硬件系统的完善与维修。同时，集控系统想要实现控制系统，需要由多个设备共同作业完成，如盘台、CS系统、变动器等，这样就决定了，如果其中任何一个环节出现问题，均会影响整个系统功能的发挥。这样在对技术进行分析时，需要将集控系统作为一个整体进行研究管理，做好每个细节的控制，从根本上来保证系统的高效运行。另外，集控系统中配备的热机保护系统可以保证运行安全性，并提高操作人员安全。如果机组在运行过程中出现问题，可以通过系统停机方式来避免事故的进一步恶化，从整体上来提高机组以及人员安全。

4.3集控系统外部环境优化

就火电厂集控运行技术现状来看，很容易受到外部环境的影响，造成控制效果降低。其中，外部环境主要包括控制室与电子室环境、计算机系统持续电源以及接地仪器电源等，如果管理不当，会对集控系统运行可靠性产生影响。因此，要对外部环境进行优化，要求在生产机组安装与调试阶段，就做好相关内容的控制，结合集控运行技术应用要求，有目的性的采取措施进行优化。且在系统操作阶段，避免因抢工期或节约费用等原因造成外部环境处理不当。例如信号干扰会对整个系统运行效果产生不良影响，要重点做好集控系统电缆屏蔽与接地施工，降低外界干扰，提高系统信号发送的可靠性[4]。另外，一般情况下电子室与控制室一般会选择用一套空调系统，但是仅仅具有调温功能，并不能进行调湿，这样为避免环境湿度过大，需要另外设置除湿装置，将室内温湿度控制在允许范围内。

4.4选择对火电厂安全生产有利的集控运行环境

关于火电厂集控运行系统的所有仪器包括接地的仪器电源、控制室、电子室、计算机控制系统以及其他相关的仪器，这些仪器对于整个火电厂集控运行系统的安全可靠性、运行效率具有极其重要的影响。在机组安装以及调试的过程中，相关施工人员往往会过于关注施工工期、施工费用等，而忽视这些外部环境的一些要求。通常对于外设仪器物理环境会有一定影响的问题主要包括以下几个方面：

①并没有严格根据要求规范控制电子室的温度，极易导致静电。

②电源的供电方式并未符合规范要求，或者是电气接地系统缺乏规范性，电源的切换时间缺乏合理性。

③电缆屏蔽系统缺乏规范性或者元器件受到露珠的干扰，导致火电厂集控系统会发出错误的信号。

④并没有按照相应的规范安装仪器装置，也会导致系统运行故障。以上这些问题都应该引起集控运行系统维护人员的高度重视，一旦发现硬件系统出现异常问题时，应及时停机，并且立即进行维修，确保热机保护系统等主设备的安全。

其次，有必要成立一个专门的集控系统中心操作组，并且安排一些懂得各种设备，具有丰富实践经验以及较强专业技术的专业人员负责，主要工作是日常开关操作的集控运行情况进行实时监控。另外，应进一步完善、调整自动化接入标准，使两重配置能够实现相互切换和转化，从而实现变电站调度自动化设备和综合自动化的完整对接，能够对所有的信息进行全面监控。这种模块化的管理信号监控行为可以更加全面而又精确的获取发生安全生产事故的即时信息，这样可以更快的查找安全事故的发生原因，及时采取针对性的解决措施。

4.5重视对集控运行系统的技术管理工作

在对火电厂的集控运行系统的控制运行过程之中，要根据集控运行系统运行的具体特点，对集控运行系统进行管理控制工作。一般情况下，集控运行系统的技术管理工作主要应重视以下三个方面的工作：首先，要重视对集控运行系统的中央微处理器的控制工作，与此同时，还要注重对于软件和硬件设置的维护工作；其次，注重对于集控运行系统的整体性能的维护，保证集控运行系统的有效运行；最后，要保护好集控运行系统的热机保护系统，防止出现故障导致热机保护系统停运。具体来说，就是保证热机保护系统的工作数值保持在一定的安全数值范围之内，有效地降低安全事故产生的概率，保证热机保护系统的安全运行。

5结束语

火电厂作为我国电力生产重要方式之一，为提高其生产效率，以求满足社会生产生活发展要求，就需要对整个生产体系进行分析优化。将集控运行技术应用到火电厂生产中，可以代替传统管控模式，利用计算机技术与智能化技术，对整个生产体系内各子系统进行集约控制，降低各项因素的影响。同时还需要注意集控运行技术应用所存问题，有的放矢的采取措施进行优化，提高集控系统运行效率。

参考文献

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[3]梁俊杰.关于火电厂集控运行的几点探讨[J].科技风，2016，No.28402：247.

[4]罗俊然.浅谈火电厂集控运行技术的相关问题[J].中国高新技术企业，2015，No.34833：105-106.

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[8]盘思伟，韦正乐，赵宁.运行工况对某火电厂选择性催化还原脱硝催化剂活性的影响[J].工业催化，2013（2）.