摘 要节能降耗是我国的产业政策的大政方针,因此,火电厂老机组的改造与新建电厂同等很需要。针对火电厂老机组热控自动化调节方面进行简要阐述。
关键词电厂;热控;自动化;调节
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)102-0135-01
1火电厂老机组热控自动化设备现状
火电厂老机组主要指80年代及以前设计、安装投运的机组,包括少数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DDZ-Ⅱ、Ⅲ型单元组合仪表及组件组装仪表(MZ-Ⅲ、TF-900)。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(一般在60%左右),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。
2老机组自动化系统改造任务的艰巨性
1)工作量大。根据电力可靠性中心1998年4月发布的信息,全国100MW及以上容量的机组台数列于表1。1993年及以前投产的机组,其设计大都在1990年前完成,除部分已采用分散控制系统(DCS)的机组外,将面临自动化设备更新改造。从全国电网看,125、200、300MW机组是当前的主力机组,其服役期限多数在30a以内,还要担负较长时间的运行任务,因而应是改造的重点。从表1可看出,1993年以前投产的125MW机组96台,200MW机组159台,300MW机组57台,除其中部分300MW已采用DCS外,共计约有300台机组需要进行改造。100MW级机组有121台,除50年代末、60年代初投产的约10台机组,服役在30a以上外,尚有110台机组在各个不同地区也承担着主力机组的任务。对这些机组的改造,在提高效率、降低能耗和改善环境具有重要意义。
2)资金少。从目前情况看,改造资金多为企业的自有资金,这就对改造项目的内容提出了严格要求。精打细算,不乱花一分钱是改造工作必须遵循的方针,因而要求更加细致地做好改造的前期调研和设计工作。
3已改造的机组情况
目前已进行自动化改造的机组均采用DCS取代原有的小型机或微机组成的计算机监视系统(DAS);取代以电动单元仪表、组件组装仪表或单回路调节仪表组成的模拟量控制系统(MCS);改造原有汽轮机控制系统为数字式电液控制系统(DEH),以适应电网自动控制(AGC)要求;还有部分电厂以DCS或可编程控制器(PLC)取代以继电器为主的辅机电动机和电动阀门的控制、顺控与联锁。
对于发电机-主变压器组及厂用电的改造,将电气量及开关操作纳入DCS,把单元机组(炉、机、电)作为一个整体考虑是实现单元值班员的重要措施。通辽电厂在改造中已将发电机-变压器组、厂用电6kV和380V电源开关、直流及励磁系统开关等操作和参数检测纳入DCS,共计测点1792点,同时将电气无功调节(AVR)也纳入DCS中。
4经济效益
经DCS改造后的老机组自动化水平普遍提高,经济效益显著,主要表现在以下几方面:①热工自动投入率可达100%。②控制系统对各种工况的自适应能力加强,参数稳定,可保持汽压、汽温及烟气含氧量符合标准,提高了燃烧效率,降低了煤耗。③汽轮机控制系统经过改造的机组可实现机组协调控制和AGC控制,满足电网负荷调度要求。④对控制盘台改造的机组,在提高运行值班员素质后,可实现真正的集控,大大减少值班员人数,如邹县电厂、遵义电厂由6人减至3人,徐州电厂预计由8～9人减至2～4人。⑤汽轮机调速系统改为电调后,保证了汽轮机运行可靠、稳定,启停时可避免因人工操作不当引起的汽轮机热变形和振动等事故,提高了汽轮机运行安全性。⑥减少误操作,根据报警提示和操作指导,可防止事故发生或扩大,事故发生后,根据SOE记录的数据分析事故原因,可减少停机时间,增加发电量,减少机组启动费用,一般200MW机组启动一次至少要耗资几万元,多至十几万元。气降低值班员的劳动强度,减少了热控人员的维修工作量。
5建议
1)明确目的。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,改造的目的不只是自动装置的更新。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。在过去的自动化改造工作中就发现,由于锅炉受热面未改造使改造过的汽温自动控制系统无法实现汽温控制的情况,应吸取类似的教训。
2)突出重点。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;否则,性能再优的DCS也无法发挥作用。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。这一问题在过去的改造工作中就发现过,应给予足够的重视。
3)长远考虑。对老机组自动化改造必须作长远考虑,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全面进行长远考虑,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,以便与其它厂家设备如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。
4)统一领导。自动化系统的改造涉及机、炉、电各专业及机房改造,是一项复杂而细致的系统工程,必须在厂长、总工的领导下,组成一支精干、坚强的设计、安装和调试队伍,统一协调进度和解决各专业间的配合问题。在改造工作中,凡是领导得力的,改造工作就完成得好。
5)慎选厂家。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或其它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。
6结语
老火电厂的热控改造是一项复杂的工程,也是长久利益的体现,只要技术得当,管理到位,热控调节还是可调可控的。