火电厂集控运行现状及有效应对策略探讨

火电厂集控运行现状及有效应对策略探讨

伴随我国经济社会的高速发展，电力需求也在不断增加，供电负荷越来越大，虽然风电、水电、太阳能发电等新能源发电日益普及，但目前火力发电仍是电力生产的主流方式。对于大多数火电厂来说，集控运行已经成为它们生产运行的主要方式，不过这种被普遍采用的运行方式目前仍然存在不少问题。基于此，本文先分析火电厂集控运行的概念和主要应用领域，进而揭示火电厂的集控运行过程中仍然存在的问题，最后从内外两个方面提出对应的解决方案，希望能够给火电厂集控运行问题的解决提供参考。

标签：集控运行；火电厂；问题；应对策略

1引言

随着经济和社会的快速发展、生产生活方式的不断转变，人们对于电力的需求也越来越大。虽然新能源技术在不断进步，电力生产方式也更加多元化，但目前我国仍有超过70%的发电量是由火电厂提供的，在可以预见的未来相当长的一段时间内，火力发电仍然是电力生产的主流方式，如何提高火力发电的效率、保障火电厂生产的安全性和稳定性，是一个重要问题。在当下计算机信息技术不断应用在电力生产领域的趋势下，集控运行成为了火电厂运行的最核心管理方式，有效克服了火电厂生产运营中的诸多困难环节，为火力发电生产的改善和发展作出了极其重要的贡献，已经成为火电厂运营中必不可少的重要组成部分。

不过，目前火电厂的集控运行系统仍然存在不少问题，如果不能及时解决，一旦在火电生产过程中发生故障，轻则造成火电厂单个生产单位的生产事故、设备损坏，重则可能影响整个电网供电稳定性，给整个供电地区的生活和生产造成巨大经济损失。所以，本文从火电场集控运行的主要应用领域和存在的问题入手，提出改善相关问题的解决策略，希望能给集控运行问题的解决提供借鉴。

2集控运行的内涵及在火电厂的应用

集控运行系统（DCS），全称为集散控制运行系统。在火电厂的应用中，集控运行技术主要包括计算机、通信、控制以及图形处理四个方面的技术，这四个技术的英文首字母都是C，所以也叫4C技术。

在传统的火电厂运行方式下，锅炉、发电机、汽轮机的管理是相互的。目前我国的中大型发电厂都采用了集控運行系统，也就是将锅炉、发电机、汽轮机作为一个发电单元制机组进行集中统一的管理控制，通过集散控制系统协同操作每一个发电机组的锅炉、发电机和汽轮机，不同的发电机组之间运行又相互，一台机组的运行情况不会干扰到其他机组，这种发电机组的管理和运行方式就是集控运行。目前火电厂的集控运行系统包含三个部分：再热气温系统控制、主汽压力系统控制以及过热气温系统控制。

再热气温系统控制是相对于首次气温控制而言的。很多火电厂工艺或资本投入上存在，或是单纯的为了降低生产成本会采用减温水的方式调节温度。不过水冷调节的再热问题也十分棘手，成为了这些企业难以克服的问题。目前可以采用的其他再热气温控制方式主要有烟风挡调节剂热风喷射、摆动式燃烧器、煤气回收等。

主汽压力系统控制的主要方式是控制进炉的煤粉量，目前这一方式对主汽压力的控制效果很好，这一技术的理论来源是直接能力平衡公式。

过热气温系统控制在理论上难度不大，一般发电机组对于高温的耐受都有临界值，超过这个临界值的过热气温需要进行调节。调节又分为粗调和细调两个阶段，粗调主要是指调节煤和水的比例，而细调则是通过水冷的方式进行。不过导致气温过热的原因有很多，而且过热气温控制系统的设计建造经常出现缺陷，可能导致对气温的监控调节效果大打折扣，解决这个问题的一个有效方法是对过剩空气系数等参数进行整定。

集控运行系统的作用就是在这些关键环节中对每一个单元进行分级，确保核心的参数比例等能准确调节。

3火电厂集控运行的问题

3.1再热气温控制系统中的问题

再热气温系统控制技术难度要比首次气温系统控制难度更高，目前采用最多的控制手段就是减温水，虽然这种控制方式技术难度相对较低，工艺上更容易实现，但是会导致火电企业的生产成本急速上升，并且会导致火电厂在发电过程中消耗大量能源，很大程度上影响火电厂的生产效益。

由于再热气温控制系统技术难度工艺复杂性比较高，目前集控运行系统仍然没有发挥出应有的作用，在再热气温控制上也仍未找到一个在降低生产投资成本和提高再热气温控制效果之间的平衡点。即便采用上述提到的摆动式燃烧器、热风喷射等其他方法，工艺上仍然有实现难度，也会提高火电企业的生产、假设成本，目前仍不是最优解决方案。

3.2主汽压力控制系统中的问题

主汽压力控制系统的问题主要在直接能力平衡公式上。虽然这个公式的理论在压力控制方面的应用比较成熟，带来了不错的效果和收益，不过这种方式也存在着一定缺陷。如压力控制系统会把这种公式的理论作为终端计算的依据，通过调节炉膛的煤炭量来达到调节主汽压力效果最大化的目的，不过对最优煤炭量的计算和选择都需要更长的时间，在这段时间内，其它相关系统和设备的运行都会受到延迟和影响。这样整个发电系统的平稳运行就变得难以保证。

此外利用集控运行系统也无法精确计算出主汽压力系统控制需要的具体能

量值，尤其是各个设备分别产生的电力也不容易计算，这样各个设备分别承担的压力值就无法精确判断，经常会导致压力调节效果不佳，影响整个系统的压力控制能力。

3.3过热气温控制系统中的问题

通过调节煤水比例是过热气温系统调节的粗调手段，而增加或减少温水可以调节水温，从而达到细调的目的。导致气温过热的影响因素有很多，火焰高度、给水温度、过剩空气系数等，不过这些因素难以准确监测和计算，所以导致过热气温系统虽然理论上较为完善和成熟，但在实际应用中，数据的获取、系统的设计和建造都存在较大的难度，参数也不易设定，导致在实际生产过程中，对过热气温的调节质量经常无法达标，甚至会产生生产故障或事故。

4火电厂集控运行问题的解决对策要想解决上述集控运行系统中存在的问题，需要从外部环境、内部运营和技术方面寻找解决方案。

4.1改善集控运行的外部运行环境

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外部的环境也会在很大程度上影响集控系统的运行，比如电子环境、计算机接地环境和设备运行环境等等。需要注意的具体问题有：在天气潮湿的情况下，要注意设备的温度和湿度调节，注意设备防潮，同时要防止部分设备和模块结霜；在天气干燥的情况下，要注意设备可能会产生静电。造成巨大的静电干扰；在天气寒冷的情况下，部分在室外的设备可能会结冰，导致无法正常运转。此外要完善设备的电缆屏蔽和设备接地的建設，防止设备和电缆受到外部或其他设备电磁信号的干扰，导致设备运转参数无法及时被监测和传送到集控管理部门，或导致相关数据产生错误，影响设备的正常监控。

集控运行系统的正常运转需要工作人员对各个基础设备进行不间断的监测，对一些老化或故障的零部件及时更换维修，以免影响发电机组和整个发电厂的运转，这样才能最大限度地发挥集控系统的优势。

4.2加强集控系统技术管理

集控系统不仅包括计算机、电缆、变送器等硬件，还包括相应的操作系统、通讯系统等软件。在日常的维护中，不仅要重视硬件系统的更新和维护，也要重视软件系统的维护。对于一些关键的设备和参数要进行合理隔离和权限管理，没有完备的程序和手续不得擅自更改重要参数。

操作集控系统的人员素质也急需提高，集控系统是一个结构复杂的系统，需要有专门的操作团队进行操作和维护，重视对系统的操作经验培养，尤其要注意

对热机保护系统的维护和保障，除非出现故障，否则不能随意停机，这也要求对这个系统的操作和维护需要格外注意。

4.3加强原料、水的管理

集控系统对发电机组的调节，最终还是通过调节煤炭、给水量这些生产原料进行的，尤其在夏季用电量增大，火电厂的发电负荷急速上升。这个时候煤炭质量、减温水的供给量是重中之重。通过集控运行系统可以预算需要的煤水比，从而预计未来一定时期的用煤量、用水量，在保证效益的前提下，尽可能地提升煤炭质量。同时改进冷却技术，提高冷却效果。

5结语

随着智能化、信息通信等新兴技术在火电厂的深入应用，火电厂集控运行技术也更加完善，这个技术上的变化对于火电厂来说不仅可以提高经济效益，保证供电稳定性，也能降低工作人员的工作负担，减少发生安全问题的可能性。集控运行对火电厂来说是一个极其重要的角色，目前集控运行的智能化、自动化以及无人值班已经成为未来发展的趋势。针对上述提到的这些问题，需要进行针对性的措施进行改善，为未来的集控技术进一步发展和应用打下奠定基础。

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