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dcs分散控制系统【发电厂汽机控制系统现状及发展趋势】

时间:2019-02-08 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘要:随着机组容量的增加和参数的提高,机组的安全问题也显得越来越重要。本文主要从汽机控制系统的发展现状入手,详细讨论了其控制系统常见的故障方式及相关的处理措施,值得同行参考。
  关键词;发电厂、汽机、控制系统
  Abstract: with the increase of the unit capacity and the improvement of the parameters, the security problem of the unit is becoming more and more important. This article mainly from the turbine control system development present situation, discussed the control system of common fault mode and the related process measures, is worth reference to fellow.
  Key words; The turbine control system, power plants,
  
  
  中图分类号: TM62 文献标识码:A 文章编号:
  引言
   随着发电厂容量的增加和参数的提高,其对设备的投资也越来越大,对机组运行状况的要求也越来越高,同时控制系统所涉及的内容也越来越广,因此要求其安全性和经济性必须提高到一个新的高度。因此在保证安全的前提下,火力发电厂的主要目标是确保火力发电厂输出电力的品质,并降低发电成本。
   在火力发电厂中,汽轮机及其控制系统对保证电力品质和整套设备的经济运行起着特别重要的作用,以下是对汽轮机的控制系统进行的相关探讨。
  一、汽轮机控制系统的现状分析
   从我国各火电厂的实际情况情况看,目前,各种汽轮机控制系统都可以满足汽轮机的调节和安全要求。传统设备是机械液压式调节系统,但由于自身有无法克服的缺点。
   电-液并存控制系统正是一种过渡产品,它主要用于原火电厂中的汽轮机调节系统,新建的电厂中很少采用这种控制系统。模拟式电液控制系统由于模拟式电调电路结构的直观性、易懂性,运行维护人员能够对系统结构深入了解,并且在查找问题和处理故障时,能较快、较准地找到原因,保证系统良好的运行。因此使用情况较好,同时能够达到汽轮机安全运行和启停的要求。
   随着技术的不断发展,模拟电路组成的电调被广泛使用的数字式电调控制系统取而代之。数字式电调控制系统包括专用型电调控制系统和通用型电调控制系统两类。
   目前,数字式电调控制系统能很好地满足火电厂汽轮机机组的负荷控制和转速控制,其工作可靠性可以完全满足大容量汽轮机安全运行的要求。但还有许多数字式电调控制系统的功能不能完全发挥。
   数字式电调控制系统的自动汽轮机控制(ATC)功能普遍不完善,目前没有电厂使用。许多机组的阀门管理功能不能正常实现,即使投入运行在某些方面也存在一些不足,几乎所有的数字式电调控制系统的汽门快关功能都还有待完善。
   造成以上问题的原因是多方面的,既有数字式电调控制系统本身存在缺陷的原因,也有使用单位人员素质的原因。
  
  二、汽机保护系统的常见故障及处理方法
   1、汽机跟随锅炉方面
   (!)问题分析
   当锅炉的主要辅机出现问题或者发生工况(停运或发生汽机跳闸或带厂用电运行等)时,将发生负荷返航,包括送风机、引风机、给水泵、一次风机、空气预热器、炉水循环泵等。而当发生负荷返航时,由于限制了锅炉负荷,减少了燃料量,也就必然会使主汽压力降低。另外,对于汽机控制系统,为了使其适应减弱后的锅炉带负荷能力,其会立即切换成汽机跟随方式进行运行:即根据主汽压力偏差信号来调节汽机调门,以适应锅炉负荷。
   (2)处理措施
   针对上述问题,可以采用以下处理措施:当机组处于正常运行时,锅炉压力值可允许设定一定的偏差量。若锅炉压力继续降低,则会产生压力来限制动作汽机调门,有助于维持主汽压力的基本稳定;当锅炉主要辅机出现故障并产生负荷返航信号时,汽机控制系统将以汽机跟随方式进行运行。此时,一旦锅炉压力低于其设定值,就会产生压力来限制动作汽机调门,也就维持了主汽压力的基本稳定,并解决了上述问题的产生。
   2、燃油量和燃煤量之间换算问题
   (1)问题分析
   在负荷返航时,如果给粉机在自动状态下,由于燃料量给定值限制不变,而且油的发热量大于煤的发热量,结果会立即造成给粉机转速的急剧下降。
   (2)处理措施
   针对上述情况,首先技术人员从提高燃料测量精确性出发来改进测量装置和流量计算回路,以便确保燃油量测量的准确性;同时,结合化学分析来及时调整燃油与燃煤之间的折算关系,使机组发生返航后,锅炉燃烧的绕料足够,既充足又不过剩,这也同时确保了返航试验的成功。
   3、汽机保护分析及基本保护试验故障处理
   对于汽机保护信号的设计,我们要使其确保保护可靠动作,并避免保护的拒动,所以其应根据保护信号的性质控制系统来进行区别对待:根据这些信号的紧急程度,将其概括地分为基本保护信号和外部跳闸信号两大类。
   汽机保护系统的常见故障及处理:
   (1)信号的误发会引起跳机
   由于在该系统中,采用插接方式来连接界限箱电缆,因此会导致在日常维护设备的过程中,可能误碰到重要信号的端子而引起保护信号的误发,也就造成汽机的误跳闸。
   出现上述情况,可以压接全部的重要信号的电缆通道,为重要设备(主要是一次设备)作警示标记,以避免误碰。并在计划检修中,彻底检查和试验整个保护系统(包括信号通道),也可有效地防止误跳机事故的发生,会极大地提高设备的可靠性。
   (2)基本保护试验会不成功
   由于必须每周做汽机基本保护试验,因此难免出现故障。
   处理措施:若在试验过程中出现试验未成功而进行的现象,必须手动扳闸进行停机,并及时对故障进行检查,确认重新投入所有保护系统。这样不会影响了电厂及电网的正常运行,以及人民生活。对于电厂技术人员,应通过长期摸索和实验,针对试验的故障点,总结找到排除故障和恢复保护的办法。
  
  三、汽轮机控制系统的发展前景
   从实际使用情况看,目前各种类型的控制系统都能满足大容量汽轮机的安全运行要求。但是,现有的控制系统的功能发挥却不够理想,不仅未全部实现原设计功能,而且在现有的控制系统上还有待挖掘和发挥更多、更高级的潜在功能。
   汽轮机控制系统与汽轮机本体关系极为密切,因此汽轮机厂负责设计汽轮机控制系统,并与主机配套供货。而通过电调系统的工作可靠性的证明,电调系统所有功能均应投入使用。
   对于老机组的改造工程,其电调系统的液压部套的工作介质既可使用高压抗燃油,也可使用低压透平油。但应深入消化吸收进口电调系统,掌握其特征,为开发我国电调系统提供参考。
   在汽机控制系统方面,在世界上已经开始使用一些先进的设计思路。
   直接能量平衡控制的控制系统就是一种先进的设计思路,其特点是根据负荷的改变,自动调整控制器参数,使之能适应对象动态特性随负荷的变化,改变部分负荷下单元机组的特性,可以有效地消除了由单元机组对象动态特性随负荷变化的改变,提高了单元机组在不同负荷下的响应和调节性能。
  
  结论
   本文阐述了电厂汽轮机控制系统的发展现状,并结合工程实际,就控制系统的故障模式及相关处理措施进行了讨论和研究,达到提高控制系统的自动化和运行的经济性的目的.
  
  参考文献
  启梅,王丽朴.汽机保护系统的技术改造,电力安全技术,20013(5):37
  郭忠芳,锅炉给水泵汽轮机调速控制,工业汽轮机:2001 (1):5-10
  【3】张军,汽轮机电液控制系统试验研究,黑龙江电力,2001(2):111-113

标签:汽机 发电厂 发展趋势 控制系统