徐亮

[摘? ? 要]現(xiàn)代社會，電能是一種非常重要的能源，同時也是各行各業(yè)開展生產(chǎn)經(jīng)營活動的基礎(chǔ)條件。目前，我國生產(chǎn)電能的方法有很多，如核電、火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等，而不論哪種發(fā)電方法，都離不開熱工自動化設(shè)備的支持。作為發(fā)電系統(tǒng)中最重要、最核心的裝置，熱工自動化設(shè)備的可靠性及工作效率關(guān)系到發(fā)電系統(tǒng)的電力生產(chǎn)水平。為此，主要以火力發(fā)電廠的熱工自動化設(shè)備為例，對其改造方法進(jìn)行探討，希望通過合理的改造，提升設(shè)備質(zhì)量，有效提升發(fā)電機(jī)組自動化設(shè)備投運(yùn)率，進(jìn)而提升火力發(fā)電廠的電力生產(chǎn)水平。

[關(guān)鍵詞]火力發(fā)電廠;熱工自動化設(shè)備;改造方法

[中圖分類號]TM621 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]In modern society， electric energy is a very important energy source， and it is also the basic condition for various industries to carry out production and operation activities. At present， there are many ways to produce electric energy in our country， such as nuclear power， thermal power， wind power， solar power， etc. No matter which power generation method， they cannot do without the support of thermal automation equipment. As the most important and core device in the power generation system， the reliability and work efficiency of thermal automation equipment are related to the power production level of the power generation system. For this reason， mainly take the thermal power plant's thermal automation equipment as an example to discuss its transformation methods. It is hoped that through reasonable transformation， the quality of the equipment will be improved， and the commissioning rate of the automation equipment of the generator set will be effectively improved， thereby increasing the power of the thermal power plant. Production level.

[Keywords]thermal power plant; thermal automation equipment; transformation method

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)對于電力的需求量也在不斷地提升。為了更好地滿足各行業(yè)發(fā)展的需要。近年來，我國不斷加強(qiáng)電力生產(chǎn)建設(shè)，電力市場競爭也越來越激烈。在此背景下，火力發(fā)電廠不僅要持續(xù)拓展市場，與國內(nèi)外大型企業(yè)建立電力輸送關(guān)系，同時還需運(yùn)用先進(jìn)的熱工自動化技術(shù)對現(xiàn)有的熱工自動化設(shè)備進(jìn)行改造，在盡量降低資源消耗的前提下，有效提升自身的電力生產(chǎn)水平。這也是當(dāng)前我國火力發(fā)電廠進(jìn)行電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，更是提升我國熱工自動化技術(shù)水平，促進(jìn)我國電力行業(yè)發(fā)展的有效途徑。

1 火力發(fā)電廠熱工自動化設(shè)備改造概述

1.1 火力發(fā)電廠熱工自動化設(shè)備改造的必要性

電力工業(yè)的發(fā)展，在為各行各業(yè)發(fā)展帶來便利的同時，也產(chǎn)生了一系列問題，我國相關(guān)部門非常重視火力發(fā)電廠的污染物排放問題，并針對火力發(fā)電廠的廢物、廢氣排放，制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)。而熱工自動化設(shè)備改造，是火力發(fā)電廠提高燃燒率，減少有害氣體排放，提高生產(chǎn)環(huán)保水平的重要途徑。同時，通過熱工自動化設(shè)備改造，還可以有效節(jié)約能源，節(jié)省生產(chǎn)成本，提高火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。為了更好地發(fā)展電力事業(yè)，我國采取了火力發(fā)電廠與電網(wǎng)分開，各自形成獨(dú)立系統(tǒng)的方法。在火力發(fā)電廠與電網(wǎng)分開后，為了充分發(fā)揮老舊設(shè)備的價值，減少資源浪費(fèi)，需要對原有的熱工自動化設(shè)備進(jìn)行改造，使其滿足電網(wǎng)自動化調(diào)度的需求。

此外，隨著電子技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以計算機(jī)系統(tǒng)為核心的自動化裝置在火力發(fā)電廠熱工自動化設(shè)備中的應(yīng)用日益廣泛，與常規(guī)裝置相比，由計算機(jī)系統(tǒng)控制的自動化裝置，其運(yùn)行的穩(wěn)定性、精確性、可靠性都更加優(yōu)越。目前我國熱力發(fā)電廠熱工自動化設(shè)備中使用的自動化裝置中，存在較多國外引進(jìn)的小型機(jī)或自主開發(fā)的計算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的監(jiān)視系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在性能、功能等方面都無法充分適應(yīng)現(xiàn)代熱工自動化設(shè)備運(yùn)行的需求。因此，在對主輔機(jī)進(jìn)行改造的同時，也要對相應(yīng)的自動化系統(tǒng)及裝置進(jìn)行改造，只有這樣才能達(dá)到現(xiàn)代化火力發(fā)電廠建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，有效提升發(fā)電水平。

1.2 火力發(fā)電廠熱工自動化設(shè)備改造難點(diǎn)

火力發(fā)電廠熱工自動化老機(jī)組原有的自動化控制系統(tǒng)無論是設(shè)計方法還是運(yùn)行原理，都與現(xiàn)代化、新型的自動控制系統(tǒng)存在很大差異，新型自動化控制系統(tǒng)與原有機(jī)組不匹配。因此，怎樣對老舊機(jī)組的發(fā)熱設(shè)備、活動機(jī)構(gòu)等進(jìn)行改造，使之能夠與新自動化系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，在新自動化系統(tǒng)的控制下，完成發(fā)電工作，并提升發(fā)電效率，是改造的難點(diǎn)。一方面，這類機(jī)組的使用年限比較長，部分零件已經(jīng)停產(chǎn)，無法購買新零件進(jìn)行替換。另一方面，這類機(jī)組通常都存在冗余系統(tǒng)，運(yùn)行效率比較低下，需要通過系統(tǒng)改造、升級，滿足新型自動化控制系統(tǒng)的需要。另外，各類活動構(gòu)件的接口與新型自動化控制系統(tǒng)不符，需要設(shè)計、制備新的接口實(shí)現(xiàn)有效對接。這些都增加了改造的難度。

1.3 改造注意事項

在對老舊機(jī)組進(jìn)行改造時，需要重點(diǎn)關(guān)注保障改造過程中的安全性，包括電氣安全、設(shè)備安全、設(shè)備替換安全等等。只有事先做好安全防范工作，才能保障參與改造人員、設(shè)備、企業(yè)的安全，避免設(shè)備運(yùn)行過程中因為各種安全問題，發(fā)生人身意外或給企業(yè)帶來損失。此外，還要制訂完善的改造計劃，嚴(yán)格控制改造成本、改造工期，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改造實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的優(yōu)化升級。

2 火力發(fā)電廠熱工自動化設(shè)備改造方法

2.1 確立改造內(nèi)容

在對火力發(fā)電廠熱工自動化設(shè)備進(jìn)行改造時，首先要確立改造內(nèi)容。對熱工自動化設(shè)備機(jī)組進(jìn)行改造的目的，是提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性、提高機(jī)組運(yùn)行效率。在對機(jī)組進(jìn)行改造的過程中，需要從機(jī)組自動化控制系統(tǒng)、原有活動構(gòu)件、發(fā)熱機(jī)構(gòu)三個方面著手，制訂改造計劃。對于自動控制系統(tǒng)，可以在充分研究、討論原有系統(tǒng)運(yùn)行效率、運(yùn)行質(zhì)量的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代自動控制理念及技術(shù)，對其進(jìn)行改造。在活動構(gòu)件檢測方面，可以在充分了解構(gòu)件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，檢查構(gòu)件的完整性及性能，如查看其是否存在裂紋、斷裂等，以及是否存在無法自主工作的情況，這類構(gòu)件出現(xiàn)問題后，通常無法進(jìn)行修補(bǔ)，可以利用新構(gòu)件進(jìn)行替換。在處理發(fā)熱機(jī)構(gòu)時，首先要了解其自動控制系統(tǒng)運(yùn)行情況，如發(fā)熱功率是否在正常范圍之內(nèi)等，通過合理的設(shè)置、改造，確保自動化系統(tǒng)能夠有效控制運(yùn)行參數(shù)，完成正常發(fā)電工作。此外，在改造的過程中，還要有效提高設(shè)備自動化程度，有效減輕人工操作的負(fù)擔(dān)，使其能夠更好地完成自動發(fā)電工作。改造的內(nèi)容包括老舊設(shè)備改造、主輔機(jī)改造，只有將改造完成的老舊設(shè)備與主輔機(jī)共同構(gòu)建成為可靠的自動化裝置系統(tǒng)，才能形成完整流暢的自動化運(yùn)作體系。

2.2 改造不適用的元件

火力發(fā)電廠熱工自動化系統(tǒng)，最基礎(chǔ)的組成部分主要包括三個方面：

（1）測量元件;

（2）傳感器;

（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

在對熱工自動化設(shè)備進(jìn)行改造時，可以結(jié)合系統(tǒng)工作的需要，對影響工作效率、耗能高的測量元件、執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行更換、改造、創(chuàng)新應(yīng)用，選擇性能更好的傳感器，穩(wěn)定性更強(qiáng)的儀表配件，質(zhì)量更好的變送器、開關(guān)儀表、執(zhí)行器等，減少設(shè)備整體耗能，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性及運(yùn)行效率。如在對火力發(fā)電廠熱工自動化系統(tǒng)中最核心的部分——集中控制室進(jìn)行改造時，除了要對控制盤、臺等重要部件進(jìn)行改造以外，還要對常規(guī)顯示控制儀表等元件進(jìn)行改造、設(shè)置，以此提高集中控制室的整體性能。

2.3 老舊機(jī)組拆檢

對于老舊機(jī)組，技術(shù)人員要根據(jù)各類設(shè)備配套機(jī)組結(jié)構(gòu)圖、說明書等資料，在相關(guān)人員的監(jiān)督下，利用吊裝設(shè)備，按照先易后難、由外到內(nèi)的順序，對其進(jìn)行拆解。同時，對于可關(guān)停區(qū)域，在拆解之前要先斷電，確保拆解過程中不接觸電源。對于必須處于供電狀態(tài)的設(shè)備，需要由專業(yè)人員進(jìn)行全面檢查，在確保安全的情況下，再進(jìn)行拆除。

2.4 相關(guān)構(gòu)件替換

對于出現(xiàn)問題的構(gòu)件，技術(shù)人員首先要提交構(gòu)件更換申請。在確認(rèn)企業(yè)已經(jīng)購買，且新構(gòu)件已經(jīng)達(dá)到專用倉庫，檢查確認(rèn)質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)后，才可以進(jìn)行構(gòu)件拆卸、替換工作。例如，某直角鋼構(gòu)件由于在長期運(yùn)行過程中發(fā)生嚴(yán)重磨損，出現(xiàn)裂紋，經(jīng)技術(shù)人員檢查，確認(rèn)其需要替換。在這樣的情況下，火力發(fā)電企業(yè)要第一時間購買新構(gòu)件，并與構(gòu)件供應(yīng)商協(xié)商構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸時間及運(yùn)輸方式，盡可能在短時間內(nèi)完成構(gòu)件的替換工作，確保熱工自動化裝置的正常運(yùn)行。需要注意的是，技術(shù)人員在進(jìn)行構(gòu)件替換工作時，需要在構(gòu)件設(shè)計人員及機(jī)組生產(chǎn)人員的配合、指導(dǎo)下完成。

2.5 改造機(jī)組試運(yùn)行

機(jī)組改造完成后，首先需要進(jìn)行試運(yùn)行，在這個過程中技術(shù)人員要全面觀察機(jī)組運(yùn)行情況，了解機(jī)組運(yùn)行過程中存在的問題，并對其進(jìn)行進(jìn)一步的改造、調(diào)試。同時，試運(yùn)行機(jī)組需要具備在短時間內(nèi)完成對超限功率加載的能力。只有這樣，才能確保機(jī)組的正常運(yùn)行，防止在運(yùn)行過程中出現(xiàn)超限低功率系統(tǒng)運(yùn)行的現(xiàn)象。通常情況下，過限加載功率在額定功率的1.25～1.5倍。設(shè)備管理人員需要對機(jī)組中的發(fā)熱構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)測，記錄、分析各類活動構(gòu)件的運(yùn)行狀態(tài)，對于運(yùn)行不正常、發(fā)出警報信息的自動控制系統(tǒng)要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

2.6 改造機(jī)組跟蹤檢測

老舊機(jī)組在接受改造后，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行方式與之前有很大的差別。技術(shù)人員需要通過長期的監(jiān)管、檢測，了解其運(yùn)行情況。在對這類機(jī)組進(jìn)行檢測時內(nèi)容很廣泛，包括各類管道、活動構(gòu)件的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行過程中是否有雜音，雜音是否對正常工作造成了干擾等。同時，還要對各類檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，分析系統(tǒng)運(yùn)行是否可靠、穩(wěn)定。如果在檢測過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在運(yùn)行問題，如某機(jī)組汽輪機(jī)差脹值過大，需要進(jìn)一步收集檢測數(shù)據(jù)，并結(jié)合檢測數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因進(jìn)行分析，找出問題的原因。如確認(rèn)是由于改造不合理引起的汽輪機(jī)低壓缸隔離板損壞等問題，需要對改造方法進(jìn)行改進(jìn)，并對損壞構(gòu)件進(jìn)行及時更換，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.7 老舊設(shè)備改造原則

由于熱工自動化設(shè)備價格昂貴，如果全部更換，將會極大增加熱力發(fā)電廠的生產(chǎn)成本。因此在設(shè)備系統(tǒng)不滿足生產(chǎn)需求時，通常采取改造老舊設(shè)備的方式，來提升生產(chǎn)效率，增加電力產(chǎn)量。在實(shí)際改造中，技術(shù)人員要從長遠(yuǎn)考慮，注重前期技術(shù)設(shè)計，對不能一次性實(shí)現(xiàn)的設(shè)備改造，可以合理的分步實(shí)施，防止因反復(fù)改造，破壞設(shè)備功能。對老舊設(shè)備改造的目的，是增加主機(jī)的使用壽命，同時通過對其他后續(xù)裝置的改造，使其更好地適應(yīng)主機(jī)運(yùn)行的需要，形成一個高效率、低耗能的電力生產(chǎn)體系。

3 結(jié)束語

隨著人們生活水平的逐步提高，對周圍的環(huán)境也提出了更高的要求，再加上我國相關(guān)部門環(huán)保監(jiān)管力度的提升，通過改造熱工自動化設(shè)備，提升設(shè)備全生命周期利用率，消除有害廢氣物排放造成的環(huán)境污染，已經(jīng)成為了每個火電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容?；痣娖髽I(yè)技術(shù)人員需要根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營需求，對現(xiàn)有的熱工自動化設(shè)備進(jìn)行改造，積極提升熱工自動化設(shè)備的運(yùn)行效率，減少耗能和污染，提高電力產(chǎn)量，提高火電企業(yè)的核心競爭力。

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