(华电忻州广宇煤电有限公司 山西忻州 034000)
摘要：热控调试是贯穿了项目的始终，精益化的热控调试将为机组在投商运后的安全、智能、高效、稳定、长周期运行保驾护航，机组投产即能赢在起跑线上。在电力工业发展进入大电网、大机组和高度自动化以及电力生产企业面临安全考核风险增加和市场竞争环境加剧的今天，进一步提高热控设备和系统的运行可靠性和机组运行的安全经济性已至关重要。
关键词：精益化；火电厂基建；热控调试；逻辑优化
一、实施背景与意义
2018年山西省火电设备基础电量利用小时将降至1900小时，2019年年度电量交易新政策更是加大了省内火电厂的市场竞争，基础电量进一步下降，市场电量较2018年全年的650亿千瓦时上升至800亿千瓦时，省间交易价格进一步压缩且交易规模继续扩大，企业生产经营继续面临严峻困难与挑战。如此巨大的市场竞争压力下，度电成本的控制成为当前发电企业的重中之重。
基建是火力发电厂从无到有的重要环节，火电工程的启动调试更是对设计、制造、安装质量的全面检验。尤其是热控调试更是贯穿了项目的始终，精益化的热控调试将为机组在投商运后的安全、智能、高效、稳定、长周期运行保驾护航，机组投产即能赢在起跑线上。
二、热控精益化调试质量控制的方案及主要措施
1、单体调试质量控制
1.1提高机组仪表准确性
定期组织技术人员对现场仪表进行抽检，对不满足校验精度的仪表及时校验或更换。仪表抽检由监理、建设单位技术人员进行全过程监督，并做好记录。首次开展主机、辅机轴系探头双重全过程校验（计量局、调试所）、DCS系统网络负荷率测试、DCS信号衰减率测试、电源质量测试等工作。特别在控制系统DPU以及网络切换中首次采用录波仪进行数据比对分析，提高数据准确性。
1.2单体试运中杜绝采用临时措施启动
辅机设备在首次试转时确认监控仪表齐全、校验准确。由DCS控制的辅机，电动机单独试转必须在DCS操作，不得在开关室和电控柜操作。单机试转前逐条确认启动条件，不具备启动条件时不得采用临时措施强制启动。
1.3严格质量验收
单体调试质量验收由施工单位组织，建设单位、生产单位、监理单位、设备厂家、调试单位等共同参加，验收合格后，办理多方联合验收签证单。单体调试质量应严格按照国家相关规程规范和设备厂家相关技术指标进行对比，达不到设计要求的，查找原因，进行整改，如不能完成相应整改工作，不得进入下一步的调试工作。
2、分系统调试质量控制
2.1强调分系统试运的完整性
分系统试运要以单体调试达到设备技术参数标准为基本条件，必须在单体调试和单机试运合格签证后方可进行，分系统调试单位参加单体试运的验收，对单体调试结果共同进行验收签证。
分系统调试前，认真检查系统的完整性，所试运系统的各项验收签证资料应齐全、完整。分系统调试的操作，使用正规设备和系统进行，设备保护、程序控制装置必须投运，条件不具备的，不得进入调试。
2.2执行启动检查卡制度
在每个分系统调试前，调试单位应提出进入分系统调试的安全条件、设备条件、系统条件和技术条件，特别是空气动力场、化学清洗、锅炉吹管的条件，严格保证监视表计选型、校验、数量满足要求并在调试前组织各参建单位逐项进行确认，并办理签证手续。
2.3强化热控专业联锁保护条件确认
调试单位联合建设单位对热控保护定制与相关专业对联锁保护逻辑、定值、超驰动作等进行仔细调试和验证，并组织相关单位进行验收，并办理签证手续。尤其是对保护逻辑、自动逻辑调试时，针对不同设备、不同安装方式、测点安装位置等采取不一样的保护逻辑设计、优化。
3、整套启动调试质量控制
3.1严格完成调试试验项目
为达到机组长周期、安全、稳定、经济运行的长远目标，在整套启动试运期间除完成规定的调试项目外，还完成了下列主要试验项目或性能试验工作：
◆锅炉燃烧调整试验
◆锅炉制粉系统优化
◆机组轴系振动试验（包括变油温、变排汽温度等工况）
◆机组RB试验
3.2深化调试，扩宽机组的运行适应能力
在严格按照《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》中关于自动调节系统定值扰动试验、负荷变动试验等要求的前提下。深化ACE涉网试验，增加极端工况、大跨度负荷扰动测试，进一步提高系统稳定性与适应能力。
三、提高机组可靠性提高若干措施
1、利用机组每次启动的间隙，采用全面探伤、抽检、耐压试验等措施，对机组高温高压取样接头、管路、元件等进行检查，坚决杜绝跑冒滴漏。
2、整套启动前，组织生产准备人员学习机组逻辑保护和SAMA图等知识，开展机组阀门、测点、联锁保护校对试验比赛活动，将班组成员分成两组，每组管辖一台机组调试，交叉进行联锁保护进行就地、远方试验校对，发现问题立即整改，确保测点100%指示正确、可靠动作。
3、针对盘车控制原设计为PLC控制，根据厂家电气原理图，针对盘车控制箱进行重新设计，改造为通过DCS进行逻辑判断后控制，在保留原有功能的基础上提高了汽轮机盘车系统的可靠性。
4、针对不同振动安装方式而确定的转机振动保护。送、引风机、一次风机、汽轮机振动保护均为单点保护，热工可靠性细则明确要求禁止单点保护，在机组调试阶段针对振动探头不同安装方式对振动保护进行了修改。
送风机、引风机、一次风机振动探头前轴与后轴X、Y方向共计4个探头的安装方式为完全水平方向与垂直方向安装，原逻辑为单点模拟量触发&该点振动高二值（一次测量仪表为一个探头，数值经过二次表判断送出两路信号）触发振动大跳风机，后经过观察与试验以及与振动专业沟通后更改为：一侧的1X(1Y)振动模拟量跳机值&1X(1Y)高二值&2X(2Y)高一值作为跳闸信号。
在进行汽轮机振动信号讨论时，因汽轮机的X、Y方向的振动信号安装是与水平与垂直方向有一定夹角的，而且转子顺时针旋转，一般情况下同截面下X方向比Y方向振动要略大因此汽轮机单点振动更改为：
◆相邻同侧轴振报警信号和本轴承振动保护信号进行“与”逻辑判断。
◆本轴X(Y)向报警信号和本轴Y(X)向保护动作信号进行“与逻辑判断。
当 1）和2）任意一项满足时，发机组跳闸信号。
四、精益化调试聚焦“两个细则”，提高涉网服务水平
1、ACE逻辑优化
现阶段ACE考核标准为：当AGC指令改变时，不仅响应时间，响应速率满足要求，而且负荷精度、负荷响应（升负荷时要大于AGC指令，降负荷时小于AGC指令）也应满足ACE考核要求。
现阶段常规汽轮机主控逻辑设计为：
在常规汽轮机主控逻辑设计中，控制实际负荷跟随的为负荷指令（SP），偏差在一定范围以内，单纯依靠简单函数块实现。本次调试机组根据ACE考核要求，对汽机主控侧设定值进行了优化试验。
修改后逻辑为：
修改后逻辑：一旦出现小范围负荷调整，经过修正将作为压力偏差微分前馈，优化后ACE调整更加快速、准确。（附图：ACE调整趋势图）
2、CCS中锅炉热值修正逻辑优化
在投入协调控制时，要维持主汽压稳定，必须要配置好负荷与煤、水的关系。由于燃煤机组在实际运行中很难保持设计热值煤种，因此需要对燃煤热值进行热值修正。
协调控制中，锅炉主控对应的被调量为主汽压，调节手段为增减煤。锅炉主控输出主要由以下几个部分组成：
2.1、固定负荷对应的煤量前馈；
2.2、负荷变动时引入的前馈，包括：变负荷前馈、压力偏差微分前馈、直接能量平衡（DEB）微分前馈、压力设定值微分前馈等。
2.3、锅炉主控PID（CCS）的输出。
当一段时间内燃煤发热量相对稳定时，我们能够得到一组负荷与瞬时煤量的对应函数。机组投协调时：负荷（MW）=2*瞬时煤量（t/h）
当煤热值发生变化时，出现前馈配置负荷煤量与实际所需煤量热值不匹配，需通过PID控制调整后趋于稳定，增大了主汽压控制的稳定时间和动态偏差。
现我们取负荷稳定时的工况，用经过校正后的当前瞬时煤量反馈X1与之前设计的当下负荷对应的瞬时煤量反馈X2进行对比来确定热值控制器的输出K的改变方向。热值校正系数由热值校正自动回路给出，积分器输出变化范围限制在-20至+20之间，经量程转换，输出的热值校正系数在0.8-1.2之间变化。当煤种接近设计煤种时，K输出约等于1。煤热值低于设计煤种时，K趋于0.8方向变化，煤热值优于设计煤种时，K趋于1.2方向变化。将实际运行中给煤机瞬时煤量总和与K相乘，得到的值即为校正后的瞬时煤量，作为热值校正控制器的过程量值(PV)，当前负荷对应设计煤量当做设定量值（SP）。PID控制器选采取反作用控制，即随着PV-SP的增大，PID的输出减小。因为煤热值的变化只能通过稳定负荷下的煤量反馈来变化，因此热值校正不宜动作过快，所以PID选取单纯的积分作用即可。回路中除了修正系数，同时于常规逻辑上增加一旦切手动后，追踪的热值为切手动上一状态时的热值修正系数，防止热值从新修正。
3、RB逻辑的补充完善
Runback（快速自动减负荷）作为协调控制的重要组成部分，在进行机组RB试验前对现有逻辑及机务专业组提出的风机、水泵、制粉、燃油等系统的特性对RB逻辑进行了完善。
3.1、RB时原设计为保留3台磨运行，后进行一次风机最大出力试验时发现，一次风机出力不足，只能保留2台磨运行，故增加跳闸C磨逻辑；
3.2、原RB逻辑中煤量为套用其他电厂机组参数，不适合本机组。经过实验验证，修改为本项目实际用煤量，并增加煤量校正系数k(0.85~1.12)与保持最低稳燃燃料量；
3.3辅机停反馈修改：原逻辑为工频运行信号消失&变频器运行状态消失，运行中发现变频器跳闸后变频器运行信号需持续2分钟消失，故根据现场设备实际运行工况与RB快速响应要求，优化为工频信号消失&（变频器首出or电流＜5A，同时电流信号进行品质判断，坏品质时电流信号输出为高电平）；
3.4针对不同工况动作条件，将RB滑压速率设置为不同数值；
3.5燃油量计算逻辑优化：原逻辑中，燃油量=燃油母管进油-回油。在油管道冲洗时，进油量会发生突变引起虚假燃油量，导致煤量减少影响机组稳定运行。现更改为（燃油量=进油-回油）&任一油角阀开&供油快关阀开，保证燃油量计算的有效性；
4、DEH逻辑修改优化
4.1、机组在调试阶段时投入汽轮机遥控后机组负荷调整不够优异，在调阅历史曲线后发现GV4调门指令与反馈有一定的偏差，并一直抖动。经PID参数调整、阀门校验、阀门卡件PID参数调整后效果显微。后梳理、核查DEH逻辑中发现原因为GV4逻辑内时序问题导致动作有迟滞而抖动。
4.2、针对一次调频进行的DEH逻辑优化。DEH逻辑中原设计理念是一旦阀门指令与选择后的指令有偏差则出现遥控切除并退出一次调频，但因不同DCS系统会出现在进行综合阀位分解后因为存在反馈可能出现100.1而非整100，导致当前工况下阀门位置比较后输出，切除一次调频。与厂家沟通后在原逻辑上增添量程转换逻辑块，对数值再进行分解时限定量程令输出进行量程转换。修改完后一次调频未再因此问题而导致退出。
五、结束语
总的来说，火电厂热工仪表自动化技术的综合应用，是火电厂安全运行的基础保障，必须注重现场实际与科学的调试工作才能促进整体发展。经过精益化组织与调试，业主方热控水平得到了极大提升，机组在投入商用后实现了连续安全运行400余天无非停。
参考文献：
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[3] 朱北恒．火电厂热工自动化系统试验．中国电力，2005；
[4]《华北区域发电厂并网运行管理实施细则（试行）》、《华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则（试行）》、《华北区域发电厂辅助服务及并网运行管理实施细则的有关修改条款》华北电网有限公司电力电度通信中心
作者简介：
井雷，1987.05，男，汉族，山东莱芜，大学本科，工程师，长期从事火电机组热控专业工作。
论文作者:井雷
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/24
标签：机组论文; 热值论文; 逻辑论文; 负荷论文; 分系统论文; 信号论文; 汽轮机论文; 《电力设备》2018年第35期论文;