(上海市固体废物处置中心 工程技术部 201800)
摘要：随着我国电力系统分布式能源的不断发展，余热发电系统的自动化技术要求不断提高，如何提升余热发电自备电厂自动化水平已成为人们研究的重点课题。本文从热工自动化相关概述出发，结合企业“余热发电系统技改”实例，对自备电厂热工自动化技术应用现状以及如何提升自备电厂热工自动化水平进行了分析，以供参考。
关键词：自备电厂；热工自动化；水平
引言：近年来随着国家对环境保护力度的不断加大，倡导发展绿色能源，循环经济的理念日趋完善，分布式能源系统得到了快速发展。在科学技术创新发展与普及应用的背景下，自动化技术在分布式能源系统中得到了大力推广与应用。自备电厂作为分布式能源系统中的重要组成部分，其热工自动化水平的高低对电力行业的稳定运行与优化发展具有直接影响作用。目前，我国自备电厂热工自动化水平尚处于发展与完善阶段，热工自动化技术的应用仍存在一定的问题。由此可见，对自备电厂热工自动化技术水平的提升策略研究具有重要现实意义。
1热工自动化相关概述
在科学技术、机械制造技术不断创新与应用的推动下，电力工程向大电网、高参数、大机组以及强自动化趋势发展。以计算机、电子通信、监管控制、CRT等技术为核心的自备电厂机组热工自动化技术得到了人们的关注[1]。在发电机组运行过程中，为保证机组运行功能的最大化发挥，工作人员采取一定的技术手段与控制方法对热工自动化系统、控制设备、软件功能、运行组织等进行综合调控管理，以满足自备电厂运行的自动化调控、监测与保护，从而减低运行风险性，保证系统中各类设备、仪器功能得以实现最优化运行，提升整体经济效益。这种综合性的体现即为自备电厂热工自动化水平[2]。由此可见，提升自备电厂热工自动化水平对电厂的现代化建设与可持续发展具有重要意义。
2自备电厂热工自动化现状
上海市固体废物处置中心通过余热发电的方式为企业节能减排可持续发展提供了有力的保障。笔者在对“上海市固体废物处置中心第三条焚烧生产线余热发电系统调研后发现，由于自备电厂建设之初企业缺乏技术管理经验及相关发电并网政策的约束，导致了汽机发电机组热工控制系统游离于主控系统之外。就其控制系统（图1）而言，DCS、电液调节器（WOODWARD 505E）、ETS发电机保护系统、发电机组继电保护系统以及发电机励磁系统（GEX-2000）、电站智能监控系统得到有效应用。但各系统间相对独立，电液调节以现场控制为主、发电机励磁系统（GEX-2000）、电站智能监控系统等都未纳入到DCS操作监控管理系统中。
图1汽机发电机组控制间
各汽机发电机组的控制、监视、运行操作相对独立，全厂自动化控制资源未有效利用，运行操作岗位设置不合理等现象的产生。因此，优化汽机发电机组的热工自动化应用技术，已成为提升上海市固体废物处置中心提高自动化控制管理的必然趋势。
3自备电厂热工自动化水平提升策略
3.1强化自备电厂热工自动化DCS系统
基于上海市固体废物处置中心自备电厂中余热发电控制系统（图2）的运行与管理现状，通过本次技术改造提高了上海市固体废物处置中心自备电厂热工自动化水平。首先，借助信息技术进一步完善基础设备，构建独立的DCS报警系统，实现发电系统监控的一体化管理，对制约机组运行安全性与稳定性的因素进行了梳理与控制[3]。其次，通过DCS控制逻辑的优化，进一步提升了系统控制设备的可靠性，包括电液调节器预留的MODBUS通讯接口将汽机运行参数和信息上传至DCS控制系统，并优化电液调节器与DCS控制系统的硬接线信号(见表1)。
表1 电液调节器与DCS间新增信号
3.2 DCS控制逻辑优化
为提高机组的自动化水平，本次技改对DCS控制系统中现有控制逻辑进行梳理，对关键辅机设备（如主凝结水泵、油泵）的控制功能进行优化调整，提高设备的控制可靠性。对原有涉及到汽机控制的闭环控制回路进行调试，使其控制可靠性得以加强。优化后DCS监控画面（图2）的布局。
图2余热发电机组控制系统（DCS界面）
3.3增设摄像监视画面
为便于技改后在中控室实现对汽机房现场的监视，适当增设汽机房及汽机辅机所在区域的摄像监控系统，实时监控画面传输到中控室，为中控室操作人员提供汽机岛现场各关键设备运行画面。
3.4发电励磁系统控制优化调整
发电机励磁控制系统（GEX-2000)是调整发电机输出功率的重要控制设备,原控制操作主要是在汽机设备间现场就地操作,项目技改升级后通过新增网络通讯功能把操作及实时调整励磁的功能都集中到控制室，实现在上位机进行远程操作。
3.5合理利用资源
通过通讯系统升级，完善全套网络通讯硬件设施，把原有现场设备的冗余功能全部充分利用。从而使得原有设备资产利用效率最大化。改造后的系统网络拓扑图(如图3所示)
图3 系统配置拓扑图
3.6完善热工自动化技术设备的性能
余热发电系统监控功能技改后，汽机房不设常守人员。因此必须保证汽轮发电机组主辅设备的远程监控，对目前存在的影响机组稳定运行的各设备缺陷，例如主汽门漏油，轴承和回油温度升高报警等问题的消除。
4、自备电厂热工自动化水平提升效果
通过本次对上海市固体废物处置中心第三条焚烧生产线余热发电系统进行热控技术改造，从机组自身自动化水平、系统监控改善、提升原有设备性能等方面进行了优化，在一定程度上提升了汽机发电机组各设备运行的稳定性，推动了余热发电机组热工自动化监管的一体化控制，有效减轻了工作人员劳动强度，提升了工作质量与效率。与此同时，并网发电接入系统的改造（由原并网不上网改为并网上网并取消了逆功率保护），不仅提升了余热发电机组热工自动化控制水平，也提高了机组运行的稳定性与安全性，优化了运行操作人员的岗位配置。同时，由于取消逆功率后提高了汽机发电机组的发电量，实现了余热利用的经济效益最大化。
总结：综上所述，提高自备电厂热控自动化水平对保证上海市固体废物处置中心余热发电机组系统稳定运行，促进企业的可持续发展具有重要意义。本文在基于热工自动化相关概述以及自备电厂热工自动技术应用现状的基础上，提出了提升对策，以期为企业自备电厂热工自动化水平的提升提供技术可行性，推动企业节能减排，可持续发展提供参考经验。
参考文献：
[1]松布尔.火力自备电厂中的热工自动化技术研究[J].山东工业技术,2016,08:156.
[2]秦浩宇.火力自备电厂热工自动化仪表安装及常见故障分析[J].科技资讯,2015(14).
[3]罗云.电厂热工自动化系统检修常见问题分析及处理[J].科技与创新,2016,03:147-148.
论文作者:陆富强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/12
标签：电厂论文; 热工论文; 汽机论文; 机组论文; 余热论文; 系统论文; 水平论文; 《电力设备》2017年第16期论文;