陈元
（华能新疆吉木萨尔发电有限公司新疆乌鲁木齐 831700）
摘要：本文概述了在建大型火电机组的建设过程中对系统控制的设计和建设情况，面对设备控制自动化程度日益提高，对人员素质也不断提高，为更好的适应自动化程度更好的发展，通过本文的讨论对同类型控制系统设计和建议具有一定借鉴意义。
关键词：控制系统一机多控自启停
[引言]当前，电力建设飞速发展，一大批高参数、大容量的火电厂正在设计和施工。本文根据近2年国内大型火电厂的设计和建设情况，就一些热点问题，包括"多机一控"控制方式、机组自启停功能、闭环优化控制软件、空冷控制系统、脱硫控制系统、脱硝控制系统等方面进行了讨论，并给出了建议。
1采用"多机一控"的控制方式是技术发展的必然趋势
"多机一控"的控制方式即多台机组合设一个集中控制室，是国外很多先进电厂采用的手段之一。
目前国内大型火电厂大多采用二机一控方式，也有部分采用一机一控方式，其主要原因是：一方面，早期建设的电厂机组控制水平较低，现场至控制室需要引接大量的控制电缆;另一方面，控制室离现场越近，机组运行人员巡检越方便，因此控制室不宜离机组太远。
但是，随着计算机、通信和网络技术的迅速发展，控制系统人机界面与电子机柜之间的远距离传输已不成问题，且软硬件可靠性也越来越高；另外，电厂对自动化水平和运行管理水平的要求也越来越高，因此，对于连续建设的多台机组，采用多机一控方式已逐渐成为发展趋势。
已经建成投产的国华宁海电厂4×600MW机组和华能玉环电厂4×1000MW机组均按四机一控方式。与传统的二机一控方式相比，四机一控方式具有明显的优越性。首先，可以减员增效，降低电厂生产运行成本，更便于运行人员相互间的交流和支持，并能提高值长的工作效能;其次，四机一控方式仅需1个控制室，采用四机一控方式可以比二机一控方式节省控制室面积至少150m2。
除了国华宁海电厂4×600MW机组和华能玉环电厂4×1000MW机组已按四机一控方式实施外，其他一些连续建设多台机组的电厂也在进行多机一控的控制方案研究。
2国产大容量机组已开始设计机组自启停功能
目前国内设计的国产机组一般均未考虑机组自启停功能，主要原因是国产机组主辅机的可控性无法满足机组自启停功能的控制要求，而且由国内公司供货、组态的电厂分散控制系统(DCS)缺少设计机组自启停功能的经验。随着国产机组主辅机可控性的不断提高，近两年一些大容量国产机组也逐步开始应用机组自启停功能。比较典型的例子如华能玉环电厂4×1000MW机组、阳城一厂二期2×600MW机组等项目均按机组自启停功能进行了设计。但国内目前设计的机组自启停功能并未达到一键启停的程度，以上各项目的设计基本上也是按照机组级、功能组级和子组级、驱动级进行机组顺序控制系统的设计并按设置若干断点方式考虑机组自启停功能。
国内设计的机组自启停功能未考虑一键启停功能，一方面，根据目前的国情，火电机组的整体控制水平和运行管理水平尚未达到如此高的程度，以前的进口机组即使设计了此功能也很少在实际中应用，即一键启停功能在目前并不是国产机组所必须要的功能;另一方面，国产机组的可控性和设计经验，还未达到一键启停应具备的条件。
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由于机组自启停功能的实现不仅需要安全可靠的控制系统做保证，也需要主、辅机和各有关辅助系统的可控性能够满足自控要求，因此，若大容量的国产机组需要设置机组自启停功能，则项目法人和设计院应与各主辅设备供货商和各工艺专业协商，从一次检测元件、仪表到成套的控制系统应能满足DCS的整体水平、接口和配置要求，还应确保工艺系统设计和设备招标均能满足机组自启停控制的技术要求。
3空冷控制系统纳入单元机组DCS已具备条件
对于北方缺水地区如山西、内蒙古等地，新建大容量高参数的发电机组均要求采用空冷机组。空冷有直接空冷方式和间接空冷方式，目前采用直接空冷方式较多。早期引进的空冷机组，由于不了解其工艺系统和控制策略，一般都采用仪表与控制系统随工艺系统成套供货的方式，而将空冷岛作为一个独立的辅助车间，在空冷岛进行就地控制。随空冷岛供货的空冷控制系统大多为可编程序控制系统。
随着大同二电厂2×600MW机组等项目的建设，实践证明将空冷控制系统纳入机组DCS是可行的。目前在建火电厂项目基本采用直接将空冷控制系统纳入机组DCS的建设模式，空冷岛承包商仅负责就地仪表和执行设备的供货并向机组DCS提供控制策略和控制逻辑，由机组DCS统一完成空冷控制系统的设计组态。
4采用脱硫分散控制系统是目前脱硫设计的主流
作为控制烟尘硫化物排放的主要环保项目，目前国内新建大机组设计都有烟气脱硫系统，脱硫系统的控制系统设计已成为大机组电厂自动化设计的一个重要内容。
由于脱硫工艺多种多样，为便于讨论，本文仅就目前国内采用最多的湿法石灰石-石膏脱硫系统的控制方式进行论述。国内早期建设的脱硫项目如随主机组配套引进的华能珞磺项目，基本上都是在就地设置独立的脱硫控制室，并采用独立的控制系统实现脱硫系统的控制。由于脱硫控制系统是随工艺系统配套供应的，故有的脱硫控制系统采用DCS，有的采用可编程序控制系统。
近几年，脱硫控制系统的设计可以从两方面进行总结:一方面是脱硫控制点的设置即所采取的控制方式，另一方面是脱硫控制系统方案。目前脱硫控制点的设置基本上有以下几种方案:方案1是设置独立的脱硫就地控制值班室，控制1套、2套或4套脱硫工艺系统;方案2是脱硫系统与除灰渣系统合并控制室;方案3是将脱硫系统与输煤系统等其他辅助系统合并就地控制室;方案4先在就地脱硫电控楼设置就地控制室进行过渡(在脱硫系统调试、启动运行初期、巡检时用)，然后引入机组主控制室迸行控制，是一种远近期结合方案。以上各方案各有优缺点。方案1设计简单，方案成熟，但需要单独的运行值班人员;方案2、方案3在设计配合上工作量较大，但由于是合并值班，可以减人增效，受到多数运行单位的欢迎;方案4则兼顾了建设和运行的特点，是一种比较灵活的设计方案。具体设计方案的选择应与电厂实际运行管理模式和人员的素质相结合。相对而言，目前采用较多的控制方式是方案2，即脱硫系统与除灰渣系统合并进行控制。
就脱硫控制系统的配置而言，大多数项目均采用DCS。用DCS的项目很多，具体的配置方案因脱硫机组的台数及工艺系统的变化而相差较大。以2台机组脱硫为例，有的项目是2台机组脱硫合设一套DCS,有的项目是1台机组脱硫各设一套DCS，公用部分采用DCS公用网络。在条件允许时，脱硫DCS应采用与机组DCS相同的软硬件。由于前几年对脱硫项目的运行要求不是很高，在脱硫系统出现故障时可以走旁路系统，因此，为节约投资，较早建设的脱硫系统如贵州安顺电厂2×3OOMW机组便是2台机组脱硫合设一套DCS。随着环保要求越来越高，以后脱硫系统的停运有可能会联锁停机组，若2台机组脱硫合设一套DCS时，DCS一旦故障，就有可能引起2台机组同时停机。因此，如何合理地配置DCS，是设计院在脱硫控制系统设计时需要重视并认真研究的问题。
5结束语
本文针对2年来全国新一轮大型机组自动化设计中大家普遍关心的热点问题进行了讨论，并就每个问题给出了目前阶段应掌握的原则和符合我国国情的设计方案建议。随着一大批工程的建设和相继投产，目前有些不成熟的技术将逐渐发展，并得到普遍推广应用。
参考文献
[1]火力发电厂超（超）临界机组设计 中国电力 朱军 钟晓春等，2010，7
作者简介：
陈元（1981-），男，新疆乌鲁木齐市，工程师，从事热工技术管理
论文作者:陈元
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/16
标签：机组论文; 控制系统论文; 系统论文; 电厂论文; 方式论文; 控制室论文; 功能论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;