火电厂老机组热工自动化技术改造的建议

电力18讯：    1　火电厂老机组热工自动化设备现状和改造的必要性

　　火电厂老机组主要指80年代及以前设计、安装投运的机组，包括少数90年代初投产的机组。其大部分主辅机设备可控性和可靠性较差，所配备的仪表及自动化装置主要是常规自动化仪表和由晶体管电路构成的DDZ-Ⅱ、Ⅲ型单元组合仪表及组件组装仪表(MZ-Ⅲ、TF-900)。这类机组的突出问题是热耗高、煤耗高及故障停机次数多；自动投入率低(一般在60%左右)，仪表准确性差，保护动作正确率低，使得运行人员多，负担重，长期处于紧张状况。近年来，为降低能耗，提高安全运行水平，各厂都采取了一些措施，对主辅机进行完善化改造，使主辅设备性能有了很大提高。
　　近10余年来，电子技术和计算机技术迅速发展，以微机为核心的新型自动装置不断出现，其准确性、稳定性和可靠性是常规装置无法相比的。国内仪表行业以引进技术、合作及合资生产方式生产了具有国外先进水平的产品。1985年至90年代初，主要由小型机或国内自行开发的微机所构成的计算机监视系统(DAS)，其性能和功能难以满足要求而进入更新期。主辅机改造后，原来所配备的自动化系统和装置必须进行相应改造，以满足现代化电厂安全、经济运行的需要。另外，还有以下几方面要求：(1)“厂网分开、竞价上网、同网同质同价”成为电力经营策略，部分地区已开始试行厂站的独立经济核算，并将推广到全系统。为提高电厂竞争能力，必须在节能降耗和减人增效上下功夫。除对老机组主辅设备进行必要的改造外，还应引入新型自动化装置和新控制策略，使老机组整体运行水平明显提高，在同质同价条件下与新建机组共同运行。(2)厂网分开后，为使老机组适应电网调度自动化(AGC)对电网调频和调峰要求，除在机组本体进行相应改造外，对自动化改造提出了更高要求。(3)随着火电厂污染控制和监督能力的提高，自动化系统应在提高燃烧效率，降低可害气体方面发挥作用，并且进行实时监测，为检查锅炉污染物排放量提供准确、可靠的依据，也为环保部门进行监督提供有力的依据。(4)机组按运行状态进行检修，要求自动化系统为“预测检修”提供准确、可靠的运行数据和状态，以便确定检修时间。所以，对老机组进行自动化改造是现代化电厂的必然要求，而且有条件、有能力做好自动化系统的改造工作。

2　老机组自动化系统改造任务的艰巨性

2.1　工作量大
　　根据电力可靠性中心1998年4月发布的信息，全国100MW及以上容量的机组台数列于表1。1993年及以前投产的机组，其设计大都在1990年前完成，除部分已采用分散控制系统(DCS)的机组外，将面临自动化设备更新改造。从全国电网看，125、200、300MW机组是当前的主力机组，其服役期限多数在30a以内，还要担负较长时间的运行任务，因而应是改造的重点。从表1可看出，1993年以前投产的125MW机组96台，200MW机组159台，300MW机组57台，除其中部分300MW已采用DCS外，共计约有300台机组需要进行改造。100MW级机组有121台，除50年代末、60年代初投产的约10台机组，服役在30a以上外，尚有110台机组在各个不同地区也承担着主力机组的任务。对这些机组的改造，在提高效率、降低能耗和改善环境具有重要意义。此外，近年来从俄罗斯和东欧进口的机组所配的自动化装置技术水平较低，很难适应大机组安全经济运行要求，不利于减人增效，也应考虑在改造范围内。这样，从100～500MW机组中需要改造的约400台。到目前为止，约有115台机组进行了改造，改造范围各不相同，大部分机组的自动化改造工作只是局部的。因此从数量上看，任务很艰巨。

表1　　全国100MW及以上容量的机组台数

单机容量/MW 1993 1997 660 　 3 600 6 9 500(520)* 2 5 350(360、330、320) 24 29 300(250) 57 128 200(210) 159 188 125(110) 96 127 100 121 141
　　*元宝山电厂2号机组1994年后改为520MW，姚孟电力1号机组1993年后改为270MW。
2.2　时限短
　　为避免影响机组发电，老机组自动化改造工作最好能与主机改造同步进行，或在一个大修时间内进行。因时间短、任务重，必须全面规划做好准备工作和改造过程中的各专业(包括机务、电气)的全面安排和统一协调工作。已进行改造工作的部分电厂在改造过程中探索了许多有益经验，这些经验将为今后老机组改造工作提供参考。
2.3　资金少
　　从目前情况看，改造资金多为企业的自有资金，这就对改造项目的内容提出了严格要求。精打细算，不乱花一分钱是改造工作必须遵循的方针，因而要求更加细致地做好改造的前期调研和设计工作。

3　已改造的机组情况

　　目前已进行自动化改造的机组均采用DCS取代原有的小型机或微机组成的计算机监视系统(DAS)；取代以电动单元仪表、组件组装仪表或单回路调节仪表组成的模拟量控制系统(MCS)；改造原有汽轮机控制系统为数字式电液控制系统(DEH)，以适应电网自动控制(AGC)要求；还有部分电厂以DCS或可编程控制器(PLC)取代以继电器为主的辅机电动机和电动阀门的控制、