電力生產(chǎn)概論 06 火力發(fā)電廠的運行

電力生產(chǎn)概論機組的啟動和停運機組的安全經(jīng)濟運行一二火力發(fā)電廠的運行計算機控制技術(shù)三機組的啟動（一）機組的啟動：是指將鍋爐和汽輪發(fā)電機組由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\行狀態(tài)的過程，主要包括鍋爐上水、點火、升壓，蒸汽系統(tǒng)暖管，汽輪機沖轉(zhuǎn)、升速，發(fā)電機與電力系統(tǒng)并列、帶負荷等基本步驟?；咎攸c是設(shè)備和部件受加熱后溫度逐漸升高，是一個不穩(wěn)定的傳熱過程。因此，啟動過程中最重要的工作是控制機組的升溫升壓速度。機組的參數(shù)越高，容量越大，啟動所需的時間就越長。

機組的啟動（二）母管制蒸汽系統(tǒng)的機組：一般采用定參數(shù)啟動方式，即鍋爐點火后將蒸汽參數(shù)逐漸升高到接近母管內(nèi)蒸汽參數(shù)時，將蒸汽并入母管中（稱為并爐或并汽）；汽輪機則用母管中的蒸汽進行沖轉(zhuǎn)、升速等啟動過程。在汽輪機的啟動過程中，其進口蒸汽參數(shù)基本不變，采用定參數(shù)啟動方式約需5～8小時。單元制蒸汽系統(tǒng)的機組：一般采用滑參數(shù)啟動方式，即鍋爐點火后當(dāng)蒸汽參數(shù)達到一定值時即送往汽輪機，使汽輪機開始沖轉(zhuǎn)和升速；隨著鍋爐蒸汽參數(shù)的升高，汽輪機轉(zhuǎn)速也逐漸提高；當(dāng)汽輪機帶動發(fā)電機達到額定轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機可并入電力系統(tǒng)接帶負荷；此后，隨鍋爐蒸汽參數(shù)繼續(xù)升高，機組的負荷也逐漸增加，直至帶到規(guī)定的負荷。在汽輪機的啟動過程中，其進口蒸汽參數(shù)是逐漸變化的，采用滑參數(shù)啟動方式則僅需0.5～1小時。采用滑參數(shù)啟動方式，可以提高鍋爐和汽輪機在啟動中的安全性，縮短機組啟動時間，并可減少汽水損失。

各種啟動方式及特點機組的停運機組的停運：火電機組從帶負荷發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)的過程稱為機組的停運，主要包括機組減負荷直至負荷為零、鍋爐熄火、發(fā)電機與電力系統(tǒng)解列、汽輪機減速、鍋爐降壓冷卻等步驟。按停運的原因不同，機組停運分為正常停運和事故停運兩種形式。正常停運是按電網(wǎng)運行計劃安排的停運，如電網(wǎng)負荷降低需將部分機組轉(zhuǎn)為備用，或?qū)C組進行計劃內(nèi)的檢修等。事故停運則是由于電網(wǎng)或電廠發(fā)生事故，繼續(xù)運行會危及人身或設(shè)備安全，必須迅速停止機組的運行?；咎攸c是設(shè)備和部件停止受加熱后溫度逐漸降低，也是一個不穩(wěn)定的傳熱過程，同樣需要注意控制溫度降低速度，保證設(shè)備和部件冷卻均勻，防止金屬部件因冷卻太快而產(chǎn)生熱應(yīng)力。由于停運過程中金屬部件受力的特殊性，對機組安全性方面的要求比啟動時更高，對汽輪機的金屬溫降速度控制得更加嚴(yán)格。

機組的安全經(jīng)濟運行（一）機組的正常運行：由于電能不能大量儲存，要求發(fā)電機組的出力（所生產(chǎn)的電量）需經(jīng)常進行調(diào)節(jié)，以隨時滿足電網(wǎng)負荷的需要。發(fā)電負荷的安排和分配通常是由電網(wǎng)調(diào)度人員進行，而發(fā)電量的調(diào)節(jié)則由電廠的運行人員來進行。例如：單元機組減負荷時，汽輪機應(yīng)關(guān)小調(diào)速汽門，使蒸汽流量減少，汽輪機功率減??；鍋爐應(yīng)減少燃料量，以降低蒸發(fā)量，維持正常的蒸汽參數(shù)；應(yīng)減小給水流量，以保持正常的汽包水位；同時，鍋爐的送風(fēng)量和引風(fēng)量也要相應(yīng)減少，以維持正常的爐膛負壓。機組的安全運行：為保證電廠安全運行，特別要注意防止各種惡性事故，例如：由于結(jié)垢、腐蝕、磨損和超溫，造成鍋爐受熱管爆破事故；鍋爐滅火后處理不當(dāng)，造成爐膛爆炸事故；由于自動調(diào)節(jié)失靈、或判斷操作錯誤，造成鍋爐缺水、滿水事故等。機組的安全經(jīng)濟運行（二）機組的經(jīng)濟運行（1）火電廠的主要經(jīng)濟指標(biāo)

供電標(biāo)煤耗率：發(fā)電廠每向外供應(yīng)l千瓦時電能所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量，單位為克/千瓦時。一般地說，火電廠的蒸汽參數(shù)越高，標(biāo)準(zhǔn)煤耗率越低。熱電廠由于熱量利用程度高，其標(biāo)準(zhǔn)煤耗率低于凝汽式電廠。廠用電率：發(fā)電廠本身消耗的電量占發(fā)電量的百分數(shù)。我國火電廠平均廠用電率為7.5%左右。（2）降低煤耗率的主要措施：一方面應(yīng)加強設(shè)備檢修管理，提高設(shè)備的可用率；另一方面應(yīng)加強運行操作管理，注意控制運行指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)。（3）降低廠用電率的主要措施：搞好輔機的經(jīng)濟調(diào)度，如優(yōu)先使用效率較高的輔機；加強磨損較快的輔機(如磨煤機、引風(fēng)機、排粉風(fēng)機和灰渣泵等)的檢修和備品供應(yīng)。改造效率較低的輔機，改造或更換富裕容量過大的輔機或電動機，消除大馬拉小車的現(xiàn)象。計算機控制技術(shù)（一）在現(xiàn)代大型火電廠中，已普遍采用以計算機為核心的安全監(jiān)控和自動控制技術(shù)，火電廠控制系統(tǒng)已進入了數(shù)字化時代。

火發(fā)廠控制系統(tǒng)作用：自動化技術(shù)對于提高機組的安全經(jīng)濟運行水平是行之有效的?；痣姀S的自動化水平也不斷得到提高，從傳統(tǒng)的爐、機、電分別人工監(jiān)控發(fā)展到今天的單元機組集控，自動化系統(tǒng)的功能也已從單臺輔機和局部熱力系統(tǒng)發(fā)展到整個單元機組的檢測與控制。高度自動化的火力發(fā)電機組需要人的更高層次的干預(yù)，自動化水平高的機組，要求運行人員也具有更高的技術(shù)和文化水平?；痣姀S控制技術(shù)發(fā)展：火力發(fā)電廠自動化的內(nèi)容主要包括：自動檢測、自動控制、自動保護、自動監(jiān)視、自動化管理。1975年，美國推出了分散控制系統(tǒng)(DCS)，DCS把先進的計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、控制技術(shù)與CRT顯示技術(shù)溶于一體，采用了分散式結(jié)構(gòu)和“危險分散”的原則，使系統(tǒng)具備強有力的功能、極大的靈活性和很高的可靠性。計算機控制技術(shù)（二）分散控制系統(tǒng)：分散控制系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞著各種過程變量控制、報警、報告等各種信息，使其成為分布式控制系統(tǒng)的主要樞扭。分散控制系統(tǒng)的控制器物理位置分散、功能分散，顯示操作、記錄和管理集中，包括過程控制單元OPU、分布式處理單元DPU、MMI站。MMI站一般分為：操作員站、工程師站、歷史數(shù)據(jù)站、性能計算站和網(wǎng)關(guān)接口?；痣姀S仿真培訓(xùn)：國內(nèi)外普遍采用實時仿真系統(tǒng)來培訓(xùn)新的運行人員和輪訓(xùn)/考核在職人員。仿真培訓(xùn)裝置的主要功能有：啟動工況選擇；事故注入；運行工況凍結(jié)和追憶