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摘要：国内的产业结构正在不断加强调整以及改革，能源结构也是在产生变化，这对电网而言，面临着巨大的调峰压力。火电是国内电力的主要生产方式，火电机组需要具备更高的灵活性，加强深度调峰的实际运行，也是火电领域当下主要的突破方向。文章分析了火电机组在深度调峰方面遇到的控制问题，以及热工控制方面的一些系统改造，给出了一些改造方案，这些研究主要是为了给火电事业的发展提供参照，让火电事业为社会发展提供更多的支持，并积极应对目前调峰方面的巨大压力。
关键词：火电机组；深度调峰热工控制；系统改造
前言：
当下随着社会用电不断提升，火电机组需要在各方面性能上进行提升，这已经成为火电机组当下的运行新常态，而相关的学者加强对制约火电机组深度调峰的因素以及改造技术的研究，诸多的研究成果也是不断出现，但是在热工控制这方面真正投入研究的并不多。深度调峰的新形势下，火电机组有着更宽广的负荷调节空间，速度变化更快，同时调节对象的时变性非常明显。现阶段在机组控制方面面临着诸多的技術瓶颈，如何对控制技术进行优化，开放相关的新技术并对控制回路进行维护以及完善，这成为火电控制的升级以及改造有效途径。
一、火电机组深度调峰的控制难题
（一）分布式控制系统基础逻辑不足
一方面就是国内的火电机组的负荷在一定的范围内是以启停机过程的控制为主要的方式，分布式控制并没有连续运行的调试，也没有相应调峰调频方面的一些经验。在汽包水位以及给水流量等方面测量数据精度不足，对控制回路的稳定性也是造成严重的影响。而给水、配风以及燃料等方面的控制由于，调节对象的特点与高负荷工况还是有着巨大的差异性，控制的品质是无法满足连续运行诸多需求的。另一方面就是在深度调峰的状态中，系统运行已经非常靠近极限工况[1]。其中主燃料跳闸以及辅机跳闸这些切除自动以及保护功能若是存在误动，也是为机组调峰运行造成严重的影响。
（二）低负荷下的稳燃控制
低负荷稳燃是机组的深度调峰关键性问题，在深度调峰的运行中，除了要进行燃烧以及制粉等系统的稳定技术措施，还需要应对一次调频这些负荷工况的煤质波动情况，仅仅依靠诸多运行人员不断高强度全面监控显然也不是可靠的方法，动态控制是非常重要的问题。低负荷稳然要在氧以及燃料方面加强配合，在低负荷的状况下磨煤机的煤粉浓度以及流速分布并不均匀，诸多的实践经验也是充分证明煤质波动在产生变化时，氧量收到的影响非常大。
（三）变负荷速率的局限
电网调峰需要结合机组额定的负荷来确定调频的指标，在低负荷的工况下同样调频量会造成对机组更高的扰动线性，要想保持原本的性能还是非常难。一方面就是在低负荷的状态下，参数以及设备的稳定性并不高[2]。升降负荷收到诸多方面因素的干扰，负荷调节方面能力变弱，但是深度调峰的目标除了降低电机组的最低出力，还需要强化宽负荷的情况下变负荷速率，这与设备以及系统的固有特性是有着一定矛盾的。另一方面就是汽动给水泵以及调节阀这些设备的非线性特性会随着工况不断扩宽范围逐渐变得明显，这就导致分布式控制的控制回路匹配宽负荷的范围变得非常难。
（四）脱销排放的控制
当下国内火电生产的NOx脱硫采用的多数都是低氮燃烧以及SCR的脱硫方案。一方面就是当下沿用的低氮燃烧方式基本上就是需要在燃烧的时候，制造出缺氧还原性的环境，这需要配风达到一定的精准性。同时与工况调节也是有着诸多的要求[3]。而目前配风方面依靠手动配风的方式，所以燃烧的性能是难以做出保障的。而在稳态的情况下，NOx排放还是容易控制的，难点在于负荷变化的时候，NOx生成变多，这个时候SCR难以在下游进行有效处理。
（五）对设备寿命问题的忽视
深度调峰需要提升机组的灵活性，就要对机组的设备寿命造成不良影响，经济方面可以依赖政策补贴，但是寿命方面的影响，却是缺乏足够的重视以及评估。这是需要改进的重要方面，避免系统参数严重偏离额定的色剂。
二、火电机组深度调峰热工控制系统改造方案
（一）DCS基础逻辑优化保护梳理
首先是要对辅机挑战以及切手动逻辑实施必要的梳理，若非必要只要支持报警，避免直接触发。这样可以避免在深度调峰的请看下，设备的稳定边界收到干扰造成系统风险。主机以及关键性的辅机在参与保护动作的时候要对信号进行梳理[3]。对于就地测点的判定需要采用一些其他的状况进行参考，避免有测点异常造成设备上的错误。
（二）低负荷稳燃控制
低负荷稳然是深度调峰的重要改造项目，除了对机组制粉的可靠性、煤粉的细度、等地理这些手段进行可行性的分析和制定，还需要对热工控制进行优化、要对相关的回路进行优化，更换图像类的火检，也可以对原本的火检探头进行维护以及调试，避免出现偷看的现象。要结合设备的情况对机组相关逻辑进行梳理，增加其中的交叉验证，制定出负荷设备需求的逻辑改正方案。
（三）变负荷速率提升
深度调峰的设备稳定性受到一定限制，要让相关的指标得到保证，还是难度比较大的，需要提升机组的灵活性，发电机以及锅炉需要进一步加强协调控制的能力。一方面机炉控制要保持良好的性能，提升主蒸汽压力以及温度的调节功能，消除限制变负荷速度提升的瓶颈，改善变负荷各个环节的控制协调。另外就是收到汽轮机以及锅炉等特性方面的限制，变负荷速率难以实现有效提高，机组内还有供热、凝结水这些自有的蓄能，也是可以进行发掘的，让负荷的响应效率得到提升，避免锅炉的蓄热透支。
（四）NOx生成至排放的全程控制
满足脱硫反应温度的基础上，除了由于NOx测量延迟造成的控制难题，在煤质波动以及负荷变化中，依靠喷氨气调节已经无法满足实施排放的控制需求。采用喷氨以及燃烧的全过程优化控制，通过对水、风、烟等各方面参数实时监测，对煤质波动以及成本进行评估，指导锅炉的风量以及配风的分布，让低氮燃烧的实际需求得到满足，降低NOx的浓度以及波动的幅度。这样可以为SCR提供更好的喷氨调节的基础，并借助智能技术以及预测技术，做好对喷氨的动态控制。
（五）考虑设备寿命的优化控制
在深度调峰的实际运行中，诸多的设备运行与设计工况严重偏离，这种局面下磨损以及汽蚀的设备风险。因此需要在工况需求得到满足的基础上，让压力以及温度参数更加稳定，在调节的过程中，部件要减少不必要的反复运动，避免给水泵在常规技术下出现抖动，消除大延迟以及大惯性引起的低温振荡，并避免阀门长期面临着小开度磨损的情况，让风机远离喘振边界，也是非常重要的控制措施。
结论：
总之，火电机组的深度调峰实际改造中，要强化对热工控制的改造以及优化，结合机组的本身特点，从各方面加强优化控制，文章对一些关键性的问题开展了探讨，并在改造方案上提出了一些建议，希望对深度调峰方面有所帮助，也是为了支持火电事业的进一步发展。
参考文献：
[1]龙辉，黄飞，黄晶晶.欧洲、日本燃煤火电机组大气污染物控制标准及技术路线选择[J].电力科技与环保，2017，34（01）：9-13.
[2]宁中伟.火电厂热工自动控制系统运行过程中的问题分析及优化策略探讨[J].中国设备工程，2017（22）：191-192.
[3]刘小勇，贺凯，王旭光.PROFIBUS现场总线控制系统在火电厂凝结水精处理系统中的应用[J].自动化与仪器仪表，2017（10）：114-115.
[4]窦建中，鄢发齐，江保锋等.燃煤火电机组和常规水电机组主要故障对电网的影响及电力调度员的应对措施[J].湖北电力，2017，41（08）：40-44.
关键词：火电机组；深度调峰热工控制；系统改造
前言：
当下随着社会用电不断提升，火电机组需要在各方面性能上进行提升，这已经成为火电机组当下的运行新常态，而相关的学者加强对制约火电机组深度调峰的因素以及改造技术的研究，诸多的研究成果也是不断出现，但是在热工控制这方面真正投入研究的并不多。深度调峰的新形势下，火电机组有着更宽广的负荷调节空间，速度变化更快，同时调节对象的时变性非常明显。现阶段在机组控制方面面临着诸多的技術瓶颈，如何对控制技术进行优化，开放相关的新技术并对控制回路进行维护以及完善，这成为火电控制的升级以及改造有效途径。
一、火电机组深度调峰的控制难题
（一）分布式控制系统基础逻辑不足
一方面就是国内的火电机组的负荷在一定的范围内是以启停机过程的控制为主要的方式，分布式控制并没有连续运行的调试，也没有相应调峰调频方面的一些经验。在汽包水位以及给水流量等方面测量数据精度不足，对控制回路的稳定性也是造成严重的影响。而给水、配风以及燃料等方面的控制由于，调节对象的特点与高负荷工况还是有着巨大的差异性，控制的品质是无法满足连续运行诸多需求的。另一方面就是在深度调峰的状态中，系统运行已经非常靠近极限工况[1]。其中主燃料跳闸以及辅机跳闸这些切除自动以及保护功能若是存在误动，也是为机组调峰运行造成严重的影响。
（二）低负荷下的稳燃控制
低负荷稳燃是机组的深度调峰关键性问题，在深度调峰的运行中，除了要进行燃烧以及制粉等系统的稳定技术措施，还需要应对一次调频这些负荷工况的煤质波动情况，仅仅依靠诸多运行人员不断高强度全面监控显然也不是可靠的方法，动态控制是非常重要的问题。低负荷稳然要在氧以及燃料方面加强配合，在低负荷的状况下磨煤机的煤粉浓度以及流速分布并不均匀，诸多的实践经验也是充分证明煤质波动在产生变化时，氧量收到的影响非常大。
（三）变负荷速率的局限
电网调峰需要结合机组额定的负荷来确定调频的指标，在低负荷的工况下同样调频量会造成对机组更高的扰动线性，要想保持原本的性能还是非常难。一方面就是在低负荷的状态下，参数以及设备的稳定性并不高[2]。升降负荷收到诸多方面因素的干扰，负荷调节方面能力变弱，但是深度调峰的目标除了降低电机组的最低出力，还需要强化宽负荷的情况下变负荷速率，这与设备以及系统的固有特性是有着一定矛盾的。另一方面就是汽动给水泵以及调节阀这些设备的非线性特性会随着工况不断扩宽范围逐渐变得明显，这就导致分布式控制的控制回路匹配宽负荷的范围变得非常难。
（四）脱销排放的控制
当下国内火电生产的NOx脱硫采用的多数都是低氮燃烧以及SCR的脱硫方案。一方面就是当下沿用的低氮燃烧方式基本上就是需要在燃烧的时候，制造出缺氧还原性的环境，这需要配风达到一定的精准性。同时与工况调节也是有着诸多的要求[3]。而目前配风方面依靠手动配风的方式，所以燃烧的性能是难以做出保障的。而在稳态的情况下，NOx排放还是容易控制的，难点在于负荷变化的时候，NOx生成变多，这个时候SCR难以在下游进行有效处理。
（五）对设备寿命问题的忽视
深度调峰需要提升机组的灵活性，就要对机组的设备寿命造成不良影响，经济方面可以依赖政策补贴，但是寿命方面的影响，却是缺乏足够的重视以及评估。这是需要改进的重要方面，避免系统参数严重偏离额定的色剂。
二、火电机组深度调峰热工控制系统改造方案
（一）DCS基础逻辑优化保护梳理
首先是要对辅机挑战以及切手动逻辑实施必要的梳理，若非必要只要支持报警，避免直接触发。这样可以避免在深度调峰的请看下，设备的稳定边界收到干扰造成系统风险。主机以及关键性的辅机在参与保护动作的时候要对信号进行梳理[3]。对于就地测点的判定需要采用一些其他的状况进行参考，避免有测点异常造成设备上的错误。
（二）低负荷稳燃控制
低负荷稳然是深度调峰的重要改造项目，除了对机组制粉的可靠性、煤粉的细度、等地理这些手段进行可行性的分析和制定，还需要对热工控制进行优化、要对相关的回路进行优化，更换图像类的火检，也可以对原本的火检探头进行维护以及调试，避免出现偷看的现象。要结合设备的情况对机组相关逻辑进行梳理，增加其中的交叉验证，制定出负荷设备需求的逻辑改正方案。
（三）变负荷速率提升
深度调峰的设备稳定性受到一定限制，要让相关的指标得到保证，还是难度比较大的，需要提升机组的灵活性，发电机以及锅炉需要进一步加强协调控制的能力。一方面机炉控制要保持良好的性能，提升主蒸汽压力以及温度的调节功能，消除限制变负荷速度提升的瓶颈，改善变负荷各个环节的控制协调。另外就是收到汽轮机以及锅炉等特性方面的限制，变负荷速率难以实现有效提高，机组内还有供热、凝结水这些自有的蓄能，也是可以进行发掘的，让负荷的响应效率得到提升，避免锅炉的蓄热透支。
（四）NOx生成至排放的全程控制
满足脱硫反应温度的基础上，除了由于NOx测量延迟造成的控制难题，在煤质波动以及负荷变化中，依靠喷氨气调节已经无法满足实施排放的控制需求。采用喷氨以及燃烧的全过程优化控制，通过对水、风、烟等各方面参数实时监测，对煤质波动以及成本进行评估，指导锅炉的风量以及配风的分布，让低氮燃烧的实际需求得到满足，降低NOx的浓度以及波动的幅度。这样可以为SCR提供更好的喷氨调节的基础，并借助智能技术以及预测技术，做好对喷氨的动态控制。
（五）考虑设备寿命的优化控制
在深度调峰的实际运行中，诸多的设备运行与设计工况严重偏离，这种局面下磨损以及汽蚀的设备风险。因此需要在工况需求得到满足的基础上，让压力以及温度参数更加稳定，在调节的过程中，部件要减少不必要的反复运动，避免给水泵在常规技术下出现抖动，消除大延迟以及大惯性引起的低温振荡，并避免阀门长期面临着小开度磨损的情况，让风机远离喘振边界，也是非常重要的控制措施。
结论：
总之，火电机组的深度调峰实际改造中，要强化对热工控制的改造以及优化，结合机组的本身特点，从各方面加强优化控制，文章对一些关键性的问题开展了探讨，并在改造方案上提出了一些建议，希望对深度调峰方面有所帮助，也是为了支持火电事业的进一步发展。
参考文献：
[1]龙辉，黄飞，黄晶晶.欧洲、日本燃煤火电机组大气污染物控制标准及技术路线选择[J].电力科技与环保，2017，34（01）：9-13.
[2]宁中伟.火电厂热工自动控制系统运行过程中的问题分析及优化策略探讨[J].中国设备工程，2017（22）：191-192.
[3]刘小勇，贺凯，王旭光.PROFIBUS现场总线控制系统在火电厂凝结水精处理系统中的应用[J].自动化与仪器仪表，2017（10）：114-115.
[4]窦建中，鄢发齐，江保锋等.燃煤火电机组和常规水电机组主要故障对电网的影响及电力调度员的应对措施[J].湖北电力，2017，41（08）：40-44.