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说说火电厂三高四低一除氧那些鸡肋的水位调节

2022/3/14 21:59:33 分类:过程控制 
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现今的火力发电厂普遍对自动调节情有独钟,机组越大,要求越高,各大电力集团都将自动投入率纳入考核的范围。这个考核很有意思,不仅牵涉到热控专业,也牵涉到运行专业。笔者听到过一个很有意思的事情,说某个电厂有个自动调节一直不是很好,这个时候其实按照常识来说的话,运行人员可以手动干预一下,但是运行人员害怕考核不达标,就不敢进行干预。

这里面其实暴露了两个问题,第一是大家对自动的理解不透彻,其次是大家对手动干预的理解不透彻。


首先是对自动理解不透的问题,很多厂的规定过于死板,认为只要设计了自动就应该投入,笔者去过一个现场,当时有个运行人员提出把所有的调节门和变频调节都做上PID自动逻辑。出现这种想法的人,大多数对现场 一知半解,但是还想表现一下自己。其实稍微专业一点的人,都不会提出这样的要求。正常情况下,我们对哪些模拟量调节增加PID自动呢?第一种是直接影响负荷的,比如汽包水位;第二种是间接影响负荷的,比如减温水;第三种是对重要考核指标造成影响,比如脱硝的喷氨自动;第四种是对重要辅机工况有影响的,比如磨煤机相关的自动;第五种是设备调节会比较频繁的,比如凝汽器补水自动。


笔者的这个总结可能不是很准确,但是很全面。如果按照这个标准,有人就会问那有哪些自动是不需要的呢?举个简单的例子,除氧器的水位自动。这个自动几乎在所有的火电厂中都有设计,笔者去的很多现场都遇到了。不过,笔者一直认为,这个自动其实对于除氧器来说真的没那么重要。除氧器本体一般会设计两个自动调节,压力调节和水位调节。压力调节是必要的,因为除氧器压力会影响到除氧器除氧的效果,甚至笔者认为除氧器增加一个温度调节也都是有必要的。


但是除氧器水位自动调节,存在没问题,但是纳入考核其实就有问题了。我们知道影响除氧器水位最重要的因素是给水泵的出力,我们一般用除盐水补水来作为除氧器水位调节的媒介。那么问题就来了,给水泵出力一般受到机组负荷的影响,除非负荷出现大幅度的波动,那么给水泵一般不会有大的变动。如果波动的话就会有两种情况,一种是往高处波动,一种是往低处波动,除氧器水位大幅度往高处走,可能机组出现了甩负荷的情况,这时候其实最安全的设备就是除氧器,因为设计了溢水门,所以不会造成满水的情况。如果除氧器水位往低处走,那么问题可能是机组在加负荷,如果加负荷的过程中除氧器水位骤然下降,那么靠除盐水补水也是来不及的。这种情况其实非常极端,几乎是不可能出现的事情。因为机组的汽水循环过程中,除氧器和汽包都是节点,总进水在那里保证着,所以除氧器想干锅也是很难的。除氧器虽然也是一个加热器,但是跟汽包不同,汽包会在极端的时间里出现汽水分离,除氧器不会。


说完除氧器,我们就有必要说说除氧器两头的设备,所谓的“三高四低”。他们跟除氧器一样,都是靠着抽汽来加热,不过“三高四低”是纯粹意义上的换热器。“三高四低”也是机组整个汽水循环的中间节点,不是独立或者补充。我们可以把整套的汽水循环看作是一个闭环,就像一堆连通器,只不过他们有汽水分离的区别。所以,正常情况下只要中间最大的两个设备除氧器和汽包水位正常,那么这条线上的其它设备一般也不会有大的问题。作为换热器,我个人反而认为这些设备压力和温度应该是需要格外重视的,因为这些会牵涉到机组的效率问题。


上述两段话,其实在很多人眼里漏洞百出,但是你可以去观察一下,“三高四低一除氧”的水位波动其实是很小的,而汽包不行。其实还有一个佐证,只要去整定过高低加水位自动的朋友都会发现,两个高加的水位自动只要一个好用另外一个就好用,一个波动另外一个就会波动。所以他们之间真的不存在什么自动调节,由于“连通器”这个外扰的存在,自动基本没有什么作用。


这是笔者说的第一个问题,大家对自动的理解不透。


这种现象在热控和运行人员身上都会有体现,热控人员往往不懂工艺,所以每次都是硬着头皮去处理这几个自动的问题。运行人员内心或许知道这个自动的问题,但是往往不去深入思考。其实很多人也说过,热控人员一定要主动和运行人员交流,有时候一些问题都是在互相了解之后才明朗的。


关于对自动理解不透的问题,有一年笔者在南京一个项目,当时是燃机的余热锅炉,设计有高中低压三个汽包。当时笔者印象是变频给水泵向高压汽包打水,而在汽包的入口上有一个进水调节阀。给水泵变频和进水调节阀都设计了水位调节自动的逻辑,当时业主有个领导要求将所有的自动都投入,笔者给他解释了半天,进水调节阀和给水变频都调节水位不合适,而且我们的给水变频设计不合理,机组尚未带满负荷的时候,变频几乎都满功率运行了。这样,给水变频就相当于一种工频,即便有调节的裕量,两个调节器同时调节水位也是不合适的。


这些问题,其实都是对自动理解不透造成的!而也有很多人,对手动干预自动理解不透!


因为很多人潜意识里有个观念,只要投入自动了,自己就可以高枕无忧了,出了问题就是热控专业的问题。由于火电厂现在很多管理层是运行人员爬上去的,所以造成一种考核的片面性。但是只要多看看书就应该明白,自动投入是自动调节的一部分,而手动干预其实也是自动调节的重要组成部分。


尤其是在机组出现局部故障或者大范围的负荷波动时,自动很难做到稳如泰山,即便是单一自动在某个干扰的情况下出现不正常波动,运行人员及时的手动干预都是很有必要的。不过很可惜,笔者至今没遇到哪个运行专业的同行能做到这一点,更多的情况是当自动出现问题的时候就直接找热控去整定PID参数。而很多热控同行对这个问题理解也不透,不能告知运行人员正确的处理方式,所以就造成了“运行有难、热控背锅”的状况。


在这里笔者要强调的是,手动干预不一定是解除自动,当然解除自动是最常用的手动干预的手段。其实我们也可以在自动不解除的情况下,通过修改被调量(比如水位)来达到重新将系统拉回稳态。这里需要强调的是,如果系统是在一些非正常的干扰情况下出现波动,不建议去整定PID参数,PID参数、设定值都是调节系统的组成部分,你修改其中任何一项都会影响系统输出,所以能用最小的代价去将系统拉回稳态才是最重要的。其实这也是以前笔者说过的,不能为了调节自动去调自动,自动一定要服务于生产。
来源:能源学/作者:猫 不捉老鼠


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