現今的火力發電廠普遍對自動調節情有獨鐘,機組越大,要求越高,各大電力集團都將自動投入率納入考核的范圍。這個考核很有意思,不僅牽涉到熱控專業,也牽涉到運行專業。筆者聽到過一個很有意思的事情,說某個電廠有個自動調節一直不是很好,這個時候其實按照常識來說的話,運行人員可以手動干預一下,但是運行人員害怕考核不達標,就不敢進行干預。
這里面其實暴露了兩個問題,第一是大家對自動的理解不透徹,其次是大家對手動干預的理解不透徹。
首先是對自動理解不透的問題,很多廠的規定過于死板,認為只要設計了自動就應該投入,筆者去過一個現場,當時有個運行人員提出把所有的調節門和變頻調節都做上PID自動邏輯。出現這種想法的人,大多數對現場 一知半解,但是還想表現一下自己。其實稍微專業一點的人,都不會提出這樣的要求。正常情況下,我們對哪些模擬量調節增加PID自動呢?第一種是直接影響負荷的,比如汽包水位;第二種是間接影響負荷的,比如減溫水;第三種是對重要考核指標造成影響,比如脫硝的噴氨自動;第四種是對重要輔機工況有影響的,比如磨煤機相關的自動;第五種是設備調節會比較頻繁的,比如凝汽器補水自動。
筆者的這個總結可能不是很準確,但是很全面。如果按照這個標準,有人就會問那有哪些自動是不需要的呢?舉個簡單的例子,除氧器的水位自動。這個自動幾乎在所有的火電廠中都有設計,筆者去的很多現場都遇到了。不過,筆者一直認為,這個自動其實對于除氧器來說真的沒那么重要。除氧器本體一般會設計兩個自動調節,壓力調節和水位調節。壓力調節是必要的,因為除氧器壓力會影響到除氧器除氧的效果,甚至筆者認為除氧器增加一個溫度調節也都是有必要的。
但是除氧器水位自動調節,存在沒問題,但是納入考核其實就有問題了。我們知道影響除氧器水位最重要的因素是給水泵的出力,我們一般用除鹽水補水來作為除氧器水位調節的媒介。那么問題就來了,給水泵出力一般受到機組負荷的影響,除非負荷出現大幅度的波動,那么給水泵一般不會有大的變動。如果波動的話就會有兩種情況,一種是往高處波動,一種是往低處波動,除氧器水位大幅度往高處走,可能機組出現了甩負荷的情況,這時候其實最安全的設備就是除氧器,因為設計了溢水門,所以不會造成滿水的情況。如果除氧器水位往低處走,那么問題可能是機組在加負荷,如果加負荷的過程中除氧器水位驟然下降,那么靠除鹽水補水也是來不及的。這種情況其實非常極端,幾乎是不可能出現的事情。因為機組的汽水循環過程中,除氧器和汽包都是節點,總進水在那里保證著,所以除氧器想干鍋也是很難的。除氧器雖然也是一個加熱器,但是跟汽包不同,汽包會在極端的時間里出現汽水分離,除氧器不會。
說完除氧器,我們就有必要說說除氧器兩頭的設備,所謂的“三高四低”。他們跟除氧器一樣,都是靠著抽汽來加熱,不過“三高四低”是純粹意義上的換熱器。“三高四低”也是機組整個汽水循環的中間節點,不是獨立或者補充。我們可以把整套的汽水循環看作是一個閉環,就像一堆連通器,只不過他們有汽水分離的區別。所以,正常情況下只要中間最大的兩個設備除氧器和汽包水位正常,那么這條線上的其它設備一般也不會有大的問題。作為換熱器,我個人反而認為這些設備壓力和溫度應該是需要格外重視的,因為這些會牽涉到機組的效率問題。
上述兩段話,其實在很多人眼里漏洞百出,但是你可以去觀察一下,“三高四低一除氧”的水位波動其實是很小的,而汽包不行。其實還有一個佐證,只要去整定過高低加水位自動的朋友都會發現,兩個高加的水位自動只要一個好用另外一個就好用,一個波動另外一個就會波動。所以他們之間真的不存在什么自動調節,由于“連通器”這個外擾的存在,自動基本沒有什么作用。
這是筆者說的第一個問題,大家對自動的理解不透。
這種現象在熱控和運行人員身上都會有體現,熱控人員往往不懂工藝,所以每次都是硬著頭皮去處理這幾個自動的問題。運行人員內心或許知道這個自動的問題,但是往往不去深入思考。其實很多人也說過,熱控人員一定要主動和運行人員交流,有時候一些問題都是在互相了解之后才明朗的。
關于對自動理解不透的問題,有一年筆者在南京一個項目,當時是燃機的余熱鍋爐,設計有高中低壓三個汽包。當時筆者印象是變頻給水泵向高壓汽包打水,而在汽包的入口上有一個進水調節閥。給水泵變頻和進水調節閥都設計了水位調節自動的邏輯,當時業主有個領導要求將所有的自動都投入,筆者給他解釋了半天,進水調節閥和給水變頻都調節水位不合適,而且我們的給水變頻設計不合理,機組尚未帶滿負荷的時候,變頻幾乎都滿功率運行了。這樣,給水變頻就相當于一種工頻,即便有調節的裕量,兩個調節器同時調節水位也是不合適的。
這些問題,其實都是對自動理解不透造成的!而也有很多人,對手動干預自動理解不透!
因為很多人潛意識里有個觀念,只要投入自動了,自己就可以高枕無憂了,出了問題就是熱控專業的問題。由于火電廠現在很多管理層是運行人員爬上去的,所以造成一種考核的片面性。但是只要多看看書就應該明白,自動投入是自動調節的一部分,而手動干預其實也是自動調節的重要組成部分。
尤其是在機組出現局部故障或者大范圍的負荷波動時,自動很難做到穩如泰山,即便是單一自動在某個干擾的情況下出現不正常波動,運行人員及時的手動干預都是很有必要的。不過很可惜,筆者至今沒遇到哪個運行專業的同行能做到這一點,更多的情況是當自動出現問題的時候就直接找熱控去整定PID參數。而很多熱控同行對這個問題理解也不透,不能告知運行人員正確的處理方式,所以就造成了“運行有難、熱控背鍋”的狀況。
在這里筆者要強調的是,手動干預不一定是解除自動,當然解除自動是最常用的手動干預的手段。其實我們也可以在自動不解除的情況下,通過修改被調量(比如水位)來達到重新將系統拉回穩態。這里需要強調的是,如果系統是在一些非正常的干擾情況下出現波動,不建議去整定PID參數,PID參數、設定值都是調節系統的組成部分,你修改其中任何一項都會影響系統輸出,所以能用最小的代價去將系統拉回穩態才是最重要的。其實這也是以前筆者說過的,不能為了調節自動去調自動,自動一定要服務于生產。
來源:能源學/作者:貓 不捉老鼠
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