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辅助设备控制与综合自动化水平
作者:林德安    文章来源:本站原创    点击数:1904    更新时间:2006-8-17

 

小水电有限公司 林德安

 

  要:水电厂油、水、气系统设备往往不被足够重视,其后果是直接影响主设备的安全可靠运行。努力提高全厂综合自动化水平,是实现水电厂“无人值班”(少人值守)的必经之路。

关键词:辅助设备 改造 计算机控制 智能化 运行值班

 

小水电有限公司前身为丹江口自备防汛电厂,是利用丹江大坝第八坝段1号深孔进行改造兴建的一座坝后式水电厂,安装两台单机容量为20MW的混流式水轮发电机组,总装机容量为40MW,设计年发电量9200kW.h。电厂的主要任务是在汛期如遇特大洪水,当左岸大电厂被迫停机时,能确保水利枢纽防汛设备的启动和照明,是可靠的防汛备用电源,在汛期可利用弃水多发电,平时参与电网调峰。没有全厂较高的综合自动化水平,安全运行是没有保障的。 

随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,水电厂计算机监控技术,以及全厂基础自动化也得以快速发展,使得原来难以想象的水电厂“无人值班”(少人值守)变成了现实或即将成为现实。然而,人们往往在处理全厂基础自动化与计算机监控的关系上,产生不同的认识,有的片面强调计算机监控系统设备的水平,忽略了或疏漏了监控对象的自动化水平,有的是在实施时间差上本末倒置。使得全厂综合自动化水平,没有得到充分发挥和提高。

水电厂综合自动化包括计算机监控系统及基础自动化。油、水、气系统辅助设备的自动化是基础自动化的重要组成部分。在水电厂,水轮机、发电机等主要设备被称为主机,与其配套的油、水、气系统的设备被称为辅机。主机的开、停机及正常运行完全依赖于辅机,没有辅机,主机将失去控制,不能运转。换句话说,辅助设备的运行可靠性及自动化水平,不仅直接关系到主设备运行可靠性,也关系到运行机制的变化。 

 

1  小水电公司电厂辅助设备配置

 

1.1 机组压油装置

   主要包括集油槽、压力油罐、压油泵、监控回路等,供水轮机导水叶液压操作用油(压)。

1.2 机组冷却水系统

    包括取水口、过滤器、电磁液压阀、供水管路电动阀、监控回路等,供发电机定子冷却系统空气冷却器和推力轴承油槽冷却器用水,以及采用钨金瓦的推力轴承水冷瓦冷却用水。

1.3 机组和厂房排水系统

    主要包括排水泵、出水阀、监控回路等,供单元机组水轮机顶盖排水(主要是大轴密封和导水叶轴套密封等漏水),以及厂房渗漏集水井和机组检修集水井排水。

1.4 机组用气系统

主要有高压和低压空气压缩机、储气罐、监控回路等,供机组止水、制动、检修等用气。

 

2  机组开停机操作系统配置特点

 

电厂系混流悬吊式机组二台、转动惯量大,决定了辅助设备的配置特点: 

油、水、气系统庞大,辅助设备及元件数量多,分布广,全厂集中统一监控难度大,运行维护人员负担重。 

辅助设备运行环境差,形成的漏水、漏油、漏气量大,介质(主要是水质、油质)质量差,影响设备使用寿命及运行操作的可靠性。 

主辅设备、元件全部国产,在制造、安装方面契在一些问题,以及原设计就是常规自动或手动控制,影响整体运行的安全、自动化水平。 

机组冷却用水量大,加之油、水、气系统泄漏大,辅助设备起停频繁、运行时间长。

辅助设备控制操作的压力、液位、温度、位移、流量等限位或限值检测,其对环境的不适应或老化而失灵或不准确。 

用于电机启动的磁力启动器,因工艺和材质欠佳经常失灵拒动。 

     凡此种种,都将影响辅助设备的正常运行,也必然危及主设备的安全运行。因此,在过去要维持主设备的正常运行状况,只得靠“人海战术”,靠现场的“紧盯防守”,尽管如此,也还未能确保设备的持续安全稳定运行。 

 

3  辅助设备改造 

 

辅助设备改造,提高基础自动化水平,旨在降低运行人员的劳动强度,解放运行值班人员或减轻运行人员负担,提高安全可靠性,以至达到“无人值班”(少人值守)。为了避免计算机监控系统“大脑”发达,而“耳目”不灵、“手脚”笨拙的弊病,最大限度地发挥全厂综合自动化水平,早在计算机监控系统改造之前,电厂就开始了辅助设备及基础自动化元件的改造,并且,随着计算机监控系统改造的进程而不断加快其步伐,逐步完善提高,收到较好的效果。 

 

4  改造目标 

 

大量新型非电量检测元件的采用和执行元件的更新改造,使计算机监控系统和辅助设备控制耳目一新”、“手脚灵活”。如:中外合作生产的新型压力传感器,用于机组压油装置油位和技术供水压力的监控;中外合作生产的不同原理的液位传感器用于油槽油位、集水井和水轮机顶盖水位监控;用国产优质电磁阀、电动阀和进口磁力启动器等替换原油、水、气系统介质流动开关执行元件和电动机启动控制执行元件。 

辅助设备控制操作多渠道、多层次,大大增强了计算机监控系统和辅助设备控制的灵活性和可靠性。象机组压油泵、漏油泵、空压机、渗漏泵等主要辅助设备,既有开关量限位监视控制,又有模拟量限值监视控制;并且,所有的辅助设备既可以通过现地手动、又可以通过PLC装置自动控制。

 

5  实施及效果 

 

    全部辅助设备控制操作系统 从设计、安装、调试到投运,独立完成,充分表现出运行、维护人员的技术素质。并且,在实际运用中,遵循安全第一、高效实用的原则,根据设备运行的特点和反事故经验,不断加以改进完善,使设备改造符合现场生产实际需要。 无论机组辅助设备,还是全厂公用辅助设备,全部由计算机监控;同时,辅助设备系统所有电气和非电气模拟量、开关量全部计算机采集、分析、处理和综合利用。 

  

6  小结

 

辅助设备自动控制成功实现,大大提高了全厂综合自动化水平,提高了发供电设备等效可用系数,也大大减轻了运行值班人员的劳动强度,以后应该朝着辅助设备控制智能化改进,如:辅助设备控制方式轮换;技术供水过滤器设备的反冲洗;机组、蝶阀压油装置加压、补气;辅助设备运行方式自动轮换、设备自动倒换运行, 为改变传统的运行值班方式,实现“无人值班”(少人值守)创造了良好的前景。

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