火電廠熱工自動(dòng)化及事故防范

李 展

(吉林省電力建設(shè)總公司，吉林 長春 130033)

電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的地位，經(jīng)過多年發(fā)展，電力結(jié)構(gòu)在不斷調(diào)整及優(yōu)化，火力發(fā)電作為現(xiàn)代電力生產(chǎn)的主要形式，其自動(dòng)化技術(shù)在操作現(xiàn)場中舉足輕重。

一 火電廠的熱工自動(dòng)化

1.定義

火電廠的熱工自動(dòng)化是指火電廠采用各種自動(dòng)化裝置或儀表，對(duì)廠內(nèi)的熱力生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)開環(huán)或閉環(huán)的控制、監(jiān)視，以保證生產(chǎn)過程的安全高效運(yùn)行。熱力過程中的參數(shù)測量、自動(dòng)控制、信息處理、自動(dòng)保護(hù)及自動(dòng)報(bào)警等都不需要人員的直接參與，而是只采用自動(dòng)化裝置和自動(dòng)化儀表進(jìn)行任務(wù)的完成。熱工自動(dòng)化設(shè)備的安全在熱工自動(dòng)化的條件下得到了保證，發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性得到了大幅度的提高，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低了，他們的勞動(dòng)條件也得以改善。隨著電力事業(yè)不斷向前發(fā)展，機(jī)組容量還會(huì)增大，火電廠的熱工自動(dòng)化程度還會(huì)繼續(xù)提高。設(shè)計(jì)火電廠熱工自動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)備時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠的原則，根據(jù)機(jī)組的特點(diǎn)來進(jìn)行。

2.熱工自動(dòng)化現(xiàn)狀

火電廠的熱工自動(dòng)化技術(shù)要綜合控制理論、智能儀器儀表技術(shù)、熱能工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、其它信息技術(shù)等，需要對(duì)熱力學(xué)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測試和控制，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)過程的優(yōu)化、管理、調(diào)度及決策，從而保證生產(chǎn)的安全和高效。它主要對(duì)氣機(jī)和氣機(jī)的輔助運(yùn)行設(shè)備、鍋爐進(jìn)行自動(dòng)控制，確保機(jī)組能夠自動(dòng)對(duì)工況變化進(jìn)行適應(yīng)?；痣姀S具有特殊性，含有的熱力設(shè)備很多，生產(chǎn)過程十分復(fù)雜，很多設(shè)備長期處在高壓易燃的條件下。

現(xiàn)在的熱工系統(tǒng)由測量裝置、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及測量裝置在結(jié)構(gòu)和原理上都沒有新變化，只是引用了微處理器、通信網(wǎng)絡(luò)接口等，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制，系統(tǒng)的核心已經(jīng)逐步被計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)代替。

3.實(shí)現(xiàn)熱工自動(dòng)化的原因

上文已經(jīng)提到，火電廠生產(chǎn)系統(tǒng)的組成包括鍋爐、氣機(jī)及相關(guān)輔助設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)是密切相聯(lián)的，只有充分協(xié)調(diào)配合才能最大限度地將發(fā)電機(jī)組能力發(fā)揮出來，并且，隨著發(fā)電機(jī)組容量的增大，生產(chǎn)設(shè)備更加復(fù)雜了。因此，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，操作會(huì)更加頻繁，監(jiān)視力度要非常大，即使運(yùn)行值班的職工對(duì)機(jī)器非常熟練，也難以應(yīng)付手上的工作，力不能及或者疏忽大意時(shí)，很可能造成重大的事故。所以，一定要尋找發(fā)電機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)過程時(shí)的客觀規(guī)律，以自處理技術(shù)代替人工重復(fù)勞動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)熱工自動(dòng)化，準(zhǔn)確全面地檢測發(fā)電機(jī)組工作情況，并進(jìn)行綜合分析及判斷，對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，才能保證發(fā)電機(jī)組的可靠安全運(yùn)行。另外，熱工自動(dòng)化技術(shù)能夠延長使用發(fā)電機(jī)組的時(shí)間，即延長其壽命，降低發(fā)電成本與燃料消耗。所以，實(shí)現(xiàn)火電廠的熱工自動(dòng)化是非常必要的。

二 火電廠熱工自動(dòng)化的內(nèi)容

1.自動(dòng)檢測

自動(dòng)檢測生產(chǎn)中的各種化學(xué)量、物理量和相關(guān)設(shè)備在工作狀態(tài)上的參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)情況的監(jiān)視。檢測參數(shù)主要包括溫度、也為、流量、壓力、電壓、電流、功率、氣體成分、振動(dòng)、汽水品質(zhì)等。檢測設(shè)備主要由常規(guī)模擬量測試儀表、自動(dòng)記錄裝置、自動(dòng)報(bào)警裝置、檢測儀表、圖像顯示器等。這些熱工參數(shù)能夠反映火電廠的發(fā)電機(jī)組是否在正常運(yùn)行，是進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整的依據(jù)，是進(jìn)行事故分析、經(jīng)濟(jì)核算的數(shù)據(jù)來源。

2.自動(dòng)控制

自動(dòng)控制指的是用自動(dòng)控制的裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)組某些設(shè)備及過程的自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性，它分為順序控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)及遠(yuǎn)方控制。自動(dòng)調(diào)節(jié)是對(duì)外界條件的變化進(jìn)行自動(dòng)適應(yīng)，維持生產(chǎn)過程在規(guī)定工況下進(jìn)行，它主要包括氣溫調(diào)節(jié)、鍋爐水位調(diào)節(jié)、輔助設(shè)備調(diào)節(jié)及燃燒調(diào)節(jié)等。有時(shí)候，自動(dòng)調(diào)節(jié)自身也會(huì)產(chǎn)生故障，所以它要有自身保護(hù)的功能。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般包括自動(dòng)檢測、自動(dòng)保護(hù)、程序控制、自動(dòng)報(bào)警等比較復(fù)雜的系統(tǒng)，以保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠可靠運(yùn)行;程序控制是指依照原先擬定的條件和程序自動(dòng)地對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)一些操作，主要是控制設(shè)備的啟停;遠(yuǎn)方控制是指通過按鈕、開關(guān)對(duì)生產(chǎn)過程中的截止機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。

3.順序控制

它是指按照生產(chǎn)工藝的要求提前擬定相關(guān)程序，使系統(tǒng)中的被控對(duì)象能夠根據(jù)時(shí)間、順序及條件有步驟、有順序地自動(dòng)執(zhí)行一些操作。順序控制一般用在機(jī)組運(yùn)行、啟停和事故處理當(dāng)中，每一項(xiàng)順序控制都要根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行要求和具體情況進(jìn)行決定，順序控制流程是依照操作條件及次序編出來的，然后由具體裝置進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這些裝置叫順序控制裝置，它們要具備連鎖保護(hù)能力和一定的邏輯判斷能力。每一步操作進(jìn)行之后，都要判斷此操作是否實(shí)現(xiàn)，是否能為下一步的操作創(chuàng)造條件，然后才能自動(dòng)進(jìn)入到下一步的操作中，否則，順序就會(huì)中斷，同時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

4.自動(dòng)保護(hù)

自動(dòng)保護(hù)是使用自動(dòng)化裝置監(jiān)視發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)、參數(shù)，監(jiān)視自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它能在熱工參數(shù)不符合限定值及設(shè)備運(yùn)行的條件與要求不符時(shí)暫?；蚪K止相關(guān)設(shè)備及生產(chǎn)過程，然后自動(dòng)采取一些措施防止事故擴(kuò)大，以免損傷更多的人員或設(shè)備。

隨著技術(shù)的發(fā)展，熱點(diǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)將向監(jiān)控智能化、集中化發(fā)展，并更多地應(yīng)用3APS和無線測量技術(shù)。

三 熱工自動(dòng)化的事故防范

在熱工自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用的同時(shí)，對(duì)于發(fā)電機(jī)組是否能夠安全運(yùn)行及是否具有足夠的經(jīng)濟(jì)性，熱工自動(dòng)化設(shè)備逐漸變成了決定因素。因?yàn)椴还芷渲械哪囊粋€(gè)環(huán)節(jié)出問題，熱工自動(dòng)化裝置的功能都可能失效，所以要做好事故防范工作。

第一，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)熱工自動(dòng)化設(shè)備采購、驗(yàn)收等工作的把關(guān)。采購熱工自動(dòng)化設(shè)備時(shí)最好貨比三家，選擇成熟可靠的產(chǎn)品，采購的地點(diǎn)應(yīng)是比較正規(guī)的企業(yè)或商店。對(duì)于沒有經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)的合格產(chǎn)品應(yīng)謹(jǐn)慎使用，并且不能將其用在關(guān)鍵的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)里。

第二，要對(duì)熱工自動(dòng)化設(shè)備定期進(jìn)行隱患分析及設(shè)備缺陷檢查，以便能夠及時(shí)整改和完善。一些影響火電廠發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行的隱患總是會(huì)存在于熱工自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，工作人員應(yīng)對(duì)此進(jìn)行及時(shí)地檢查和完善，實(shí)現(xiàn)技術(shù)攻關(guān)。熱工自動(dòng)化設(shè)備的缺陷管理制度要落實(shí)好，實(shí)現(xiàn)責(zé)任到人，若消除缺陷只能停爐停機(jī)、解除系統(tǒng)，則要對(duì)這些隱患及缺陷做好記錄工作，并搶用時(shí)間進(jìn)行及時(shí)處理。對(duì)處理不好的隱患及缺陷也要進(jìn)行記錄，查找原因，積極聯(lián)系設(shè)備的廠家或相關(guān)部門，做好安全防范工作。

第三，要對(duì)火電廠的員工進(jìn)行定期培訓(xùn)及考試，提高員工的素質(zhì)。熱工自動(dòng)化包括的設(shè)備種類很多，設(shè)備技術(shù)的更新也很快，所以火電廠的員工要善于學(xué)習(xí)，時(shí)刻跟隨設(shè)備更新的步伐，不斷理解熱工自動(dòng)化設(shè)備的有關(guān)知識(shí)，汲取缺陷處理及事故防范過程中的經(jīng)驗(yàn)，做到舉一反三?；痣姀S的管理人員應(yīng)當(dāng)定期對(duì)員工組織培訓(xùn)，有針對(duì)性地對(duì)職工進(jìn)行安全、責(zé)任感教育，提高相關(guān)工作人員的工作水平、安全意識(shí)及崗位責(zé)任感。

第四，要不斷加強(qiáng)每一項(xiàng)制度的執(zhí)行能力。在火電廠的發(fā)展過程中，不僅應(yīng)當(dāng)逐漸對(duì)各項(xiàng)規(guī)章制度加以完善，還要落實(shí)好制度的執(zhí)行。這要做好兩方面的工作:首先，對(duì)設(shè)備定期校驗(yàn)檢查制度、自動(dòng)保護(hù)的試驗(yàn)制度進(jìn)行完善，重視對(duì)于系統(tǒng)的維護(hù)與檢修工作。其次，要落實(shí)好設(shè)備巡檢制度，加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)及管理，在日常維護(hù)中發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，要進(jìn)行及時(shí)匯報(bào)和處理，確保設(shè)備的良好運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于灰塵較大和容易受潮的設(shè)備，要經(jīng)常清掃，避免線路因受潮而短路。

第五，要做好環(huán)境監(jiān)測工作。噪聲、高溫、振動(dòng)都是有可能發(fā)生在生產(chǎn)過程中的有害因素。產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的部位主要有風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、機(jī)泵、發(fā)電機(jī)等，如果與之進(jìn)行長時(shí)間接觸，作業(yè)人員可能受到噪聲的傷害，所以要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行檢測，并利用熱控設(shè)備將比較容易發(fā)生事故的地點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)地?cái)?shù)據(jù)反饋。

四 結(jié)語

熱工自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，熱工自動(dòng)化系統(tǒng)也隨之更新，逐漸向一體化、智能化發(fā)展，這能為火電廠節(jié)約大量的資金，也能降低事故發(fā)生的幾率，是對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供的強(qiáng)有力支持。

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