電廠熱工自動化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢探討

戴進

【摘 要】電廠熱工自動化已成為火電廠未來基本的發(fā)展趨勢。隨著現(xiàn)代信息技術不斷進步，自動化與我國電力發(fā)展之間的聯(lián)系日益緊密，并已成為我國火電廠生產(chǎn)能力的主要推動力量。本文將從電廠熱工自動化發(fā)展的現(xiàn)狀進行分析，討論未來電廠熱工自動化的基本發(fā)展趨勢，旨在為未來電廠熱工自動化發(fā)展提供發(fā)展方向。

【關鍵詞】電廠熱工自動化；發(fā)展現(xiàn)狀；探討

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力事業(yè)的進步，電廠熱工自動化水平不斷提高，電廠熱工自動化技術在電力系統(tǒng)和經(jīng)濟運行中的作用越來越重要。目前，我國已經(jīng)加快了技術革新，電廠熱工自動化已經(jīng)取得了很大的發(fā)展。同時，作為一項現(xiàn)代科技，電廠熱工自動化有著廣闊的發(fā)展前景。在現(xiàn)有基礎上，還需要我們不斷加強改革和創(chuàng)新，創(chuàng)新設計理念和思路，借鑒國外的先進經(jīng)驗，努力開發(fā)國內電廠真正需要的熱工自動化技術。

1 我國電廠熱工自動化發(fā)展現(xiàn)狀

我國電廠熱工自動化事業(yè)從20世紀中葉起步，在隨后的幾十年發(fā)展過程中，我國實現(xiàn)了電廠熱工由人工操作到現(xiàn)智能化、自動化的轉變，可以說我國電廠熱工自動化已經(jīng)取得了顯著成就。但目前，我國電廠熱工自動化水平和西方發(fā)達國家比依然有很大的差距。

現(xiàn)階段國內的電廠熱工機組主要采用DCS控制系統(tǒng)，由系統(tǒng)進行操作，熱工自動化基本成型。國內DCS系統(tǒng)價格相對較低，但后期系統(tǒng)運行、維護成本都較高，嚴重制約了該系統(tǒng)的進一步推廣。同時，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)在程序運行、程序編制存在一定缺陷，設備之間的匹配、系統(tǒng)之間的搭建都不夠合理，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)的弊端十分明顯。

國內電廠機組雖然都采用DCS控制系統(tǒng)，但由于國內外DCS系統(tǒng)存在的差距，導致我國電廠熱工自動化出現(xiàn)以下兩種情況。一是由于國外的自動調節(jié)系統(tǒng)十分成熟，并且各種儀表與機組的穩(wěn)定性能好、參數(shù)設置符合我國電廠熱工自動化需求、設備運行起來十分完善，導致我國電廠機組、DCS系統(tǒng)及相關編制軟件都從國外進口。二是國產(chǎn)機組、進口儀表設備、DCS系統(tǒng)與國內DCS運行程序的組合。雖然我國自主研制的DCS系統(tǒng)中存在一些問題，但由于價格低廉，但依舊有部分電廠采用國內自主編制的DCS運行程序，用來降低整個生產(chǎn)成本。這些企業(yè)往往相關設備與自動化系統(tǒng)依靠進口，但運行程序采用國產(chǎn)品牌。

電廠熱工自動化是一項集智能生產(chǎn)、智能系統(tǒng)運行為一體的現(xiàn)代系統(tǒng)科技。雖然我國電廠熱工自動化技術有諸多不足，但總體來說，我國電廠熱工自動化技術發(fā)展前景更加廣闊。在未來，隨著科技的發(fā)展，我國電廠熱工自動化技術必然會迎來新的發(fā)展機遇，實現(xiàn)技術、編程、設計思想上的突破，實現(xiàn)自身跨越式發(fā)展。

2 我國電廠熱工自動化未來發(fā)展趨勢

2.1 全廠輔控系統(tǒng)走向集中監(jiān)控

通常情況下，一個火電廠的輔助車間在10個左右。在傳統(tǒng)生產(chǎn)中，國內通常是利用PLC與上位機構成系統(tǒng)運行網(wǎng)絡，在各車間控制室內進行單獨控制，這一方法雖然保證了控制的及時性、準確性，但卻造成了人力資源浪費，增加企業(yè)運行成本。隨著DCS技術與網(wǎng)絡通訊能力不斷提高，各個輔助車間的控制系統(tǒng)已逐步走向集中，組合成一個輔控網(wǎng)（簡稱BOP即Balance OfPlant的縮寫），通過將相互獨立各個外圍輔助系統(tǒng)進行聯(lián)系、再利用計算機網(wǎng)絡技術進行集成，實現(xiàn)整個車間的整體運行控制，該系統(tǒng)與企業(yè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)之后，也可實現(xiàn)在全廠IT系統(tǒng)上進行監(jiān)控，降低監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控人員數(shù)量的需求。

我國一些企業(yè)已經(jīng)開始了這方面的嘗試，例如，華能銅川電廠已經(jīng)開始將輸煤、水處理、脫硫系統(tǒng)、除灰除渣作為一個整體網(wǎng)絡在控制室進行集中控制。達到減員的目的。

2.2 新技術將得到進一步應用

2.2.1 無線測量技術應用

無線測量技術可以對系統(tǒng)整體運行情況進行有效的監(jiān)視與控制，該技術能夠獲取更多地關鍵工藝信息，為技術管理、信息收集提供真實、準確的數(shù)據(jù)；在整合DCS系統(tǒng)中，該技術可以節(jié)省大量安裝成本，在解決成本的同時進一步提高企業(yè)自動化技術水平；在污水區(qū)域、煤計量和供油、酸堿的測量、供熱等方面，無線測量技術均可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

2.2.2 APS技術的應用

APS技術通過改變機組運行順序來實現(xiàn)對電廠機組啟停的控制，在應用APS技術之后，操作人員只需按一下啟動鍵就能使機組按設計好的順序、狀態(tài)等基本設定運行，有效降低生產(chǎn)過程中人力資源的投入。該技術由于生產(chǎn)工藝與技術水平中存在不足，導致APS技術不能在短時間內應用于實際工作中，但APS技術的產(chǎn)生與應用，為電廠熱工自動化運行打下了良好基礎。

2.3 電氣控制開始納入DCS

火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中，電氣自動化與熱工系統(tǒng)自動化水平反映整個火電廠運行管理水平。隨著DCS系統(tǒng)被火電廠采用后，火電廠各項生產(chǎn)指標都大幅提升。但是大多數(shù)電廠中電氣自動化仍然作為單獨的一部分獨立運行，嚴重制約了火電廠自動化的發(fā)展。目前，部分電廠正在嘗試將電氣控制納入DCS系統(tǒng)運行范圍，用于控制發(fā)電機系統(tǒng)與工廠用電系統(tǒng)，它主要由高壓啟動/備用變壓器、發(fā)電機變壓器線路組、低壓廠用工作變壓器、高壓廠用工作變壓器、低壓廠用工用變壓器等部分組成。今后，尤其在自動準同期、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)、廠用電快速切換等方面都會考慮DCS的納入。

2.4 SIS系統(tǒng)的應用發(fā)展

SIS系統(tǒng)是實現(xiàn)其他基本系統(tǒng)運行部門與電廠總管理信息系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換、信息共享的媒介，該系統(tǒng)的功能包括采集、監(jiān)視工廠數(shù)據(jù)、分析廠級性能等。在國家明確調度方式并且相關應用軟件技術已經(jīng)成熟的前提下，可以設置負荷調度實現(xiàn)功能的分配。自從國家電力公司電力規(guī)劃總院提出這一概念和規(guī)劃后，至今估計有200家多電廠建立了SIS系統(tǒng)，可謂發(fā)展相當迅速。

但是自SIS系統(tǒng)投入使用以來，其所發(fā)揮的功能十分有限，只局限于收集數(shù)據(jù)、儲存信息、打印報表等淺層次工作，SIS系統(tǒng)的真正功能得不到有效發(fā)揮。設計方面的問題還不是造成這些現(xiàn)象的主要原因，在生產(chǎn)過程中，多數(shù)生產(chǎn)廠家并沒有完全掌握該系統(tǒng)的后臺程序及運算算法，導致該系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中頻發(fā)出現(xiàn)問題；同時部分電廠存在現(xiàn)場生產(chǎn)與實際生產(chǎn)系統(tǒng)、設備運行能力相脫節(jié)的現(xiàn)象，因此現(xiàn)階段SIS代理商只能利用網(wǎng)絡技術、按照SIS基本架構邊進行摸索。但總體來說，SIS系統(tǒng)的建設符合技術發(fā)展的需要和中國電力市場發(fā)展的趨勢，能為發(fā)電廠尤其是大型的現(xiàn)代化發(fā)電廠帶來更多經(jīng)濟效益。

3 結束語

熱工自動化發(fā)展代表了未來火電廠的基本發(fā)展趨勢，其自動化技術同樣成為我國發(fā)展勢頭最快、生命力最旺盛的生產(chǎn)力之一，同時國際上很多國家都在相關技術上投入大量資金，以此確保其可在激烈的競爭中占有一席之地。對于我國電廠熱工自動化技術人員而言，要不斷提升自己綜合素質，加強國內外相關知識的交流，克服火電廠專業(yè)之間的偏見，互相學習借鑒，以推動我國火電廠自動化的發(fā)展。

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[責任編輯：薛俊歌]