探討火電廠熱工自動化及控制

張繼剛

摘要：火電廠熱工自動化有著重要的意義，需要了解其自動化控制的應(yīng)用特征，并研究其應(yīng)用管理策略。

關(guān)鍵詞：火電廠；熱工自動化；控制

中圖分類號：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，人們對電力資源的需求量也在逐漸的增加，這就給我國電力行業(yè)的發(fā)展帶來了一定的壓力，火力發(fā)電作為當(dāng)代我國電力生產(chǎn)的主要形式之一，熱工自動化及控制在其中有著十分重要的意義?；痣姀S熱工自動化應(yīng)用水平、控制方式以及管理模式都在相應(yīng)發(fā)生變化，火電廠熱工自動化的應(yīng)用大大提高了火力發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)一步為機(jī)組設(shè)備的安全提供了保障，在改善勞動條件的同時，減少了工人的勞動強(qiáng)度。

一、火電廠熱工自動化的意義

滿足現(xiàn)代電網(wǎng)管理的需要。隨著社會的不斷發(fā)展，人們對電網(wǎng)控制的要求也在組建的提高，而要想使得電網(wǎng)控制系統(tǒng)的功能得到明顯的提升，我們就要對發(fā)電單元機(jī)組的自動化水平進(jìn)行嚴(yán)格的要求。發(fā)電機(jī)組在使用的過程中，技術(shù)人員可以通過自動化系統(tǒng)來對其機(jī)組的運行情況進(jìn)行全面的了解，從而采用相關(guān)的技術(shù)措施，來使其工作效率可以到達(dá)預(yù)期的要求，使其能量效果消耗量控制在一個額定的范圍內(nèi)，使得火電廠的經(jīng)濟(jì)效益得到有效的增加。

二、火電廠熱工自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

我國火電廠應(yīng)用計算機(jī)大致可分為兩個階段，一為計算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)（DAS）；二為計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，即采用以微機(jī)為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)（DCS）。前者只有數(shù)據(jù)采集與處理功能，但起到“鋪路開道”的作用；后者兼有控制功能，正在使計算機(jī)應(yīng)用向縱深發(fā)展，對提高電廠的自動化水平起著決定性的作用。在過去的十幾年間，DCS在我國大型火電廠應(yīng)用取得了巨大發(fā)展，在我國的大型火電機(jī)組上已全面推廣應(yīng)用，同時中小型電站也得到了推廣應(yīng)用。他的功能覆蓋已從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）兩大功能擴(kuò)大到包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（BMS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）等?，F(xiàn)在我國的300MW以下的火電機(jī)組中，大部分的火電機(jī)組都是采用以計算機(jī)分散控制系統(tǒng)（DCS）為核心的自動化控制系統(tǒng)。

根據(jù)我國的能源規(guī)劃發(fā)展，300MW以下的火電機(jī)組中，純粹發(fā)電不供熱的機(jī)組已基本上不存在?，F(xiàn)存中小型火電機(jī)組多數(shù)為熱電聯(lián)產(chǎn)的工業(yè)自備電站，即對工廠供應(yīng)生產(chǎn)用汽的同時提供電力供應(yīng)。同時存在很少一一些還是傳統(tǒng)常規(guī)的模擬儀表以及一些老式的控制裝置，例如MZ-III、DDZ-II、TF-900作為控制系統(tǒng)的老電廠。這些裝置由于年數(shù)比較久遠(yuǎn)，存在的故障也是比較多的，自動投入率方面比較低，在日常運行的時候經(jīng)常會造成儀表的準(zhǔn)確性差，在進(jìn)行保護(hù)工作的時候，準(zhǔn)確率低，針對于這些狀況，這些火電廠采取了相應(yīng)措施，希望運用了這些措施，可以使發(fā)電機(jī)組性能更加完善，更加有效。比如嘉陽電廠準(zhǔn)備新上的脫硫脫硝改造項目，就是在保留原有老式控制裝置的基礎(chǔ)上，在原控制室新增獨立于原老式機(jī)爐控制裝置的一套DCS系統(tǒng)用于脫硫脫硝系統(tǒng)已達(dá)到新舊兼顧的目的。

三、火電廠熱工自動化應(yīng)用

近幾年來，火電廠熱工自動化技術(shù)得到了高速的發(fā)展，在熱工自動化技術(shù)中，DCS作為核心技術(shù)，更是廣泛應(yīng)用到我國的電力企業(yè)中。自動化技術(shù)作為我國發(fā)展最快、最具有生命力的技術(shù)，火電廠熱工自動化技術(shù)人員在不斷的提高技術(shù)水平和經(jīng)驗知識的過程中，使之廣泛的應(yīng)用到系統(tǒng)中，為我國火電廠熱工自動化水平提供了很多寶貴的經(jīng)驗。

1、電氣控制中納入DCS

DCS即分散控制系統(tǒng)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到火電廠中，這種系統(tǒng)的應(yīng)用，在很大程度上提高了控制汽輪機(jī)和鍋爐的水平。如果在新技術(shù)之上，仍然利用傳統(tǒng)的控制方式來進(jìn)行單元機(jī)組的控制，在控制盤臺上大量設(shè)置模擬儀表光字牌和開關(guān)按鈕，就會導(dǎo)致汽輪機(jī)和鍋爐的DCS控制不能與室內(nèi)控制相互協(xié)調(diào)，將會給火電廠熱工自動化技術(shù)的發(fā)展帶來嚴(yán)重的阻礙。將DCS納入到電氣控制的范圍內(nèi)，主要由高壓啟動變壓器、低壓廠用工作變壓器、發(fā)電機(jī)變壓器線路組等信號控制和測量組成，主要作用于火電廠的主廠房內(nèi)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的廠用電系統(tǒng)。在保安電源系統(tǒng)、不停電電源系統(tǒng)以及直流系統(tǒng)中納入DCS技術(shù)，對其進(jìn)行監(jiān)測和控制，特別是在自動準(zhǔn)同期和廠用電快速切換以及發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)等都要考慮納入DCS。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將DCS廣泛的納入到電氣控制中，并取得了良好的效果，在我國，DCS納入到電氣控制中的實例也取得了豐富的經(jīng)驗。

2、FCS的廣泛應(yīng)用

目前我國火電廠熱工自動化控制系統(tǒng)主要以DCS為的應(yīng)用為主，自動化控制中一些局部故障在DCS的納入后，對整個系統(tǒng)的影響相對較小，在各種軟件技術(shù)和硬件技術(shù)的成熟發(fā)展過程中，自動化控制系統(tǒng)的可靠性也越來越高。DCS的優(yōu)點很明顯，但是它也有不足之處，由于DCS還不能達(dá)到上位機(jī)系統(tǒng)對現(xiàn)場儀表的信息要求，導(dǎo)致設(shè)備控制的過程中視野受到局限，也影響到上位機(jī)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮，這就需要在現(xiàn)場儀表和上位機(jī)上進(jìn)行數(shù)字通信，于是FCS得到了專業(yè)人士的青睞，在系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用。

3、智能控制應(yīng)用不斷增加

火電廠熱工控制理論的發(fā)展大約經(jīng)歷了五十年，在這期間研究人員通過總結(jié)，不斷掌握了經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論以及現(xiàn)代智能控制理論。隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛運用，控制技術(shù)手段進(jìn)一步更新和完善，帶動了智能控制的發(fā)展。智能控制在自動化控制中屬于新型控制方法，在其應(yīng)用過程中已經(jīng)基本上解決了諸如大時滯、非線性以及無精確數(shù)學(xué)模型對象等的控制問題，熱工自動化在今后的發(fā)展中將逐漸增加智能控制的應(yīng)用。

四、熱工自動化系統(tǒng)控制管理策略

1、拓展技術(shù)資源.

優(yōu)化自動化技術(shù)管理開發(fā)電廠熱工自動化控制系統(tǒng)，綜合技能性較強(qiáng)。充分整合拓展人才資源優(yōu)勢.加強(qiáng)熱工自動化技術(shù)培訓(xùn)。提高熱控管理人員的綜合技能素質(zhì).是現(xiàn)代電力企業(yè)熱工自動化控制的管理需要。此外。采用技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠的熱控元件設(shè)備，優(yōu)化保護(hù)邏輯組態(tài).對維護(hù)熱工自動化系統(tǒng)的安全可靠性具有重要意義。

2、創(chuàng)新技術(shù)實踐.確保自動化控制高效運行

隨著現(xiàn)代市場經(jīng)濟(jì)的高速運行.火電廠熱工自動化控制管理.必須堅持可持續(xù)發(fā)展的原則，堅持與時俱進(jìn)，科技創(chuàng)新。實現(xiàn)科學(xué)優(yōu)化和技術(shù)更新.立足于電力資源的合理開發(fā)基礎(chǔ)上.落實技術(shù)實踐措施。確保電廠熱工自動化控制監(jiān)管系統(tǒng)的高效運行。推動電力企業(yè)電力能源的正常生產(chǎn)和運營。

總之，火電廠熱工自動化控制是現(xiàn)代電力企業(yè)開發(fā)與管理的重要方式，在當(dāng)前國際形勢下，隨著各種新技術(shù)、新材料和新工藝的不斷應(yīng)用，科學(xué)優(yōu)化熱工自動化控制管理技術(shù)已成為促進(jìn)當(dāng)前電力能源生產(chǎn)運營的重要保障。

結(jié)束語

在我國火電行業(yè)發(fā)展的過程中，熱工自動化控制技術(shù)有著十分重要的作用，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國機(jī)組容量得到了快速的提高，在不斷的實踐與總結(jié)中，我國火電廠熱工自動化技術(shù)在逐漸更新和完善著。我們要采用相應(yīng)的防護(hù)措施，來保障火電廠發(fā)電機(jī)組熱工自動化系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻(xiàn)

[1]郎健慧.電廠DCS系統(tǒng)應(yīng)用分析[J].今日科苑.2010（02）

[2]李國偉.基于智能巡檢系統(tǒng)在火電廠的研究[J].科技信息（學(xué)術(shù)研究）.2008（27）

[3]郭水祥.火電廠熱工自動化的發(fā)展概況及前景探論[J].經(jīng)營管理者.2009（23）