探析火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

中國(guó)能建東北電力第一工程公司

摘要：隨著熱工自動(dòng)化技術(shù)及計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，我國(guó)的電力生產(chǎn)技術(shù)也得到了不斷的提升?；痣姀S作為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中重要組成部分，其熱工儀表對(duì)于自動(dòng)化有著更為迫切的需求。本文通過介紹火電廠熱工儀表自動(dòng)化相關(guān)概念，提出了相應(yīng)推進(jìn)方案，并對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中的安全管理進(jìn)行了研究，供相關(guān)專業(yè)人員學(xué)習(xí)和討論。

關(guān)鍵詞：火電廠；熱工自動(dòng)化；控制設(shè)備；應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)于電力資源的需求量也越來越大，火電廠作為我國(guó)電力系統(tǒng)的重要組成部分，在相關(guān)能源領(lǐng)域，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著機(jī)組容量的不斷增加，計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化水平不斷提升，使得自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)火電廠得到了廣泛應(yīng)用，并成為現(xiàn)代火電廠得以高效運(yùn)行的有力保障。尤其是在當(dāng)下火電廠改造和升級(jí)過程中，火電廠熱工自動(dòng)化的發(fā)展有著十分重要的意義。

1火電廠熱工儀表自動(dòng)化相關(guān)概念

熱工自動(dòng)化是一項(xiàng)基于控制理論，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、熱能工程技術(shù)、智能儀表及現(xiàn)代信息技術(shù)，通過檢測(cè)、控制生產(chǎn)過程中熱力學(xué)相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程管理的綜合性高新技術(shù)。火電廠熱工自動(dòng)化是運(yùn)用各種自動(dòng)化儀表裝置等自動(dòng)控制設(shè)備，通過對(duì)熱力生產(chǎn)過程的監(jiān)視、控制，在不用人員直接參與的情況下，自動(dòng)完成火電廠熱力過程中的參數(shù)測(cè)量、信息處理等，從而控制火電廠中鍋爐、汽輪機(jī)等設(shè)備，使之能夠適應(yīng)工況的變化，保證生產(chǎn)的安全可靠、提供供電的質(zhì)量。

火電廠熱工儀表自動(dòng)化根據(jù)其技術(shù)和應(yīng)用背景，主要包含以下幾項(xiàng)特征：智能化，智能化是當(dāng)下工業(yè)生產(chǎn)主要發(fā)展方向，因此火電廠熱工儀表也逐漸實(shí)現(xiàn)了智能化控制，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和新型電氣設(shè)備，使得火電廠相關(guān)管控工作得到了極大提升；高新技術(shù)化，火電廠雖然作為傳統(tǒng)工業(yè)中的代表，卻對(duì)高新技術(shù)應(yīng)用一直有著強(qiáng)烈的意識(shí)。通過將相關(guān)科學(xué)技術(shù)和管理理論引入實(shí)際生產(chǎn)，火電廠電力生產(chǎn)效率得到了極大提升。

2我國(guó)火電廠熱工儀表自動(dòng)化現(xiàn)狀

我國(guó)自動(dòng)化領(lǐng)域起步較晚，早期的自動(dòng)控制裝備主要采用常規(guī)儀表，有基地式儀表、單元組合式儀表、組件組裝式儀表等，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，由計(jì)算機(jī)集中式控制發(fā)展到計(jì)算機(jī)分布式控制階段。我國(guó)火電廠機(jī)組的自動(dòng)控制設(shè)備大致經(jīng)歷了電子管式電動(dòng)單元組合儀表、晶體管式電動(dòng)單元組合儀表、模擬組件組裝式儀表、數(shù)字式組件組裝式儀表，而隨著電力行業(yè)的發(fā)展，機(jī)組容量的不斷擴(kuò)大，常規(guī)儀表的局限性也愈加明顯，為了解決這一問題，我國(guó)開始了將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于火電廠機(jī)組控制的研究，并逐漸單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)引入自動(dòng)控制設(shè)備，但仍未能從根本上解決集中控制、可靠性、性價(jià)比等問題。自上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)開始引進(jìn)了當(dāng)時(shí)具有國(guó)際先進(jìn)水平的分散控制系統(tǒng)（DCS），目前，DCS系統(tǒng)在我國(guó)火電廠大型機(jī)組中已得到廣泛的應(yīng)用，極大地提高了我國(guó)的熱工自動(dòng)化水平。同時(shí)，通過在國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于火電生產(chǎn)的高效局部控制和熱工保護(hù)。然而由于火電廠熱工儀表自動(dòng)化涉及范圍較廣，相關(guān)技術(shù)也較為復(fù)雜，加之我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，使得我國(guó)火電廠熱工儀表自動(dòng)化工作仍然存在許多不足之處有待完善，因此，及時(shí)了解熱工儀表自動(dòng)化發(fā)展方向，快速提升技術(shù)水平，就成為了未來我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域所關(guān)注的重點(diǎn)方向。

3火電廠熱工儀表自動(dòng)化趨勢(shì)

自動(dòng)化生產(chǎn)理論在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域已有多年歷史，相關(guān)建設(shè)工作也一直在有序開展。我國(guó)部分火電廠也已逐步實(shí)現(xiàn)了儀表自動(dòng)化。然而由于技術(shù)發(fā)展速度，使得相關(guān)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升。火電廠熱工儀表自動(dòng)化趨勢(shì)主要包括：控制一體化、綜合自動(dòng)化、性能高效化。

3.1控制一體化

控制一體化是未來火電廠儀表自動(dòng)化發(fā)展的重要方向。目前我國(guó)火電廠儀表主要以現(xiàn)場(chǎng)控制為主，以模擬信號(hào)作為傳遞相應(yīng)數(shù)據(jù)的主要載體，而在當(dāng)前工業(yè)發(fā)展形勢(shì)下，現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)越來越難以滿足工程人員對(duì)于相應(yīng)儀表的維護(hù)、管理等工作需求，從而阻礙了生產(chǎn)力進(jìn)一步提升。而控制一體化作為今年來提出的工業(yè)生產(chǎn)理念，對(duì)于火電廠熱工儀表自動(dòng)化有著極大促進(jìn)作用。與傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制相比，控制一體化系統(tǒng)采用總線智能控制模式，極大節(jié)省了相關(guān)設(shè)備材料，同時(shí)提升了監(jiān)控準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，從而提高了火電廠安全性。

3.2綜合自動(dòng)化

作為能源生產(chǎn)利益的重要組成部分，火電廠自身發(fā)展和生產(chǎn)特點(diǎn)決定其技術(shù)密集和資產(chǎn)密集的企業(yè)性質(zhì)，并且其生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)量龐大，產(chǎn)品即產(chǎn)即銷。因此這就需要將整個(gè)生產(chǎn)流程作為一個(gè)整體來進(jìn)行綜合管控。對(duì)于熱電廠，在進(jìn)行綜合自動(dòng)化過程中，需要將生產(chǎn)方式和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)作為工作出發(fā)點(diǎn)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理，優(yōu)化企業(yè)資源配置，從而使火電廠經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

3.3性能高效化

性能高效化是自動(dòng)化發(fā)展根本目的，一切工作都是以提升生產(chǎn)效率作為核心。由于我國(guó)自動(dòng)化工業(yè)起步較晚，雖然今年來取得了一定成績(jī)，但是不可否認(rèn)，我國(guó)自動(dòng)化水平距離發(fā)達(dá)國(guó)家仍然有一定距離。以火電廠熱工儀表為例，我國(guó)熱工儀表還未能全面實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，而這一缺陷在一定程度上影響了自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的有效運(yùn)行?，F(xiàn)代火電技術(shù)最大特點(diǎn)之一就是相關(guān)軟件的創(chuàng)新與運(yùn)用，如OPC、SCADA等，這些設(shè)備和技術(shù)使動(dòng)態(tài)軟件得到提升，從而為火電廠熱工儀表自動(dòng)化進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

4火電廠熱工儀表自動(dòng)化過程中的安全管理

火電廠中設(shè)備多、熱力系統(tǒng)龐大，生產(chǎn)的過程十分復(fù)雜，且設(shè)備長(zhǎng)期在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下運(yùn)行，對(duì)熱工控制系統(tǒng)的可靠性要求更高。因此，在火電廠熱工儀表自動(dòng)化過程中，安全管理工作必須同步展開，保證生產(chǎn)安全。并且針對(duì)火電廠實(shí)際情況，相關(guān)安全工作必須做到嚴(yán)密周全，保證萬無一失。

火電廠熱工儀表自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合化、整體化工程，因此相應(yīng)環(huán)節(jié)必須做到嚴(yán)密、準(zhǔn)確。而如果信息、控制、儀表中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響，甚至造成設(shè)備損壞，引起嚴(yán)重安全事故。因此相應(yīng)安全管理工作應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：嚴(yán)抓采購(gòu)環(huán)節(jié)、做到全程監(jiān)控、加強(qiáng)員工培訓(xùn)。

4.1嚴(yán)抓采購(gòu)環(huán)節(jié)

采購(gòu)環(huán)節(jié)是工業(yè)生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)之一。運(yùn)作良好的采購(gòu)環(huán)節(jié)可以為工廠提供優(yōu)質(zhì)設(shè)備，從根本上提升生產(chǎn)效率。在此前提下，對(duì)于火電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備采購(gòu)，一定要保證相關(guān)工作透明度，防止貪污腐敗和克扣公款情況出現(xiàn)。貪污腐敗等現(xiàn)象是采購(gòu)工作長(zhǎng)期存在問題，這一問題嚴(yán)重影響了最終采購(gòu)結(jié)果，為生產(chǎn)問題埋下隱患，因此必須嚴(yán)抓采購(gòu)環(huán)節(jié)，才能防止此類問題所帶來的損失。同時(shí)必須注意的是對(duì)于一些沒有在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)用過或者使用時(shí)間較短的設(shè)備，一定要謹(jǐn)慎采購(gòu)和使用，因?yàn)椴煌谄渌I(yè)設(shè)備，如果相應(yīng)自動(dòng)化設(shè)備不能保證穩(wěn)定性和可靠性等，那么對(duì)于生產(chǎn)就會(huì)有極大風(fēng)險(xiǎn)，而這種風(fēng)險(xiǎn)所帶來的后果往往難以估量。

4.2做到全程監(jiān)控

前文提到，火電廠熱工儀表自動(dòng)化是一項(xiàng)整體化工程，因此全程監(jiān)控是保證相應(yīng)工作順利開展的關(guān)鍵。在實(shí)際操作過程中，火電廠需要建立安全生產(chǎn)小組，對(duì)工程全過程進(jìn)行跟蹤和記錄，并且對(duì)火電廠熱工儀表進(jìn)行全方位檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)所存在隱患并給予正確處理。但是，火電廠即使建立了相應(yīng)安全小組，在處理一些問題時(shí)仍然會(huì)存在一定不足，對(duì)于這種情況，則需要火電廠通過相應(yīng)制度建設(shè)，將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人。只有實(shí)現(xiàn)責(zé)任到崗和責(zé)任到人，才能充分發(fā)揮員工積極性，提升監(jiān)管效率。

4.3加強(qiáng)員工培訓(xùn)

員工永遠(yuǎn)是企業(yè)發(fā)展的核心力量，高素質(zhì)員工可以幫助企業(yè)快速開展相應(yīng)工作，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。對(duì)于火電廠，也需要及時(shí)開展相應(yīng)培訓(xùn)工作，幫助企業(yè)員工快速提升綜合能力?；痣姀S相應(yīng)培訓(xùn)工作主要由兩部分構(gòu)成，一是專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，由于熱工儀表自動(dòng)化設(shè)備包含了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等高新技術(shù)，因此對(duì)于相關(guān)操作人員提出了更高能力要求。操作人員必須具備豐富專業(yè)知識(shí)，才能更好的使用相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果；二是生產(chǎn)安全教育，今年來生產(chǎn)安全教育一直是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)，只有加強(qiáng)生產(chǎn)安全教育，使每個(gè)員工都具有相應(yīng)安全意識(shí)，才能保證責(zé)任到崗制度實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步推進(jìn)安全管理工作。

結(jié)束語：

雖然近幾年由于環(huán)境問題惡化，使得清潔能源得到了大力推廣，風(fēng)能、核能等新型發(fā)電模式也隨之快速發(fā)展。但是作為一種成熟的電力生產(chǎn)模式，火電廠仍然是未來很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)電力生產(chǎn)主要力量，因此快速推進(jìn)火電廠熱工儀表自動(dòng)化進(jìn)程，不但可以提升火電廠生產(chǎn)效率節(jié)省生產(chǎn)成本，同時(shí)也可以幫助火電廠快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以符合時(shí)代發(fā)展潮流。隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展與進(jìn)步，為熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提供了不斷拓展的空間。

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