火力發(fā)電廠熱控自動化現(xiàn)狀與發(fā)展

張衛(wèi)衛(wèi) 鄭金成

（張家港沙洲電力有限公司 215624）

火力發(fā)電廠熱控自動化現(xiàn)狀與發(fā)展

張衛(wèi)衛(wèi) 鄭金成

（張家港沙洲電力有限公司 215624）

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，我國電力技術(shù)的主要發(fā)展方向是實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化。本文論述與探討了火電廠的熱控自動化技術(shù)及其應(yīng)用狀況。首先闡述了熱控自動化的概念，以及在我國發(fā)展的現(xiàn)狀，并對未來自動化技術(shù)的改進方向進行了展望與總結(jié)。

火電廠；熱工；自動化技術(shù)

我國電廠熱控自動化技術(shù)經(jīng)歷了從無到有，從弱到強的變化，截止到目前，熱控自動化技術(shù)在我國電廠的應(yīng)用中已經(jīng)取得了很大的發(fā)展。從自動儀表裝置來看，目前已經(jīng)有了很大進步，現(xiàn)在組裝儀表已經(jīng)發(fā)展為數(shù)字儀表，精確度更高，系統(tǒng)控制設(shè)備的性能也得到很大提高，并且用專門的小計算機監(jiān)督控制機組，配以顯示器，提高了可視性，提升了監(jiān)控水平。

1 我國火電廠的熱控自動化及其發(fā)展

1.1 電廠熱控自動化[1]

火力發(fā)電廠熱控自動化指的是在發(fā)電過程中，具備對各種信息、各個設(shè)備自動處理，綜合分析的能力，以達到使用現(xiàn)代化的自動控制系統(tǒng)來達到無人操作的目的的過程。為了保障發(fā)電設(shè)備的安全，在火力發(fā)電過程中，需要自動化的控制設(shè)備，保護人的生命和財產(chǎn)安全，避免發(fā)生重大安全事故，在提高安全性的同時，也解放了人力，減少了人力資源的浪費。

1.2 火電廠熱控自動化在我國的發(fā)展歷程

近年來，我國火力發(fā)電廠的熱控自動化技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，發(fā)電企業(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用了DCS（distributedcontrolsystem）[2]等核心控制技術(shù)，DCS技術(shù)是將設(shè)備分散控制，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的自動化處理，在我國，廣泛應(yīng)用于300MW以上的火電機組上，發(fā)電企業(yè)一致認(rèn)為其具有較高的安全性和經(jīng)濟性。21世紀(jì)以來計算機軟件可視化效果不斷提高，極大的發(fā)展和促進了DCS技術(shù)的應(yīng)用，同時科技的發(fā)展也為火力發(fā)電廠的信息化處理提供了必要的保障，如通信接口的識別和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享，使得DCS的分散控制效果變得非常好。

2 火電廠熱控自動化技術(shù)構(gòu)成

（1）溫度測量，溫度是火電廠中很重要的一個參數(shù)，在火電廠的熱控測量控制系統(tǒng)中廣泛使用溫度傳感器，主要有熱電偶和熱電阻，還有一些不常用的熱敏元件如：金屬膜（雙金屬膜），水銀溫包等，這些熱敏元件都可以作為測量溫度變化的一次性元件。

（2）壓力（真空）測量，壓力測量主要采用的傳感器的原理有：位移檢測或電阻電容檢測原理和應(yīng)變原理以應(yīng)變原理作為工作依據(jù)的裝置有膜片裝置、彈簧管裝置。以位移檢測和電阻電容檢測原理作為工作依據(jù)的裝置是變位器，這樣得出的數(shù)據(jù)壓力范圍大、數(shù)據(jù)精度高。

（3）流量測量，在熱控自動化系統(tǒng)中主要采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流原件測量流量，根據(jù)差壓原理測量。還有一小部分電廠采用齒輪流量計或者渦輪流量計，如測量燃油的流量。在火電廠的大機組中不用節(jié)流元件測量主蒸汽流量，而是利用公式和汽機調(diào)節(jié)級的壓力計算得出的。

（4）液位（料位）測量，目前應(yīng)用最為廣泛的液位測量主要是依據(jù)差壓原理并且經(jīng)過壓力補償來進行檢測的，其中同時使用電接點和工業(yè)電視，用稱重式測量料位，也有用電容式傳感器配電容器測量，也有用浮子式或超聲波原理測量的。

3 火電廠熱控自動化技術(shù)發(fā)展趨勢[3]

3.1 智能化的單元機組監(jiān)控

隨著普及應(yīng)用單元機組的DCS系統(tǒng)，機組的監(jiān)控環(huán)境變得簡潔整齊，不過在電力行業(yè)中它并沒有提高監(jiān)控的智能化程度。即便在國內(nèi)冶金和化工行業(yè)中應(yīng)用了許多智能化的監(jiān)視、控制軟件，也取得了一些效益，但是直到近幾年在電力行業(yè)的應(yīng)用才有所起步。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，將火電廠機組自動化系統(tǒng)變得智能化會變成一種趨勢，可以想象在不遠(yuǎn)的將來，我們能夠看到在火電廠中使用信息智能化的儀表與軟件，包括：儀表智能管理軟件，閥門智能管理軟件等等，這些軟件將使我們實現(xiàn)自動化智能化的監(jiān)控管理火電廠。

3.2 單元機組監(jiān)控系統(tǒng)的物理配置趨于集中布置

在過去，一個集控室，通常是只有一臺單元機組或者兩臺機組，若干個小型的電子設(shè)備間將電子室分割，在鍋爐汽輪機房或者其他的主要設(shè)備附近布置。這樣做的優(yōu)點是，使電纜的到了節(jié)省。不過隨著不斷提高的機組容量，以及不斷發(fā)展的計算機技術(shù)，出現(xiàn)了一個集中控制室，將全廠單元機組集中在一起，提高了管理機組運行的水平。

3.3 進一步應(yīng)用過程控制優(yōu)化軟件

目前火電廠熱控自動化的研究方向很多，最重要的是如何進一步提高模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質(zhì)指標(biāo)的研究。雖然有許多新的技術(shù)在電廠控制系統(tǒng)中不斷被報道，如自適應(yīng)技術(shù)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等一批新興技術(shù)。不過能真正實現(xiàn)運行效果好的并不多。隨著不斷加劇的電力行業(yè)競爭，電廠會選用一些優(yōu)化控制專用軟件，這些軟件具有安全、經(jīng)濟、效果明顯、通用性強安裝調(diào)試方便的等優(yōu)點。同時可以結(jié)合實際生產(chǎn)過程進行二次開發(fā)，使軟件不斷走向成熟，使得火電廠的安全更高，環(huán)保更好，效益更高。

3.4 無線測量技術(shù)的應(yīng)用

在火電廠中可以使用無線測量技術(shù)來監(jiān)視和控制運行。無線測量技術(shù)將獲得的關(guān)鍵工藝信息分步整合進入DCS系統(tǒng)。無線測量技術(shù)的廣泛使用可以節(jié)省大量的安裝成本，還能推動基本過程，改善自動化技術(shù)。在電廠內(nèi)，可以通過無線測量技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控供熱、供油和煤計量等。

3.5 火電廠機組檢修運行維護方式將改變

為了節(jié)省成本，提高競爭力，發(fā)電廠在提高發(fā)電量的同時，還會減少所需的生產(chǎn)人員。將設(shè)備的維修維護外包給專業(yè)的公司，讓專業(yè)的維修隊取代本場的維修人員。因此電廠無需再保持大量設(shè)備維修人員，降低了成本。

4 結(jié)束語

總的來講，隨著社會的進步，無論在生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)上，對于自動化的要求越來越高。在大型發(fā)電機組中，結(jié)合自動化技術(shù)可以使發(fā)電廠的生產(chǎn)效率大大提高、安全性能得到更好的保證。雖然說熱控自動化在火電廠的運用中還有很大的不足，但是近年來隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展，熱控自動化系統(tǒng)也是逐步完善，慢慢呈現(xiàn)出高速化、智能化、透明化的發(fā)展趨勢?？萍嫉倪M步，為自動化的進一步發(fā)展提供了廣闊的空間。

[1]李彬.淺析電廠熱控自動化改造技術(shù)趨勢[J].中華工控，2010. [2]張國彬.電廠熱控自動化改造過程淺析[J].工控技術(shù)，2009.

[3]蔡江河.電廠熱工控制未來發(fā)展方向[J].自動化技術(shù)研究，2008.

TM621.6

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2016-1-10