論火電廠熱工自動(dòng)化的現(xiàn)狀與進(jìn)展

馬雪超

[摘 要]本文主要介紹了火電廠的熱工自動(dòng)化情況，從當(dāng)前的現(xiàn)狀出發(fā)，進(jìn)而探討了這方面的相關(guān)進(jìn)展，并且在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，火電廠的熱工自動(dòng)化情況還會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，未來(lái)具有十分理想的發(fā)展空間，希望通過(guò)本文的論述能夠?yàn)榛痣姀S在今后的發(fā)展提供一些幫助。

[關(guān)鍵詞]火電廠；熱工自動(dòng)化；現(xiàn)狀；進(jìn)展

中圖分類號(hào)：G702 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0316-01

為了保證汽輪機(jī)以及鍋爐的使用安全，火電廠的發(fā)電機(jī)組在近幾年間集中精力研究熱工自動(dòng)化，并且取得了巨大的進(jìn)展，不僅能夠有效的保障設(shè)備在使用時(shí)的安全，同時(shí)還能有效的提升其使用效率，這是火電廠在發(fā)展過(guò)程中的巨大成果，并且機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益也有了明顯的改善，隨著熱工自動(dòng)化的發(fā)展越來(lái)越好，能夠大量的縮減人員的數(shù)量，符合現(xiàn)代化的發(fā)展方向。因此，無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)性還是從社會(huì)性都具有十分重要的意義。

1、火電廠熱工自動(dòng)化的現(xiàn)狀

火電廠是我國(guó)火力發(fā)電的重要場(chǎng)所，通過(guò)天然氣以及石油等作為主要的原料進(jìn)行發(fā)電，保證人們能夠正常有序的生活，為各項(xiàng)生產(chǎn)提供有力的保證。在我國(guó)當(dāng)前的火電廠之中，主要的火電機(jī)組均在300MW以上，其數(shù)量占據(jù)一大部分，并且采用分布式控制系統(tǒng)（DCS）對(duì)火電廠進(jìn)行自動(dòng)化的控制，不僅能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的要求，同時(shí)還能夠保證使用上的安全性，因此，這一控制系統(tǒng)在火電廠的應(yīng)用具有重要的價(jià)值。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，控制系統(tǒng)還需要配備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件作為支援，不僅能夠使操作上變得更加便捷，還可以實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，當(dāng)前的社會(huì)是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的社會(huì)，因此在實(shí)際的工作中也應(yīng)該應(yīng)用先進(jìn)的高科技創(chuàng)造更大的價(jià)值?；痣姀S通過(guò)信息化的管理方式，確實(shí)創(chuàng)造了較大的價(jià)值，并且這一控制系統(tǒng)還具有存儲(chǔ)歷史信息的作用，這是與傳統(tǒng)控制管理相比巨大的進(jìn)步。目前在眾多的火電機(jī)組中，仍然存在使用老式控制系統(tǒng)進(jìn)行管理的情況，一方面這些控制裝置經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，頻繁的檢修就會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，不利于火電廠的發(fā)展，另一方面，這些裝置在使用的過(guò)程中需要消耗大量的煤炭，而生產(chǎn)效率卻不盡人意，性價(jià)比較差。鑒于當(dāng)前出現(xiàn)的這些情況，使用先進(jìn)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的發(fā)展是當(dāng)前火電機(jī)組應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，并且在性能上不斷提升其使用效率，促進(jìn)火電廠資源能夠得到最佳的優(yōu)化。

2、熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)也就是分布式的控制系統(tǒng)，這一控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要是起到了監(jiān)控的作用，對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制，具有顯著的效果，同時(shí)，通過(guò)現(xiàn)代化信息技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)之間的有效連接，采用公共網(wǎng)絡(luò)的方式可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的傳輸，在今后的發(fā)展中，這一控制系統(tǒng)的性能還會(huì)得到進(jìn)一步的優(yōu)化，并最終發(fā)展成為火電機(jī)組的主要控制方式。在空壓機(jī)房以及燃油泵房等，都經(jīng)常應(yīng)用到這一控制系統(tǒng)。公共網(wǎng)絡(luò)的傳輸也具有功不可沒(méi)的作用，在使用的過(guò)程中，沒(méi)有公共系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的傳輸，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面的管理，DCS系統(tǒng)最大的特色就是在使用的過(guò)程中可以分別操作單元機(jī)組，或者分別設(shè)置操作員站來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)公用系統(tǒng)的全方位監(jiān)控。

2.2 輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

采用輔助性的系統(tǒng)在火電機(jī)組也是十分重要的設(shè)備，為DCS系統(tǒng)“保駕護(hù)航”。在這一系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，主要采用了幾種設(shè)備相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行有效的控制，分別是可編程控制器、交換機(jī)以及人機(jī)接口，通過(guò)不斷的調(diào)試，并且進(jìn)行合理的安裝，最終投入使用，這一過(guò)程雖然較為復(fù)雜，但是卻能夠取得較好的使用效果，幫助主要的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行，全自動(dòng)化的監(jiān)控就是在這一過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。并且在終端設(shè)置的過(guò)程中，分別設(shè)置了不同的三個(gè)接入點(diǎn)，即水、煤、灰，通過(guò)這三點(diǎn)的設(shè)置，滿足發(fā)電的需求，具有重要的使用價(jià)值。

2.3 煙氣脫硫系統(tǒng)

煙氣脫硫系統(tǒng)的控制點(diǎn)，主要根據(jù)工程的具體情況和業(yè)主的管理模式的喜好來(lái)決定，可以和除灰系統(tǒng)合并設(shè)置在電除塵控制室或除灰控制室，或與輸煤系統(tǒng)合并設(shè)置控制室。煙氣脫硫控制系統(tǒng)主要采用的是PLC和FGD2DCS來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)FGD2DCS/PLC的LCD及其鍵盤，并運(yùn)用地監(jiān)視和控制實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)設(shè)備的啟、停和正常運(yùn)行時(shí)的監(jiān)控。煙氣脫硫系統(tǒng)的監(jiān)視、報(bào)警等都是通過(guò)機(jī)組和硬接線盒機(jī)組DCS進(jìn)行有效的連接，從而保證了機(jī)組能夠正常的運(yùn)行。

3、火電廠熱工自動(dòng)化新進(jìn)展

3.1 電氣控制正納入DCS

近兩年，隨著火電廠逐漸采用分散的控制系統(tǒng)DCS以后，使得汽輪機(jī)和鍋爐的控制水平也得到了有效的提高，但是作為單元機(jī)組內(nèi)一個(gè)重要的組成部分，發(fā)電機(jī)變電器組合廠用電系統(tǒng)的控制，仍然還是使用過(guò)去傳統(tǒng)的控制方式，在控制盤臺(tái)上裝設(shè)很多的模擬儀表光字牌和開(kāi)關(guān)按鈕，這樣就造成了一個(gè)控制室內(nèi)和汽輪機(jī)和鍋爐的DCS控制形成一種不協(xié)調(diào)，這會(huì)嚴(yán)重影響到火電廠自動(dòng)化的水平的質(zhì)量。電器控制被納入到DCS的范圍中，主要是為主廠房?jī)?nèi)的廠用電系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。

3.2 新的控制和保護(hù)策略

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代的控制方法，可以在一定程度上盡快減少依靠和建立被控對(duì)象的模型，可以由控制系統(tǒng)來(lái)有效的調(diào)節(jié)參數(shù)，例如黑箱控制器、自整定控制器和自適應(yīng)控制器等，這些控制器對(duì)于一些在常規(guī)情況下較難控制的系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，而且普遍都取得較好的控制效果。例如電站的主汽控制系統(tǒng)中應(yīng)用的狀態(tài)變量觀測(cè)器和模糊控制器等，利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，可以準(zhǔn)確檢測(cè)出系統(tǒng)在存在的故障，并及時(shí)的進(jìn)行處理，避免設(shè)備出現(xiàn)隱患，主要采取的是系統(tǒng)冗余和容錯(cuò)控制技術(shù)等，這些技術(shù)可以主動(dòng)自動(dòng)限制故障的范圍，并起到主動(dòng)性保護(hù)的措施，使整個(gè)系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行和工作，現(xiàn)代控制和保護(hù)策略是在借助計(jì)算機(jī)支持的基礎(chǔ)上，將電站的控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用開(kāi)來(lái)，許多的人工智能、專家系統(tǒng)和免維護(hù)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)能夠?yàn)榛痣姍C(jī)組的控制和保護(hù)水平提供較為有力的技術(shù)支持。

3.3 智能控制應(yīng)用增多

模糊控制的應(yīng)用語(yǔ)言變量，主要是把人們的操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)成若干個(gè)條件語(yǔ)句，并且建立相應(yīng)的模糊關(guān)系，以此來(lái)進(jìn)行模糊邏輯的推理，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜對(duì)象的控制。模糊控制室把人們的操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)成許多的語(yǔ)言變量，從而建立模糊的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)模糊邏輯推理，對(duì)復(fù)雜對(duì)象進(jìn)行有效的控制。除此之外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)具備較強(qiáng)的非線性函數(shù)逼近和非線性映射能力，它能夠及時(shí)的使信息處理具備自學(xué)習(xí)、自組織的特點(diǎn)，為處理鍋爐控制中的非線性建模和非線性控制提供了強(qiáng)有力的工具。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)是目前發(fā)展最快，最具備生命力的技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備會(huì)繼續(xù)向數(shù)字化、微型化合智能化的方向發(fā)展，并且由控制室逐漸向自動(dòng)化和智能化的艙式靠近，從而為集中式控制系統(tǒng)（FCS）取代DCS做好基本準(zhǔn)備。根據(jù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的熱工儀表測(cè)量新理論和智能控制的理論的大量涌現(xiàn)，使得火電廠熱工自動(dòng)化在實(shí)用化方面取得了良好的進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)

[1]孫長(zhǎng)生，馮國(guó)鋒.電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].自動(dòng)化博覽，2008（4）.

[2]于金芳，劉濤.電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2008（8）.

[3]段冰.發(fā)電廠熱工自動(dòng)化輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].華北電力技術(shù)，2009（3）.