熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用與創(chuàng)新

伍靜　謝再虎

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)發(fā)展過程中對(duì)電能的需求越來越大，這就對(duì)電力生產(chǎn)企業(yè)提出了較高的要求?；鹆Πl(fā)電作為我國主要的發(fā)電形式，近年來在各種新技術(shù)和新工藝快速發(fā)展過程中，熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中得以廣泛的應(yīng)用，這對(duì)火電廠機(jī)組運(yùn)行水平的提升及運(yùn)行安全性起到了非常重要的作用。文中分析了熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用，并進(jìn)一步對(duì)熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；熱工自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用；創(chuàng)新

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，我國火電發(fā)電企業(yè)自上世紀(jì)八十年代即開始應(yīng)用熱工自動(dòng)化技術(shù)，在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展的支持下，熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用越來越完善，各種新理論、新材料及新工藝的應(yīng)用，使當(dāng)前火力發(fā)電中傳感器和變送器技術(shù)不斷更新，控制系統(tǒng)和控制裝置也取得了較快的發(fā)展，熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電的熱工測量、自動(dòng)化控制系統(tǒng)及DCS中應(yīng)用越來越普遍，有效地提高了火力發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化和智能化水平，為火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性地提升奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用

1.1 熱工測量技術(shù)的應(yīng)用

火力發(fā)電廠運(yùn)行過程中，對(duì)于溫度、壓力、流量和液位等的測量工作都離不開熱工測量技術(shù)。通常情況下會(huì)采用熱工測量控制系統(tǒng)的溫度測量傳感器來對(duì)溫度進(jìn)行測量。在熱工測量控制系統(tǒng)中，在125MW以下的機(jī)組中所采用的溫度變送器多以DDZ-2型的溫度變送器為主，在DDZ-2型溫度變送器中往往配備的儀表多為小條形指示儀表和長圖型記錄儀表，但對(duì)于300MW以上的機(jī)組在溫度測量時(shí)，多是由熱電偶熱電阻信號(hào)直接進(jìn)入到了電子室。而以應(yīng)變原理的膜片及彈簧管組成的傳感器多用于壓力測量方面，同時(shí)在壓力測量中采用的變送器，采用的也是位移檢測原理或是電阻電容檢測原量，多以二次儀表數(shù)量較多。在對(duì)流量測量時(shí)，一般都是以標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件并依據(jù)差壓原理來進(jìn)行測量，對(duì)于大機(jī)組流量的測量，多以汽機(jī)調(diào)節(jié)組壓力通用公式進(jìn)行計(jì)算，采用的儀表也以數(shù)字智能化二次儀表為主。利用稱重式傳感器或是電容式傳感器來進(jìn)行液位測量，變送器也多以4～20MA為主。

1.2 自動(dòng)控制及其系統(tǒng)的應(yīng)用

利用三沖量系統(tǒng)和串級(jí)系統(tǒng)來有效地確保汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有效運(yùn)行，對(duì)于大機(jī)組來講，可以根據(jù)負(fù)荷的情況來對(duì)單沖量和三沖量進(jìn)行切換，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的重要目的。

燃燒控制系統(tǒng)在機(jī)組運(yùn)行中發(fā)揮了重要的作用，對(duì)鍋爐的高效燃燒具有調(diào)節(jié)功能。在鍋爐燃燒的過程中，爐膛內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓與送風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的正壓會(huì)產(chǎn)生一定的沖突，所以在設(shè)計(jì)燃燒控制系統(tǒng)時(shí)，需要事先做好調(diào)節(jié)。如果需要增加負(fù)荷，那么就要先加風(fēng)再加煤，如果降低負(fù)荷，則要先減煤再減風(fēng)。

主汽溫度的調(diào)節(jié)對(duì)于發(fā)電廠的正常運(yùn)行具有重要的意義，只有控制好主汽溫度，才能夠確保鍋爐系統(tǒng)的高效運(yùn)行。而在熱工自動(dòng)化技術(shù)控制主汽溫度調(diào)節(jié)時(shí)，一般都會(huì)以串級(jí)方式通過降低水溫的方法來達(dá)到目的，但是經(jīng)過一系列的調(diào)節(jié)措施，在每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲，而在多個(gè)環(huán)節(jié)的累積作用下，就會(huì)影響到主汽調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。所以為了確保主汽調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，可以采用史密特時(shí)間預(yù)估算法或者模糊控制，以此避免因?yàn)闀r(shí)間延遲導(dǎo)致主汽調(diào)節(jié)的誤差。為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)爐負(fù)荷的有效控制，通常會(huì)采用基本方式、鍋爐跟隨方式、汽機(jī)跟隨方式和協(xié)調(diào)方式來確?？煽匦?。當(dāng)自動(dòng)化控制無法進(jìn)行時(shí)，則汽機(jī)主控則采用手動(dòng)控制形式，即基本方式來對(duì)汽機(jī)主控進(jìn)行控制。

1.3 DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

DCS系統(tǒng)在火力發(fā)電機(jī)組的控制工作中應(yīng)用的時(shí)間較長，DCS控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和局域網(wǎng)為基礎(chǔ)而建立起來的控制系統(tǒng)，在發(fā)電機(jī)組與局域網(wǎng)之間建立一種連接，從而對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制。DCS系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)中含有較多的微處理器，而每個(gè)微處理器都有其自己的控制范圍，一旦控制范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，只會(huì)對(duì)微處理器控制范圍內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)生影響，而不會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的其他部分產(chǎn)生影響。在對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，本著經(jīng)濟(jì)型的原則，在控制室面積以及儀表盤的尺寸等都會(huì)得到合理的控制，這樣就大大地降低了電纜的使用量，有利于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本的降低，對(duì)火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益的提高具有極其重要的意義。

2 熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新

2.1 單元機(jī)組監(jiān)控智能化

單元機(jī)組智能化作為我國未來單元機(jī)組控制的主要發(fā)展方向，當(dāng)前我國單元機(jī)組智能化還處于起步階段，但隨著相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，在單元機(jī)組控制中信息智能化儀表和軟件的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，這必將會(huì)為單元機(jī)組監(jiān)控智能化的實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2 優(yōu)化過程控制軟件

在目前火力發(fā)電廠發(fā)展過程中，一些新技術(shù)開始在控制系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，這在一定程度上優(yōu)化了控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質(zhì)指標(biāo)，但這些新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于控制系統(tǒng)運(yùn)行效果的提升并沒有起到多大的效果，因此需要加快過程控制軟件的開發(fā)，特別是燃燒控制軟件、蒸汽溫度調(diào)節(jié)軟件以及其性能分析軟件等相關(guān)軟件，這不僅能夠更方便安裝和調(diào)試，而且對(duì)提高控制系統(tǒng)過程具有極其重要的作用，有利于火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)能力的提升。

2.3 集中布置單元機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)

單元機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)物理布置集中化將集控室的概念進(jìn)一步擴(kuò)大，使集控室的概念不僅僅停留在電子設(shè)備間，更擴(kuò)大到整個(gè)電廠的單元機(jī)組。不僅使單元機(jī)組的電子設(shè)備的物理布置集中化，也使現(xiàn)場一般的監(jiān)控信號(hào)通過遠(yuǎn)程I/O柜的配置方式也實(shí)現(xiàn)集中化，這樣不僅充分利用了廠房的物理空間，也減少了電纜的需求量，提高了機(jī)組的運(yùn)行管理水平，從而為電力企業(yè)帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 應(yīng)用無線測量技術(shù)

在測量系統(tǒng)中開始應(yīng)用無線測量技術(shù)，而且需要將無線測量技術(shù)與DCS技術(shù)有效結(jié)合，從而更全面的對(duì)測量系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效解決，掌握更為詳盡的關(guān)鍵工藝信息，有利于更好地推動(dòng)熱工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和完善。在應(yīng)用無線測量技術(shù)過程中，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用成本會(huì)得以大幅度降低，而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，為執(zhí)工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用提供了廣泛的空間。

3 結(jié)束語

火力發(fā)電廠在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用，而在生產(chǎn)的過程中，對(duì)于鍋爐的燃燒效率，機(jī)組的運(yùn)行調(diào)節(jié)等需要嚴(yán)格的控制系統(tǒng)，確保各項(xiàng)生產(chǎn)的高效運(yùn)行?，F(xiàn)階段，熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于發(fā)電廠中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化控制，有效地提高了生產(chǎn)效率。而隨著熱工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，各項(xiàng)新技術(shù)、新工藝會(huì)不斷地應(yīng)用于火力發(fā)電廠中，對(duì)于促進(jìn)發(fā)電廠的生產(chǎn)效率具有重要的意義。熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用，不僅有利于更好地提高火力發(fā)電廠的安全生產(chǎn)能力，而且對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)具有非常重要的推動(dòng)作用。

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