火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

張春霖（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)西北電力建設(shè)甘肅工程有限公司，甘肅蘭州 730070）

火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

張春霖
（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)西北電力建設(shè)甘肅工程有限公司，甘肅蘭州 730070）

本文從概述火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)出發(fā)，探討了火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用的幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)，包括火電廠熱工儀表自動(dòng)化設(shè)備的安裝、調(diào)試運(yùn)行、對(duì)故障參數(shù)開展分析、現(xiàn)場(chǎng)故障的處理等，具體分析了火電廠熱工儀表的自動(dòng)化趨勢(shì)，即先進(jìn)化、智能化、綜合自動(dòng)化、電氣熱工的控制一體化以及工作性能的提升化。以期為相關(guān)的理論研究和具體的實(shí)踐工作提供一定的借鑒。

火電廠 熱工儀表 自動(dòng)化技術(shù) 應(yīng)用

火電廠熱工儀表自動(dòng)化是火力發(fā)電廠中不可或缺的一部分內(nèi)容，其中管路儀表、地表計(jì)等都是支撐這項(xiàng)技術(shù)中的重要設(shè)備，而電纜則是將這些設(shè)備緊密連接到一個(gè)系統(tǒng)中的媒介。這樣組成的回路能夠?qū)崿F(xiàn)火電廠設(shè)備性能和安全性的大大提升，實(shí)現(xiàn)火電廠生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量的提升。在這個(gè)背景下，研究火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用的諸多問題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　概述火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)

火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)是進(jìn)行智能型火電廠建設(shè)的基礎(chǔ)，也是完成火電廠建設(shè)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)之一?；痣姀S熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的順利運(yùn)用能夠強(qiáng)力推進(jìn)電力事業(yè)的整個(gè)發(fā)展進(jìn)程，為火電廠的電力生產(chǎn)運(yùn)行提供了基礎(chǔ)性的保障，保證其眾多功能的發(fā)揮和運(yùn)用?；痣姀S熱工儀表主要依靠相關(guān)的電纜進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，保證在連接完整和安裝條件具備的狀態(tài)下進(jìn)行火電機(jī)組的控制?；痣姀S熱工儀表自動(dòng)化能夠促進(jìn)火電廠生產(chǎn)和管理水平的提升，實(shí)現(xiàn)更為安全的管控效果，大大提升火電廠的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益，顯著增加火電廠的總體調(diào)節(jié)和管控能力，將火電廠的管控優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)火電廠管控工作的精細(xì)化和科學(xué)化?；痣姀S熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今火電廠建設(shè)與相關(guān)管理工作核心內(nèi)容，成為大勢(shì)所趨。為了火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)功能的順利發(fā)揮以及火電廠機(jī)組運(yùn)行水平的提升，最終有效提升火電廠的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和安全保障程度，相關(guān)人員應(yīng)該尤其注重火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的深層探討和運(yùn)用。

火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)是為火力發(fā)電行業(yè)提供重要?jiǎng)恿Φ募夹g(shù)之一。我國(guó)火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)正處于全面改革中，如今這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景仍然十分光明，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外衡量火電廠自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。在火電廠熱工儀表自動(dòng)化裝置中，從儀表的組裝到數(shù)字儀表的轉(zhuǎn)變，應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備儀表效率和質(zhì)量、性能等眾多方面的整體提升。在某些火電廠中，已經(jīng)專門設(shè)置了小型的計(jì)算機(jī)，以監(jiān)督火電廠內(nèi)部機(jī)組運(yùn)行狀況，整體上提升火電廠生產(chǎn)的監(jiān)控水平。而火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用需要分布十分分散的熱工測(cè)量點(diǎn)，這是由自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜以及管理監(jiān)控范圍較為廣泛決定的。因此，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用需要利用十分復(fù)雜的安裝施工技術(shù)，需要較長(zhǎng)的建設(shè)周期，需要尤其關(guān)注安裝施工技術(shù)的準(zhǔn)確性以及完備性。

2　火電廠熱工儀表自動(dòng)化設(shè)備的安裝

2.1相關(guān)設(shè)備和表盤的安裝

在進(jìn)行火電廠熱工儀表自動(dòng)化儀表等相關(guān)設(shè)備的安裝過程中，設(shè)備安裝人員應(yīng)該首先對(duì)設(shè)備的整體功能進(jìn)行全方位的清晰把握，清點(diǎn)操作現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)的施工設(shè)備的數(shù)量，進(jìn)行相關(guān)設(shè)備儀表的校驗(yàn)，保證施工現(xiàn)場(chǎng)中所有的設(shè)備都完整、無(wú)損壞。其次，要進(jìn)行信號(hào)儀表的定值測(cè)試工作，保證信號(hào)儀表滿足整體系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)要求。在這個(gè)過程中，安裝控制室內(nèi)部的表盤臺(tái)柜需要引起尤其的重視。最后，在進(jìn)行設(shè)備的安裝時(shí)，要尤其重視安裝工藝的科學(xué)性和合理性，進(jìn)行安裝設(shè)備的及時(shí)更新和升級(jí)。

2.2管路的鋪設(shè)和相關(guān)配線的安裝

在火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用過程中，在線路的鋪設(shè)和相關(guān)配線的安裝環(huán)節(jié)中包含的內(nèi)容較多，比如信號(hào)管理、電源管理、測(cè)量管理等，所以施工人員要尤其注重緊密結(jié)合具體的施工環(huán)境，盡量避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。安裝人員要對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方位的檢查，進(jìn)行設(shè)備可維護(hù)性的檢測(cè)，盡量選擇合理科學(xué)的安裝設(shè)備，盡量避開磁場(chǎng)和干擾源所在地區(qū)，減少不良環(huán)境對(duì)于儀表的影響。在進(jìn)行儀表的接線時(shí)，要尤其重視接線工作的完整性和安全性。

2.3吹掃管路以及調(diào)試儀表在安裝火電廠熱工儀表設(shè)備時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)傳輸不失真，要在安裝的過程中進(jìn)行細(xì)致的吹掃和試壓，以保證設(shè)備的正常、連續(xù)和穩(wěn)定運(yùn)行。在開展安裝實(shí)踐時(shí)，除了需要進(jìn)行細(xì)致和吹掃和試壓，還要根據(jù)對(duì)管道的具體要求，把握好高溫和高壓的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行獨(dú)立試壓。除此之外，在進(jìn)行儀表的總體調(diào)試完畢之后，還要緊密結(jié)合施工工藝，進(jìn)行單體的調(diào)試，在這個(gè)過程中，二次聯(lián)校檢測(cè)設(shè)備可以幫助提升運(yùn)行數(shù)據(jù)的完整性，盡量保證二次聯(lián)校工作在控制室內(nèi)完成。

3　火電廠熱工儀表自動(dòng)化設(shè)備的調(diào)試運(yùn)行

在火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用過程中，對(duì)于電廠儀表進(jìn)行調(diào)試測(cè)驗(yàn)是其中較為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)主要包括安裝工藝以及二次聯(lián)校。對(duì)于大型裝置來(lái)說，在進(jìn)行相關(guān)的調(diào)試運(yùn)行時(shí)，還需要進(jìn)行設(shè)備連鎖系統(tǒng)的檢查。為了為系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性作出保障，調(diào)試運(yùn)行的整個(gè)過程都需要確保在系統(tǒng)設(shè)備完全啟動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行，而且要保障在系統(tǒng)運(yùn)行之后七十二小時(shí)后，進(jìn)行相關(guān)的調(diào)試運(yùn)行工作。首先，進(jìn)行單體單系統(tǒng)的運(yùn)行測(cè)試，針對(duì)傳動(dòng)設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行情況，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)值的檢測(cè)。相關(guān)的數(shù)據(jù)值包括出口壓力值、入口壓力值和軸承溫度等。在數(shù)據(jù)值的檢測(cè)之后，要保證全部的自動(dòng)系統(tǒng)處于投入運(yùn)行狀態(tài)，包括控制室的儀表、溫度儀表、液位儀表以及DDCS儀表、傳感器數(shù)值儀表等，繼而進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試運(yùn)行。

4　火電廠熱工儀表自動(dòng)化設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)故障的處理探討

4.1進(jìn)行火電廠熱工儀表自動(dòng)設(shè)備故障的前后分析

當(dāng)火電廠熱工自動(dòng)化儀表出現(xiàn)故障的時(shí)候，故障檢修人員要根據(jù)發(fā)生故障前后的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行細(xì)致的對(duì)比和分析。在進(jìn)行設(shè)備的開啟使用時(shí)，要詳細(xì)分析儀表的性能，進(jìn)行合理方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施，并且在進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)，要準(zhǔn)確記錄與系統(tǒng)正常運(yùn)行相關(guān)的眾多參數(shù)。一旦相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)各種各樣的故障，檢修人員就要詳細(xì)分析機(jī)組負(fù)荷和原料產(chǎn)生的巨大變化，進(jìn)行故障產(chǎn)生前后的數(shù)據(jù)對(duì)比，爭(zhēng)取找到故障發(fā)生的根本原因。最后，還要進(jìn)行熱工儀表的及時(shí)更新和升級(jí)。

4.2對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化儀表的故障進(jìn)行參數(shù)分析

在進(jìn)行火電廠的生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)都處于不斷的變化的狀態(tài)下。比如，如果記錄的曲線發(fā)生驟然變化，那么就很有可能已經(jīng)出現(xiàn)了一定的儀器故障。所以，在進(jìn)行故障的分析時(shí)，要詳細(xì)分析其中發(fā)生的參數(shù)變化，以此為依據(jù)進(jìn)行技術(shù)分析，判斷故障發(fā)生的根源以及故障類型，爭(zhēng)取及時(shí)找到補(bǔ)救措施。而在故障發(fā)生之前，火電廠熱工儀表的反映曲線是有序且波動(dòng)的。而如果發(fā)生了故障，那么所反映出來(lái)的曲線就是無(wú)序的。除此之外，如果僅僅通過手動(dòng)操作，不能進(jìn)行火電廠熱工儀表設(shè)備的有效控制，那么這些故障就不會(huì)是因?yàn)橄到y(tǒng) 工藝不當(dāng)造成的。在一般情況下，在火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用過程中，如果是儀表自身存在問題，那么死線是其中最常見的問題。

而在某些情況下，DCS儀器的工作不正常也是促成故障產(chǎn)生的原因。如果出現(xiàn)這種情況，儀器設(shè)備的相關(guān)檢修人員要密切關(guān)注儀表顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)。如果數(shù)值出現(xiàn)差距較大的現(xiàn)象，那么就要及時(shí)進(jìn)行相關(guān)儀表系統(tǒng)的故障檢修。在進(jìn)行溫度控制儀表系統(tǒng)的故障分析時(shí)，檢修人員要注重?cái)?shù)字智能儀表的測(cè)量作用，將這類儀表設(shè)備的數(shù)據(jù)滯后性考慮在內(nèi)。如果遇到溫度儀表系統(tǒng)指示值出現(xiàn)極大或者極小的現(xiàn)象，那么一般來(lái)說是儀表發(fā)生了故障，而這些故障通常是由熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線斷開、變送器放大器、熱電阻等設(shè)備部件失靈造成的。如果在經(jīng)檢修人員檢查之后，發(fā)現(xiàn)溫度控制的儀表中出現(xiàn)快速震蕩的情況，那么就很有可能是某些干擾因素存在，檢修人員要進(jìn)行控制參數(shù)PID的調(diào)整。而如果是系統(tǒng)指示中發(fā)生很大幅度的較為緩慢的波動(dòng)，那么就很有可能是工藝操作發(fā)生的變化引起的。在進(jìn)行溫度控制儀表的控制時(shí)，要對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行輸入信號(hào)變化的檢查，然后進(jìn)行調(diào)節(jié)閥定位器以及調(diào)節(jié)器的檢查，實(shí)現(xiàn)逐一排查。

在對(duì)溫度控制系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析處理時(shí)，要遵循以下的步驟。首先，要檢驗(yàn)調(diào)節(jié)閥信號(hào)的輸入是否發(fā)生非常劇烈的變化。如果輸入信號(hào)沒有發(fā)生劇烈的變化，而調(diào)節(jié)閥也沒有發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作，那么就可以基本判定是調(diào)節(jié)閥的膜片發(fā)生損壞。其次，要檢驗(yàn)定位器輸入的信號(hào)是否發(fā)生異常，如果定位器的輸入信號(hào)沒有發(fā)生異常變動(dòng)，而輸出信號(hào)發(fā)生了劇烈的變化，那么調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障的可能性較高。

總體來(lái)說，在火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用過程中，產(chǎn)生故障是十分正常的現(xiàn)象，是很難避免的問題。一旦檢修人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障，要對(duì)被測(cè)控對(duì)象和控制閥曲線發(fā)生的變化進(jìn)行檢測(cè)和前后對(duì)比，檢測(cè)熱工儀表系統(tǒng)存在的問題。所以，檢修人員要全面考慮儀表系統(tǒng)和工藝操作等方方面面的內(nèi)容，爭(zhēng)取找到故障原因和類型，找出補(bǔ)救方案。

5　火電廠熱工儀表和相關(guān)設(shè)備故障的處理

在火電廠開展生產(chǎn)工作時(shí)，檢修人員一旦發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生，就需要及時(shí)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的調(diào)出和對(duì)比，合理、科學(xué)開展維護(hù)工作。而在具體的火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施實(shí)踐中，要進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的曲線圖的建立，要注重以下兩個(gè)問題。首先，火電廠中的熱工儀表的測(cè)量大多利用數(shù)字智能儀表。其次，要注重火電廠熱工儀表測(cè)試的滯后性。在發(fā)現(xiàn)故障之后，檢修人員要及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性對(duì)策的制定，以自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，迅速排除處理熱工儀表的設(shè)備故障。

6　火電廠熱工儀表的自動(dòng)化趨勢(shì)

火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)是一種電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，將高智能器械儀表、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)以及熱能工程理論有機(jī)結(jié)合，對(duì)火電廠熱能的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行更為準(zhǔn)確、穩(wěn)定的監(jiān)控，有效規(guī)避火電廠事故風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升?；痣姀S熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)在火電廠中進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，主要的應(yīng)用方向是控制鍋爐蒸汽設(shè)備，將火電廠的機(jī)組置于正常、穩(wěn)定的工作狀態(tài)中。

6.1技術(shù)的先進(jìn)化

在火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)中，包含了眾多先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，比如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、熱能工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，為火電廠熱工儀表自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供有力的技術(shù)保障。

6.2設(shè)備的智能化

隨著信息技術(shù)和高新技術(shù)的廣泛運(yùn)用，火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的智能化程度也越來(lái)越高。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的智能化監(jiān)控技術(shù)的促進(jìn)下，現(xiàn)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控火電廠的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)智能化管理。

6.3綜合自動(dòng)化

在火電廠的生產(chǎn)實(shí)踐中，技術(shù)密集、資產(chǎn)密集以及數(shù)據(jù)密集等都是其顯著特點(diǎn)。而且為了迎合火電廠即產(chǎn)即銷的生產(chǎn)銷售特點(diǎn)，火電廠的生產(chǎn)管理人員需要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行全面的把控。這就需要火電廠熱工儀表綜合自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用。在這種技術(shù)環(huán)境下，企業(yè)的業(yè)務(wù)管理和運(yùn)轉(zhuǎn)流程等必要信息具備之后，火電廠的廠級(jí)監(jiān)控等信息數(shù)據(jù)的管理就能夠順暢的運(yùn)行，還能夠開展實(shí)時(shí)的過程控制。在這種背景下，資源優(yōu)化的綜合管理就能實(shí)現(xiàn)，火電廠的整體經(jīng)濟(jì)效益就能夠得到顯著提升。

6.4電氣熱工的控制一體化

從我國(guó)的火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是這項(xiàng)技術(shù)的重要支撐系統(tǒng)。然而，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，模擬信號(hào)是被廣泛采用的一種方式，而這種方式卻不能全面診斷、管理和維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的熱工儀表，所以自動(dòng)化控制技術(shù)的進(jìn)一步運(yùn)用受到了非常大的限制。而如果能夠通過現(xiàn)場(chǎng)總線，進(jìn)行傳感器和執(zhí)行器的接入，就能夠大大節(jié)省線纜，豐富信息，簡(jiǎn)化安裝調(diào)試工作。

6.5工作性能更高

從火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐來(lái)看，仍受到相關(guān)技術(shù)層面的限制。比如，人機(jī)交互界面的工作效率不高，對(duì)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的效率起到制約的作用。然而，從目前來(lái)看，一些新概念、新技術(shù)下的技術(shù)應(yīng)用層出不窮，比如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、先進(jìn)的控制軟件、流程監(jiān)控軟件等，在火電廠中進(jìn)行嘗試運(yùn)用，逐漸打破技術(shù)限制。這些技術(shù)都為火電廠熱工儀表的性能的提升奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

7　結(jié)語(yǔ)

火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用是當(dāng)下火電廠熱工儀表的發(fā)展方向。在自動(dòng)化火電廠中，熱工儀表能夠?yàn)榛痣姀S機(jī)組性能的提升以及運(yùn)行效率的增加提供強(qiáng)勁的保障，現(xiàn)在已經(jīng)成為火電廠經(jīng)濟(jì)效益提升的基礎(chǔ)。在進(jìn)行自動(dòng)化火電廠熱工儀表系統(tǒng)的建立工作中，需要進(jìn)行及時(shí)的技術(shù)更新和升級(jí)，做好相應(yīng)的管理工作，爭(zhēng)取能夠通過合理科學(xué)的方案以及精妙的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)火電廠熱工儀表自動(dòng)化控制目標(biāo)的達(dá)成。除此之外，還要爭(zhēng)取在實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化的基礎(chǔ)上提升火電廠生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性和安全性?？偟膩?lái)說，火電廠熱工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)擁有著十分廣闊的發(fā)展前景，但是需要在科學(xué)和合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)下才能保證自動(dòng)化控制系統(tǒng)的順利運(yùn)行，這就需要相關(guān)的技術(shù)人員投入更多的精力，實(shí)現(xiàn)火電廠熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)的提升。

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