熱工自動(dòng)控制在火電廠中的可靠性分析

康瑞庭，孫婧

（1.華電電力科學(xué)研究院東北分院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020；2.內(nèi)蒙古超高壓供電局，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080）

熱工自動(dòng)控制在火電廠中的可靠性分析

康瑞庭1，孫婧2

（1.華電電力科學(xué)研究院東北分院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020；2.內(nèi)蒙古超高壓供電局，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080）

眾所周知，電能是我國主要的能源之一，各種機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和家用電器的使用都離不開電能，火電廠作為電力生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)闹饕獔鏊軌蛱峁┏渥愕碾娔?，保證人們生產(chǎn)和生活的連續(xù)性和穩(wěn)定性。而熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)是火電廠的重要組成部分，具有自動(dòng)檢測、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能，對于火電廠的自動(dòng)化管理發(fā)揮了不容忽視的作用?；诖?，本文主要對熱工自動(dòng)控制在火電廠中的可靠性進(jìn)行簡要的分析。

火電廠；熱工自動(dòng)控制；可靠性分析

熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)是火電廠的重要組成部分，具有自動(dòng)檢測、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能，對于火電廠的自動(dòng)化管理發(fā)揮了不容忽視的作用。因此，加強(qiáng)熱工自動(dòng)控制在火電廠中的可靠研究是必然發(fā)展趨勢。

1 熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)簡介

熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)作為火電機(jī)組當(dāng)中用于調(diào)節(jié)以及控制的關(guān)鍵裝置，可以按照外部的環(huán)境改變以及機(jī)組自身的運(yùn)行狀況的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)，從而保證其一直保持在優(yōu)良的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中，其中主要包含溫度、流量以及料位與壓力等方面。除此之外，能夠完成自動(dòng)檢測以及遠(yuǎn)程監(jiān)控的操作。如果火電機(jī)組出現(xiàn)問題，能夠及時(shí)給予有效的提醒并給予有效的處理，進(jìn)一步包含設(shè)備的運(yùn)用狀況，避免造成事故的擴(kuò)大化，最大限度的降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損耗。熱工自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以降低能源消耗，同時(shí)還能夠提升火電機(jī)組的生產(chǎn)效率，進(jìn)一步保證其可靠的運(yùn)行。

2 提高熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)可靠性的意義

在火電廠發(fā)電機(jī)組當(dāng)中，熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)占據(jù)著至關(guān)重要的地位，同時(shí)也發(fā)揮著舉足輕重的作用，其不但可以保證機(jī)組的主輔設(shè)備進(jìn)一步穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)如果主輔設(shè)備在運(yùn)行的過程中參數(shù)出現(xiàn)狀況，比如超出可控的范疇時(shí)，熱工保護(hù)系統(tǒng)能夠與其他設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，利用一定的對策來有效的解決，并對其進(jìn)行有效的保護(hù)，最大限度的防止設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重的損害，從而防治更為嚴(yán)重的后果的出現(xiàn)。所以，為了進(jìn)一步提升火電機(jī)組主輔設(shè)備的有效的運(yùn)用就必需進(jìn)一步提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性能?，F(xiàn)階段，隨著我國社會科技的快速的發(fā)展，火電廠火電機(jī)組取得了一定的發(fā)展，其中最為突出的就是其參數(shù)得到了進(jìn)一步的提升以及容量也不斷的增大，從而進(jìn)一步提高了熱工自動(dòng)化的整體水平。除此之外，DCS(分散控制系統(tǒng))也取得了普遍的運(yùn)用，由于其自身具有諸多的優(yōu)勢，例如功能強(qiáng)大同時(shí)具有一定的優(yōu)越性，能夠進(jìn)一步保證機(jī)組的穩(wěn)定性，從而保證火電廠機(jī)組的正常運(yùn)行。但是受到機(jī)組容量的制約，從而造成熱工測量的參數(shù)隨著增加，提升了設(shè)備以及機(jī)組出現(xiàn)誤動(dòng)以及拒動(dòng)的狀況的發(fā)生頻率。因此，如果想進(jìn)一步降低此狀況的出現(xiàn)概率就必須進(jìn)一步提升其可靠性。

3 火電廠控制系統(tǒng)的組成

3.1 分散控制系統(tǒng)

火電廠的每個(gè)組件中都有一個(gè)分散控制系統(tǒng)，可見這一系統(tǒng)的重要性。分散控制系統(tǒng)主要控制的安裝能夠便于火電廠管理員對電廠機(jī)組的控制，保障系統(tǒng)能夠自動(dòng)處理運(yùn)行故障，減少設(shè)備故障給電廠帶來的損失。

3.2 輔助控制系統(tǒng)

這一系統(tǒng)是為了避免控制主系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)電廠全面癱瘓而設(shè)置的。這一系統(tǒng)能夠在無人管理的狀態(tài)下自動(dòng)的運(yùn)行，保障機(jī)組正常工作。這一系統(tǒng)一般通過可控制的編程器對熱工的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制的設(shè)置，再通過數(shù)據(jù)交換機(jī)以及其他的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這樣對系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行無人的控制，保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。

3.3 監(jiān)控系統(tǒng)

火電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)包括視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)和實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是對火電廠的無人值班區(qū)以及一些比較危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，使這些區(qū)域的運(yùn)行也在管理人員的控制范圍之內(nèi)，通過這種直觀的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)火電廠整體運(yùn)行的有效管理。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是對火電廠的生產(chǎn)設(shè)備和整體運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。這種火電廠運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)的監(jiān)控能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電廠運(yùn)行中的問題，并且發(fā)出預(yù)警通知，管理人員或自動(dòng)處理系統(tǒng)就能夠及時(shí)的處理問題，減少故障對電廠的危害，使電廠安全可靠地運(yùn)行。

4 提高火電廠熱工自動(dòng)控制可靠性的策略

4.1 合理利用APS技術(shù)

APS技術(shù)在火電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)中具有重要作用，其屬于控制機(jī)組工作順序的系統(tǒng)，可以依據(jù)CPU負(fù)載情況，自動(dòng)調(diào)整CPU的供電數(shù)據(jù)。APS技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)火電廠自動(dòng)化控制至關(guān)重要，其可以實(shí)現(xiàn)無人或者是僅有少量人數(shù)條件下，實(shí)現(xiàn)整臺機(jī)組的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。此種模式的優(yōu)點(diǎn)在于：優(yōu)化火電廠機(jī)組控制的順序，顯著增強(qiáng)機(jī)組的運(yùn)行效率，同時(shí)還可以降低工作人員的工作強(qiáng)度，節(jié)約成本；此外APS技術(shù)還可以充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，降低在系統(tǒng)運(yùn)行過程中人工造成的干擾，可以有效提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，從而顯著增強(qiáng)火電廠熱工自動(dòng)控制可靠性和安全性。

4.2 單元機(jī)組集中配置

通常情況下，在火電廠中，一個(gè)控制系統(tǒng)包括一個(gè)單元機(jī)組或者是兩個(gè)機(jī)組共同使用，這種方法往往造成監(jiān)控設(shè)備支出提高，增強(qiáng)成本，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的分散狀態(tài)，使其無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。近年來，我國技術(shù)不斷增強(qiáng)與完善，火電廠可以通過設(shè)置電子室模式，對多個(gè)單元機(jī)組進(jìn)行控制；另一方面，用電需求不斷增多，裝機(jī)容量持續(xù)增加，基于全火電廠單元機(jī)組相結(jié)合的大型控制室也逐漸提高。這種發(fā)展模式促使單元機(jī)組開始朝著集中配置角度發(fā)展，但在實(shí)際操作過程中，不同火電廠的生產(chǎn)程序可以存在差別，因而這不利于形成完全統(tǒng)一的大型控制室。因此，在具體使用過程中，應(yīng)與實(shí)際相結(jié)合，盡可能采用集中配置模式，如此可以有效降低設(shè)備成本，可以增強(qiáng)工作效率。

4.3 提高DSC(分散控制系統(tǒng))的抗干擾能力

在熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，保證其整體可靠性能的主要因素就是DSC(分散控制系統(tǒng))的抗干擾能力。為了高效的提升系統(tǒng)的抗干擾性能就必須從系統(tǒng)的接地、電纜的抗干擾、信號的防干擾等三個(gè)方面著手。為了有效的保證接地系統(tǒng)的正常運(yùn)行就必需挑選相符合的接地點(diǎn)，通過采取接地方式一點(diǎn)接地，在此過程中，必需保證接地點(diǎn)與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)直接保持在10m以上的距離。其中信號電纜必需采用鎧裝屏蔽電纜，其主要目的就是進(jìn)一步減少動(dòng)力線所產(chǎn)生的電磁干擾。在對信號電纜進(jìn)行敷設(shè)的過程中，必需更具傳輸信號種類分層進(jìn)行，在此過程中嚴(yán)格杜絕出現(xiàn)在一根電纜上使用不同的導(dǎo)向進(jìn)行動(dòng)力電源以及信號的傳送，為了有效的降低電磁的干擾，必需將信號線與動(dòng)力電纜與平行敷設(shè)保持一定的距離。現(xiàn)階段，熱工保護(hù)系統(tǒng)對與熱控元件的可靠性能要求越來越高，因此，就必需進(jìn)一步提升熱控元件的技術(shù)水平，不斷的提升其整體質(zhì)量。

4.4 電廠熱工自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)綜合優(yōu)化

（1）逐步實(shí)現(xiàn)管理與控制合為一體。管控一體化從電廠自身的發(fā)展和運(yùn)營情況出發(fā)，把管理和控制監(jiān)督緊密集合。它綜合了電廠多方面體系及人、財(cái)、物有機(jī)的組合。提高整個(gè)組織的自動(dòng)化能力，為組織實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最大化服務(wù)。（2）實(shí)現(xiàn)更高性能。提高性能帶給整個(gè)系統(tǒng)更高的效率和效益。在自動(dòng)化軟件自20實(shí)際70年代中期發(fā)展至今，已有40年左右的歷史。在發(fā)展過程中，也不斷探究新概念和新功能，例如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、SCADA、OPC等。（3）逐步實(shí)現(xiàn)環(huán)?；．?dāng)今人們也不再一味追求效益，而是把綠色、環(huán)保貫穿到社會生產(chǎn)發(fā)展過程中。人們越來越注重綠色經(jīng)濟(jì)以及資源節(jié)約，而電廠熱工的發(fā)展在這一方面存在明顯的不足。為了電力產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)我國電力產(chǎn)業(yè)及全國經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展，促進(jìn)其發(fā)展，就必須進(jìn)行產(chǎn)業(yè)技術(shù)改革及技術(shù)改造。使電力產(chǎn)業(yè)健康蓬勃發(fā)展。(4)健全后續(xù)檢查修復(fù)系統(tǒng)。對系統(tǒng)的檢查修復(fù)是對熱工自動(dòng)化的后續(xù)保障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的問題，能及時(shí)止錯(cuò)止損。并且隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無線測量技術(shù)作為現(xiàn)代新型技術(shù)在后續(xù)的發(fā)展中有著重要的作用。通過無線測量技術(shù)可以對運(yùn)行過程中發(fā)生的情況進(jìn)行監(jiān)視控制，不斷減少生產(chǎn)操作人員的數(shù)量，可以大量節(jié)省成本，提高效率。因此，對機(jī)組的檢查和維護(hù)工作是大勢所趨。

5 結(jié)語

綜上所述，火電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)是火電廠運(yùn)營的核心系統(tǒng)，提高這一系統(tǒng)的可靠性，對火電廠起著十分重要的作用?；痣姀S管理人員要不斷地優(yōu)化熱工控制系統(tǒng)，提高電廠運(yùn)營效率，保障火電廠的安全運(yùn)營。面對電力市場激烈的競爭，火電廠時(shí)刻不能松懈，在增強(qiáng)熱工自動(dòng)控制可靠性的同時(shí)，提升整個(gè)電廠的競爭力，更好的為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

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