淺談電廠熱工自動(dòng)化及事故預(yù)防

張連國(guó)??

【摘要】伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷完善，熱工自動(dòng)化技術(shù)在火電廠領(lǐng)域也得到了迅速攀升。在大型發(fā)電組中熱工自動(dòng)化裝置已經(jīng)成為一個(gè)不可或缺的組成部分，火力發(fā)電組伴隨著快速的腳部也進(jìn)入了現(xiàn)代電力生產(chǎn)中，電力生產(chǎn)中熱工自動(dòng)化是提高機(jī)組工作效率、保障設(shè)備安全的重要技術(shù)舉措，隨著電力生產(chǎn)的重要性，熱工自動(dòng)化也顯得尤為重要，本文就針對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化及事故防范作一簡(jiǎn)要概述。

【關(guān)鍵詞】火電廠；熱工自動(dòng)化；事故防范

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM6

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

On the thermal power plant automation and accident prevention

Zhang Lian-guo

（Tin Fu power plant thermal control breakoutShiheziXinjiang832000）

【Abstract】With the continuous improvement of science and technology， automation technology in the field of thermal coal power plants have also been rising rapidly. In a large group of thermal power automation devices have become an integral part of， along with the rapid thermal group also entered the modern foot power production in thermal power production automation is to improve the efficiency of the unit， and security equipment the importance of safety technology initiatives， along with the importance of the production of electricity， thermal automation is especially important， this article will give a brief overview for the thermal power plant automation and accident prevention.

【Key words】Thermal automation；Accident prevention thermal power plants

在自動(dòng)化發(fā)展的當(dāng)今，火力發(fā)電也伴隨著火電廠熱工自動(dòng)化慢慢發(fā)展起來(lái)，真正為我國(guó)電力事業(yè)提供了有效基礎(chǔ)保障。隨著我國(guó)對(duì)火力發(fā)電的重頭技術(shù)革新，目前電廠熱工自動(dòng)化已經(jīng)得到了比較成熟的技術(shù)。但從自動(dòng)裝置而言，組裝儀表已經(jīng)過(guò)度到數(shù)字儀表時(shí)代，系統(tǒng)控制設(shè)備也發(fā)展到了嶄新的層次，簡(jiǎn)單的機(jī)組群配備專門(mén)微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，全部配備CRT進(jìn)行顯示，整體監(jiān)控技術(shù)較過(guò)去有明顯改善；就局部控制與熱工保護(hù)方面取得了穩(wěn)定效果；伴隨著穩(wěn)定效果的同時(shí)誕生出大型火電機(jī)組控制系統(tǒng)。

1. 電廠熱工現(xiàn)狀及發(fā)展方向

1.1電廠熱工現(xiàn)狀。

熱工自動(dòng)化技術(shù)是將控制、工程、儀表、信息等方面的理論和高新技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，通過(guò)對(duì)熱力學(xué)參數(shù)的控制、檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制、檢測(cè)、改進(jìn)、管理，最終實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)優(yōu)量、節(jié)能降耗的目標(biāo)。熱工技術(shù)主要應(yīng)用在鍋爐、汽機(jī)等設(shè)備的自動(dòng)控制，使機(jī)組可以根據(jù)工況自動(dòng)調(diào)節(jié)適應(yīng)，以保持安全、節(jié)能的運(yùn)行狀態(tài)?；痣姀S由于工作環(huán)境比較特殊，具有熱力設(shè)備多、系統(tǒng)龐雜、生產(chǎn)繁復(fù)的特點(diǎn)，設(shè)備的運(yùn)行條件比較惡劣，長(zhǎng)期處于高壓、高溫的易燃環(huán)境中，因此，現(xiàn)代熱工系統(tǒng)一般還包括自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)預(yù)警等功能。通常情況，熱工系統(tǒng)包括測(cè)量、執(zhí)行、控制三大功能系統(tǒng)。其中，測(cè)量和執(zhí)行系統(tǒng)經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展革新，原理和結(jié)構(gòu)上變化甚微，只是將智能化、微處理器等設(shè)備引入其中，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，向現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展的進(jìn)程日益加快，控制核心已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1.2電廠熱工的發(fā)展方向。

（1）人機(jī)接口技術(shù)。

目前，DCS的人機(jī)接口技術(shù)發(fā)展也上升一個(gè)新階段。此裝置主要用于中央控制室內(nèi)，對(duì)記錄儀表進(jìn)行顯示并取代了BTG盤(pán)上的顯示，可以隨意放大工作站內(nèi)部或個(gè)人計(jì)算機(jī)的文件圖像[1]。CRT尺寸已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足如今要求，目前采用的新型工業(yè)圖形顯示系統(tǒng)IGS可以定義超過(guò)的大畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)以滾動(dòng)方式將大畫(huà)面在有限的CRT屏幕上呈現(xiàn)。此方式為連續(xù)、任意方向的旋轉(zhuǎn)，并可采用鼠標(biāo)、球標(biāo)或?qū)Ｓ脻L動(dòng)鍵進(jìn)行任意操作。也可在保持原畫(huà)面輸入輸出的前提下，使畫(huà)面進(jìn)行縮小、放大，最終實(shí)現(xiàn)一臺(tái)CRT顯示多個(gè)界面。

（2）現(xiàn)場(chǎng)總線。

現(xiàn)場(chǎng)總線FB也是DCS未來(lái)的發(fā)展方向之一，F(xiàn)B是由DCS所控的通信線路，它的目的是使設(shè)備不受干擾和不良影響。FB可以替代智能設(shè)備，替代后大大減少了控制電纜的數(shù)量及種類(lèi)，還能減少不良信號(hào)和信號(hào)差異等問(wèn)題[2]。FB介入后，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)真正實(shí)現(xiàn)了分散運(yùn)行管理，不僅上升了一個(gè)層次也對(duì)對(duì)發(fā)電控制設(shè)備起到了保障作用。

（3）過(guò)程控制儀表。

伴隨著DCS的日益推廣，原來(lái)過(guò)程控制儀表的應(yīng)用范圍日益減少。未來(lái)過(guò)程控制儀表是在FB支持下應(yīng)用到各種智能執(zhí)行器、智能變送器。根據(jù)環(huán)境要求的不斷提升，各大品牌分析儀表逐年遞增，品牌分析儀表的構(gòu)造較為復(fù)雜，價(jià)錢(qián)飚升，維護(hù)和使用困難。而且，相關(guān)資料很少。綜上所訴導(dǎo)致了分析儀表不能發(fā)揮自身特有作用。正因如此才造成了大量的投資浪費(fèi)和環(huán)境威脅。而形成對(duì)比的是國(guó)外電廠，他們對(duì)此等設(shè)備的使用、維護(hù)和運(yùn)行看的相當(dāng)重要，正因?yàn)槿绱朔治鰞x表才成為整個(gè)發(fā)電機(jī)組中重要一員。

（4）人工智能和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

人工智能的研究成果將成為未來(lái)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中重要支柱。而走向?qū)嵱秒A段的是模式控制系統(tǒng)。溫度、壓力控制系統(tǒng)，檢測(cè)的是某點(diǎn)的溫度及壓力?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，往往并不只是單純控制某一點(diǎn)的壓力和溫度，真正控制的是溫度場(chǎng)中的溫度分布，最終控制量也是分布在某一空間上的控制模式。

2. 事故防范

在復(fù)雜的熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)過(guò)程中，不允許任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，細(xì)小紕漏都可能導(dǎo)致機(jī)組跳閘和系統(tǒng)故障，甚至損壞整個(gè)設(shè)備。優(yōu)秀的專業(yè)人員和的熱工人員可以加速消除隱患，控制事故擴(kuò)張。為避免熱工自動(dòng)化故障的發(fā)生，可從以下幾方面著手：

（1）在熱控設(shè)備選型、采購(gòu)和驗(yàn)收上進(jìn)行控制。購(gòu)買(mǎi)涉筆要貨比三家，要選用成熟、品牌、可靠的設(shè)備。未經(jīng)電廠一年以上運(yùn)行時(shí)間考驗(yàn)新涉筆， 要做到少量試用，不可用在重要試驗(yàn)中試用。

（2）形成小組分析查找熱工設(shè)備隱患和缺陷，查到后進(jìn)行及時(shí)更正。對(duì)于系統(tǒng)中影響機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備，及時(shí)落實(shí)設(shè)備缺陷管理制度，劃分到個(gè)人，加強(qiáng)技術(shù)整改。針對(duì)必須停止運(yùn)行的設(shè)備或是必須停爐停機(jī)才能消除的隱患，要整理停機(jī)記錄，更要在臨修或搶時(shí)間時(shí)進(jìn)行處理；不予處理的做好記錄說(shuō)明，并及時(shí)上報(bào)給相關(guān)部門(mén)和廠家。

（3）做好員工專業(yè)技術(shù)考試和培訓(xùn)，大大增強(qiáng)員工自身素質(zhì)。針對(duì)熱工自動(dòng)化所涵蓋的設(shè)備種類(lèi)進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要設(shè)備操作人員虛心求學(xué)、善于擴(kuò)展自己想法及思路，要不斷掌握熱工自動(dòng)化設(shè)備的所有技能，對(duì)于設(shè)備缺陷提出自我見(jiàn)解，對(duì)于事故防范要在實(shí)踐中進(jìn)行舉一反三。針對(duì)管理人員，要做到定期開(kāi)展員工專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，在每天早晨做好班組例會(huì)，講責(zé)任劃分到人，將檢修工作落實(shí)到人頭，這樣才能不斷完善全體工作人員的素質(zhì)和意識(shí)。

（4）完善各項(xiàng)目管理制度，加強(qiáng)執(zhí)行力。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)可以從以下兩方面著手：首先，要對(duì)熱工自動(dòng)化設(shè)備檢查、校驗(yàn)的制度進(jìn)行完善，加強(qiáng)聯(lián)鎖、自動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)制度貫徹力度，對(duì)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中的分散控制系統(tǒng)檢修、維護(hù)工作要加以重視；其次，完善巡檢制度，強(qiáng)化對(duì)設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)。要從工作的點(diǎn)滴中做起，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理，或及時(shí)匯報(bào)，以確保設(shè)備正常運(yùn)行；對(duì)于各項(xiàng)規(guī)章制度要嚴(yán)格執(zhí)行，對(duì)易潮、多灰的設(shè)備要勤運(yùn)轉(zhuǎn)、勤打掃，避免因受潮而引起線路短路問(wèn)題；為保證設(shè)備的準(zhǔn)確性，對(duì)于跑、冒、滴、漏的問(wèn)題要及時(shí)處理。

3. 鍵合圖在事故防范中的應(yīng)用

（1）火電機(jī)組屬于復(fù)雜的多能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，而往往這種系統(tǒng)的安全可靠性不好，在實(shí)現(xiàn)功率鍵合圖以能量守恒定律為依據(jù)的同時(shí)，以四種物理變量表達(dá)不同種的工程系統(tǒng)，在機(jī)、電、熱、液等幾種能量范疇的系統(tǒng)中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，針對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化可能引發(fā)的安全事故防范中有一定顯著作用[3]。

（2）火電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性理論研究是復(fù)雜多能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，當(dāng)前主要是以理論解析的方法為出發(fā)點(diǎn)，建立某種簡(jiǎn)化模型方程式，進(jìn)而推導(dǎo)獲得某種狀態(tài)方程和傳遞函數(shù)值。雖然火電系統(tǒng)涉及的電能、熱能、機(jī)械能、化學(xué)能等等多種能量的轉(zhuǎn)換形態(tài)，在加上汽機(jī)等設(shè)備的工作原理復(fù)雜多變，致使理論解析模型的準(zhǔn)確度受到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而給熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的方構(gòu)圖的生成帶來(lái)了巨大的阻力，同時(shí)也影響了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析準(zhǔn)確。能量守恒定律是功率鍵合圖法的依據(jù)，它是把不同能量領(lǐng)域的多種物理能量統(tǒng)一地進(jìn)行歸納，并轉(zhuǎn)換為流、勢(shì)、動(dòng)量、位移四種存在的變量，然后建立鍵合圖模型，把功率鍵合圖正確運(yùn)用到火電廠熱工自動(dòng)化對(duì)象建模使用中，并且建立了汽包對(duì)象的鍵合圖模型，真正做到了火電廠熱工自動(dòng)化來(lái)的參考價(jià)值指標(biāo)，并且對(duì)熱工自動(dòng)化的事故防范也有明顯的指導(dǎo)作用。

4. 結(jié)論

通過(guò)本文，大家了解到，火電廠熱工自動(dòng)化裝置是錯(cuò)綜復(fù)雜的，隨著使用的不斷深入會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的問(wèn)題，通過(guò)這些問(wèn)題會(huì)引發(fā)相應(yīng)的安全事故，所以真正做好火電廠熱工自動(dòng)化的事故防范是真實(shí)意義所在。雖然火電廠熱工自動(dòng)化安全技術(shù)在我國(guó)積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，但是還存在著很多不足，而作為火電廠熱工自動(dòng)化的技術(shù)人員更應(yīng)該提高的自我業(yè)務(wù)水平，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)事故防范保障。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2017）01-03-1022