DCS系統(tǒng)在熱電廠中的優(yōu)勢及應(yīng)用探討

蘇佳妮

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，熱電廠數(shù)量不斷增多，社會對于熱電廠的要求也更為嚴(yán)格。為了提高熱電廠的作業(yè)效率及質(zhì)量，從而保證熱電廠處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，進(jìn)而為熱電廠節(jié)約更多成本，有必要在綜述DCS系統(tǒng)概念的基礎(chǔ)上，分析DCS系統(tǒng)在熱電廠的應(yīng)用優(yōu)勢，并提出具體的應(yīng)用策略進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng)；熱電廠；電力工程；微處理器；發(fā)電機(jī)組 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2017）04-0037-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.019

進(jìn)入21世紀(jì)以來，在社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的大背景下，我國熱電廠的發(fā)電水平已取得一定的進(jìn)步與發(fā)展。與此同時，為了滿足熱電廠的生產(chǎn)需求，熱電廠的工作重心逐步向DCS系統(tǒng)的優(yōu)勢及應(yīng)用策略轉(zhuǎn)變。其中，DCS系統(tǒng)中文全稱集散控制系統(tǒng)，指以微處理器為依托，以綜合協(xié)調(diào)、兼顧分治、集中顯示操作及分散控制功能為設(shè)計原則的新型儀表控制系統(tǒng)，屬于新型控制方式。傳統(tǒng)小型火電廠普遍采取母管制，發(fā)電機(jī)、鍋爐及汽輪機(jī)分開管理，現(xiàn)代中大型火電廠普遍采取單元制，發(fā)電機(jī)、鍋爐及汽輪機(jī)統(tǒng)一管理，集中控制，提高安全性，單臺機(jī)組故障無法影響其他機(jī)組，便于資源調(diào)配。鑒于此，本文針對熱電廠應(yīng)用DCS系統(tǒng)優(yōu)勢的研究具有重要意義。

1 熱電廠概述

發(fā)電廠指將原始能轉(zhuǎn)化為電能，再以固定設(shè)備集成輸出滿足用戶用電需求的電力工程。按原始能結(jié)構(gòu)，發(fā)電廠可分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠及風(fēng)力發(fā)電廠。其中，火力發(fā)電廠是利用熱能進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電機(jī)組包括：第一，汽輪發(fā)電機(jī)組。其運作機(jī)理為：將煤炭、石油及天然氣等燃料進(jìn)行充分燃燒，燒熱鍋爐，產(chǎn)生蒸汽，利用蒸汽帶動汽輪發(fā)電機(jī)組，完成發(fā)電過程；第二，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。其運作機(jī)理：將煤炭、石油及天然氣等燃料投入燃?xì)廨啓C(jī)，熱能直接轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組完成發(fā)電過程。值得注意的是，現(xiàn)階段我國火力發(fā)電廠的使用范圍廣，汽輪發(fā)電機(jī)組的技術(shù)較為成熟。

2 DCS系統(tǒng)概述

DCS系統(tǒng)又稱集控運行系統(tǒng)，屬于新型控制方式。該控制方式適用于中大型企業(yè)的生產(chǎn)過程，不僅加快我國工業(yè)自動化的發(fā)展進(jìn)程，還顯著提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率，特別是發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。相較于傳統(tǒng)發(fā)電廠的控制技術(shù)，集控運行系統(tǒng)的優(yōu)勢明顯，已形成自動化、數(shù)字化及系統(tǒng)化的生產(chǎn)模式，具備良好的發(fā)展前景，例如：為了滿足熱電廠的生產(chǎn)需求，發(fā)展熱電廠自動化生產(chǎn)控制技術(shù)，積極引進(jìn)4C技術(shù)，研發(fā)中大型發(fā)電生產(chǎn)線，一旦設(shè)備故障，便于及時維修，不影響熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益，避免生產(chǎn)事故，保護(hù)工作人員的生命健康安全。同時，相較于單控運行系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)屬于新型控制方式。傳統(tǒng)小型火電廠普遍采取母管制，發(fā)電機(jī)、鍋爐及汽輪機(jī)分開管理，現(xiàn)代中大型火電廠普遍采取單元制，發(fā)電機(jī)、鍋爐及汽輪機(jī)統(tǒng)一管理，集中控制，安全性高，便于管理。DCS系統(tǒng)不僅包括停運、投運及生產(chǎn)設(shè)備，還涵蓋檢修環(huán)節(jié)所提供的安全措施，但是設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修等工作內(nèi)容不屬于DSC系統(tǒng)的工作內(nèi)容。值得注意的是，DCS系統(tǒng)每臺機(jī)組設(shè)立1位組長、主值班員及副值班員，每兩臺機(jī)組設(shè)立1位單元長，每一值設(shè)立1位值長，便于保證監(jiān)控設(shè)備處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

3 DCS系統(tǒng)在熱電廠的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，熱能資源的使用形勢緊張。如何有效平衡產(chǎn)業(yè)間能源配置，是我國經(jīng)濟(jì)在發(fā)展進(jìn)程中所面臨的重點問題。作為我國能源使用頻率高、使用范圍廣的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，熱電廠應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，優(yōu)化原有熱動系統(tǒng)，應(yīng)用DCS系統(tǒng)不僅顯著減少熱電廠的能源消耗，還為熱電廠節(jié)約更多成本，增強(qiáng)熱電廠的核心競爭力，加快發(fā)電技術(shù)的變革與重組，符合我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展的要求。

3.2 增強(qiáng)現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

在熱電廠的運轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)用DCS系統(tǒng)，工作人員必須堅持實事求是的原則，結(jié)合熱電廠的具體情況，制定原有發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化方案，嚴(yán)格規(guī)范發(fā)電系統(tǒng)的操作流程，利用現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)重組改造發(fā)電機(jī)組設(shè)備，提高燃料的利用率，進(jìn)一步節(jié)約成本投入，以完成改造過程。因此，DCS系統(tǒng)不僅滿足熱電廠節(jié)能減排的要求，還增強(qiáng)現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)。

3.3 保護(hù)環(huán)境

我國部分行業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長是以破壞環(huán)境為前提與代價，尤其是發(fā)展電力行業(yè)。有統(tǒng)計資料表明，我國占2016年全球二氧化碳排放量居首位，特別是在熱電廠生產(chǎn)的過程中，浪費燃料及排放非能是造成我國二氧化碳排放過量的主要因素。同時，依據(jù)2016年環(huán)保局統(tǒng)計，我國每年因環(huán)境污染所造成過早死亡的人數(shù)已突破45萬人，尤其是自21世紀(jì)以來，我國新生兒畸形率呈逐年遞增趨勢，超過40%，每年因環(huán)境污染所造成經(jīng)濟(jì)損失約占年生產(chǎn)總值的15%，并不包括不可再生資源的破壞及使用。因此在熱電廠的運轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)用DCS系統(tǒng)，充分利用所排放的熱能資源，減少環(huán)境破壞，發(fā)揮DCS系統(tǒng)的作用。

總而言之，作為我國熱電廠的新型控制方法，DCS系統(tǒng)的優(yōu)勢顯著，但是其節(jié)能技術(shù)不成熟，尚不存在完整的理論知識體系，仍處于發(fā)展及探索階段。有統(tǒng)計資料表明，我國熱電廠應(yīng)用DCS系統(tǒng)的時間晚，起步遲，發(fā)展緩慢，技術(shù)人員的整體素質(zhì)水平參差不齊，存在不同程度操作不規(guī)范的問題。同時，現(xiàn)有的熱電廠機(jī)組設(shè)備設(shè)計存在缺陷，發(fā)電機(jī)設(shè)備的利用率偏低。DCS系統(tǒng)在我國發(fā)展前景廣闊，相關(guān)部門應(yīng)出臺扶持性政策，加大專業(yè)性人才的培養(yǎng)力度，更好地服務(wù)于社會。

4 DCS系統(tǒng)在熱電廠的應(yīng)用策略

4.1 積極引進(jìn)管理理念

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，熱電廠數(shù)量不斷增多，熱電廠DCS系統(tǒng)應(yīng)用水平逐步成熟，熱電廠的作業(yè)效率呈逐年上升趨勢，造成人為工作量驟減。同時，隨著DCS系統(tǒng)的不斷完善，已實現(xiàn)自動化抄表，提高抄表的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步減少養(yǎng)護(hù)人員的工作量。因此在實際應(yīng)用的過程中，工作人員應(yīng)堅持可持續(xù)性發(fā)展的原則，主動轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)思維，積極引進(jìn)科學(xué)的人力資源管理理念，嚴(yán)格落實熱電廠的工作流程，特別是變電站的工作流程。例如：在熱電廠運轉(zhuǎn)的過程中，應(yīng)用DCS系統(tǒng)，定崗定責(zé)，構(gòu)建具有電廠特色的激勵機(jī)制，最大限度激發(fā)工作積極性，確保DCS系統(tǒng)處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，保證熱電廠的作業(yè)效率及質(zhì)量。

4.2 及時處理系統(tǒng)問題

從現(xiàn)階段我國熱電廠的集控運行水平來看，仍停留于粗放型階段，一部分熱電廠對于DCS系統(tǒng)的重視程度有待提高，資金投入不足，技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，設(shè)備過于陳舊，造成熱電廠的發(fā)電手段落后，發(fā)電方法單一，發(fā)電效率低下，缺乏集控數(shù)據(jù)分享平臺。

同時，在社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的大背景下，電力需求量逐年上升，社會對于熱電廠的要求更為嚴(yán)格，現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備不僅無法滿足輸配電需求，還可能埋下隱患，造成不可預(yù)估性損失。因此在實際應(yīng)用的過程中，熱電廠應(yīng)堅持實事求是的原則，增強(qiáng)工作人員的技術(shù)水平，加大對于DCS系統(tǒng)的重視程度，合理選擇適宜的DCS系統(tǒng)，逐步構(gòu)建具有電廠特色的集控管理機(jī)制；政府及相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合熱電廠的發(fā)展情況，擴(kuò)大資金投入，逐步構(gòu)建具有區(qū)域特色的集控數(shù)據(jù)分析平臺，便于解決在實際應(yīng)用過程中所面臨的問題。

4.3 創(chuàng)造運轉(zhuǎn)外在條件

DCS系統(tǒng)的外在條件包括不間斷電源設(shè)備、接地系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)、控制室的環(huán)境要求及電子室的環(huán)境要求，一旦改變系統(tǒng)的外在條件，不僅直接影響DCS系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，還可能埋下其他隱患，造成不可預(yù)估性損失。然而，從現(xiàn)階段我國熱電廠的集控運行水平來看，受傳統(tǒng)因素影響較為嚴(yán)重，對于DCS系統(tǒng)外在條件的重視程度不足，減少成本投入，無法屏蔽電纜干擾，無法準(zhǔn)確保證供電及切電時間，忽視系統(tǒng)日常巡邏監(jiān)察工作甚至控制室及電子室內(nèi)缺少制冷設(shè)備。因此在實際應(yīng)用的過程中，工作人員應(yīng)堅持實事求是的原則，結(jié)合熱電廠的具體情況，組建專業(yè)的養(yǎng)護(hù)維修團(tuán)隊，加大對于集控外在條件的重視程度，進(jìn)一步擴(kuò)大資金投入，創(chuàng)造穩(wěn)定的DCS系統(tǒng)運轉(zhuǎn)外在條件，保障供電系統(tǒng)及接地系統(tǒng)處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，確?？刂剖壹半娮邮业沫h(huán)境符合DCS系統(tǒng)的作業(yè)條件。

4.4 重視系統(tǒng)日常管理

DCS系統(tǒng)由軟件及硬件設(shè)備組成，一旦軟件或硬件的零件故障，造成DCS系統(tǒng)無法正常運轉(zhuǎn)，影響作業(yè)效率。因此在實際應(yīng)用的過程中，工作人員應(yīng)重視管理DCS系統(tǒng)，特別是做好DCS系統(tǒng)的現(xiàn)場管理工作，加大對于計算機(jī)系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)力度，進(jìn)一步保證DCS系統(tǒng)處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。其中，DCS系統(tǒng)與計算機(jī)系統(tǒng)相互影響、相互作用、相互依存，缺一不可。同時，加大對于DCS系統(tǒng)軟件的管理力度，做好軟件日常管理工作，及時備份系統(tǒng)參數(shù)，禁止非專業(yè)人員改動操作數(shù)據(jù)，逐步構(gòu)建具有電廠特色的集控軟件管理模式，細(xì)化管理職責(zé)，消除管理隱患。值得注意的是，為了保證DCS系統(tǒng)處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，工作人員應(yīng)及時設(shè)立熱機(jī)保護(hù)裝置，一旦引發(fā)機(jī)組故障，熱機(jī)保護(hù)裝置按預(yù)先設(shè)定執(zhí)行停機(jī)操作，不僅能有效保護(hù)熱電廠設(shè)備，還能降低熱電廠的事故發(fā)生率，減輕熱電廠的經(jīng)濟(jì)損失，最大限度保證工作人員的生命健康安全。

總而言之，為了滿足熱電廠的生產(chǎn)需求，重視熱電廠的生產(chǎn)管理，發(fā)展熱電廠的自動化生產(chǎn)技術(shù)，積極引進(jìn)4C技術(shù)，加大對于大中型熱電廠生產(chǎn)線的研發(fā)力度，即便設(shè)備故障，不僅無法影響熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益，便于修理及日常維護(hù)，還能優(yōu)化熱電廠的作業(yè)流程，有效預(yù)防熱電廠事故，保證工作人員的生命健康安全。

5 結(jié)語

通過本文的探究，認(rèn)識到隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，熱電廠數(shù)量不斷增多，熱電廠的技術(shù)水平逐步成熟，為了提高熱電廠的作業(yè)效率及質(zhì)量，加快熱電廠發(fā)電技術(shù)的變革，分析DCS系統(tǒng)在熱電廠的應(yīng)用優(yōu)勢，提出具體的應(yīng)用策略具備顯著價值作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉靜文.分散控制系統(tǒng)DCS在熱電廠應(yīng)用技術(shù)改進(jìn)

[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，（7）.

[2] 蘇紅剛.DCS控制技術(shù)在熱電廠機(jī)爐控制系統(tǒng)改造工程中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2016，（2）.

[3] 劉俊華.DCS系統(tǒng)在熱電廠中的優(yōu)勢及應(yīng)用[J].河南科技，2015，（21）.

[4] 張麗娜.探討PLC控制系統(tǒng)在熱電廠中的應(yīng)用[J].河南科技，2013，（19）.

（責(zé)任編輯：蔣建華）