電廠熱工智能自動(dòng)化控制過(guò)程的先進(jìn)方法研究

郭峰

摘要：自動(dòng)化控制技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展最快最為使用的技術(shù)之一，因此火電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)制造的相關(guān)人員應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到自身的責(zé)任，不斷提高自身專業(yè)技術(shù)水平，進(jìn)而使我國(guó)火電廠熱工自動(dòng)化水平得到高效穩(wěn)定的提升。

關(guān)鍵詞：電廠熱工；智能自動(dòng)化；先進(jìn)方法；有效措施

引言

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在火電廠熱工機(jī)組中的有效應(yīng)用，不但有效實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程操控的需要，使操作人員與熱工機(jī)組接觸的概率得到了明顯降低，避免對(duì)管理者生命財(cái)產(chǎn)安全造成損害，同時(shí)憑借數(shù)字化管理平臺(tái)，更便于提升熱工機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，使地區(qū)電網(wǎng)環(huán)境使用更加可靠。故而，在論述火電廠熱工自動(dòng)化控制的應(yīng)用實(shí)踐及發(fā)展方向期間，必須明確自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量影響因素，并提供有效的補(bǔ)償措施，才能為后續(xù)火電廠熱工機(jī)組的持續(xù)運(yùn)行提供更全面的保障。

1火電廠熱工自動(dòng)化概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)電力的需求量也越來(lái)越大，為了保證供電能力能夠滿足社會(huì)的用電需求，各大火電廠都進(jìn)行了自動(dòng)化發(fā)電工程的建設(shè)。根據(jù)我國(guó)火電廠的實(shí)際情況對(duì)火電廠的設(shè)備加以設(shè)計(jì)，使得其產(chǎn)熱過(guò)程中信息能夠自動(dòng)處理，設(shè)備可以自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制等，并保證設(shè)備的安全性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，達(dá)到在沒(méi)有操作人員的條件下，各種自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)化儀表完全能夠?qū)﹄姀S的產(chǎn)熱過(guò)程進(jìn)行控制的目的，這一系列過(guò)程叫做火電廠的熱工自動(dòng)化?；痣姀S的熱工自動(dòng)化一方面降低了火電廠操作人員的工作量，改善了操作人員的整體工作環(huán)境，降低了火電廠發(fā)電的人力成本，提升了單位產(chǎn)電的經(jīng)濟(jì)效益；另一方面提升了火電廠產(chǎn)電的可靠性以及產(chǎn)電效率，提升了火電廠生產(chǎn)的安全性。因此火電廠的熱工自動(dòng)化在電力生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用。

2電廠熱工智能自動(dòng)化控制過(guò)程的先進(jìn)方法

2.1自動(dòng)化檢測(cè)應(yīng)用

基于地方持續(xù)供電需求，火電廠熱工機(jī)組運(yùn)行必須持續(xù)處于穩(wěn)定且可靠的狀態(tài)，才能確保地方電網(wǎng)系統(tǒng)能夠持續(xù)運(yùn)行，而為避免發(fā)電作業(yè)期間存在機(jī)組事故風(fēng)險(xiǎn)，通常需要在機(jī)組設(shè)備中設(shè)置靈敏的感應(yīng)元件，并與控制平臺(tái)有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸渠道，才能實(shí)時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，以確保出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的同時(shí)，能夠在短時(shí)間內(nèi)鎖定故障位置與故障類型，使檢修工作實(shí)施效率與質(zhì)量得到提高。

2.2自動(dòng)化控制應(yīng)用

自動(dòng)化控制系統(tǒng)是借由編程系統(tǒng)對(duì)區(qū)域設(shè)備下達(dá)遠(yuǎn)程指令的操作模式。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用期間，既能夠借助編程數(shù)據(jù)擬定詳細(xì)的調(diào)控指令，而后借助數(shù)據(jù)線纜將調(diào)控信息傳導(dǎo)至設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)由信息識(shí)別軟件機(jī)組可根據(jù)指令進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，以便持續(xù)滿足地方電力供應(yīng)需要。此種控制模式，有效提升了機(jī)組設(shè)備調(diào)控的可靠性，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)人工操作波動(dòng)性的問(wèn)題，也有效降低了員工與危險(xiǎn)設(shè)備接觸的概率，使員工的生命財(cái)產(chǎn)安全得到了更全面的保障；而且借助遠(yuǎn)程控制指令，為員工設(shè)備管理工作也提供了幫助，使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)備參數(shù)、市場(chǎng)形式、生產(chǎn)要求、質(zhì)量管控等多方面因素?cái)M定更詳細(xì)的編程內(nèi)容，以便系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量能夠得到持續(xù)保障，并能夠伴隨設(shè)備的不斷完善，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，避免對(duì)機(jī)組自動(dòng)管理水準(zhǔn)的穩(wěn)定性與可靠性造成影響。

2.3自動(dòng)化保護(hù)應(yīng)用

自動(dòng)化保護(hù)是指在熱工機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，將感應(yīng)元件安裝至設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)，若運(yùn)行參數(shù)一旦超過(guò)系統(tǒng)額定要求，則會(huì)啟動(dòng)保護(hù)裝置，避免對(duì)機(jī)組設(shè)備造成傷害。而在自動(dòng)化系統(tǒng)中有效應(yīng)用，則能夠借助計(jì)算機(jī)平臺(tái)更細(xì)致的調(diào)控保護(hù)裝置參數(shù)，在過(guò)載保護(hù)期間，更能夠通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)將地方供電壓力轉(zhuǎn)移至其他設(shè)備，由此避免機(jī)組故障對(duì)地方電力供應(yīng)環(huán)境造成影響。另外，從熱工自動(dòng)化系統(tǒng)可控性角度出發(fā)，我國(guó)為確保熱工機(jī)組運(yùn)行持續(xù)處于穩(wěn)定性環(huán)境，并降低其使用操作風(fēng)險(xiǎn)，在儀表的設(shè)置上已經(jīng)逐漸用數(shù)字儀表代替了傳統(tǒng)的組裝儀表，使得儀表的精準(zhǔn)度與靈敏度更高，不宜出現(xiàn)傳統(tǒng)儀表常見(jiàn)的故障風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)憑借協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，也便于站在客觀的角度觀察自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，由此通過(guò)計(jì)算機(jī)平臺(tái)更全面的審核校對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀況，以便為后續(xù)火電廠熱工機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建奠定更扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3提高自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中應(yīng)用的有效措施

3.1加大投資力度

儀器設(shè)備的使用對(duì)于工作效率的提高是非常巨大的，舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，兩個(gè)非常大的數(shù)字相乘，人工計(jì)算可能需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間才能算出來(lái)，而且得出的結(jié)果還不一定準(zhǔn)確，但是如果使用計(jì)算機(jī)，只需要輸入兩個(gè)相乘的數(shù)值就可以馬上得出計(jì)算結(jié)果，而且結(jié)果非常準(zhǔn)確，從這個(gè)例子中就可以明顯感覺(jué)到科技的力量，鄧小平同志也說(shuō)過(guò)，想要經(jīng)濟(jì)進(jìn)步就一定要發(fā)展科技，要想提高火力發(fā)電廠的產(chǎn)電效率，就必須加大資金的投入力度，企業(yè)應(yīng)該積極引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備，相關(guān)的工作人員積極學(xué)習(xí)國(guó)外的管理體系等等，雖然成本較高，但是避免了在后面產(chǎn)電過(guò)程中可能出現(xiàn)的麻煩。

3.2加強(qiáng)DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

3.2.1高配置操作站

系統(tǒng)操作站中，通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)和工業(yè) PC 機(jī)配置，能夠在局域型的控制系統(tǒng)下完成一系列監(jiān)視操作，同時(shí)可以開(kāi)展組態(tài)編程工作。此外，在配置上使用了高級(jí) CPU 芯片，在硬盤上有高達(dá)80 GB 的容量，對(duì)應(yīng)內(nèi)存也達(dá)到了 256 MB。

3.2.2主控單元 FM801

在系統(tǒng)配置上使用 Pentium 級(jí)別的工控機(jī)，這種軟件能夠最大程度地提升系統(tǒng)處理信息的能力，同時(shí)能進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)通信的能力。發(fā)電系統(tǒng)中，可以利用主控單元對(duì) I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理。發(fā)電站中需要配置現(xiàn)場(chǎng)控制站，要有至少兩個(gè)互為冗余的主控單元。主控單元主要由機(jī)殼、CPU 和電源模塊等構(gòu)成。主控單元中含有前面板，作為系統(tǒng)運(yùn)行中指示狀態(tài)的燈。也就是說(shuō)，系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)能夠通過(guò)面板指示燈直接反映。

3.2.3DCS 系統(tǒng)組態(tài)軟件

在鍋爐發(fā)電系統(tǒng)中使用 DCS 系統(tǒng)組態(tài)軟件，組態(tài)軟件運(yùn)行在工程師站上，操作系統(tǒng)使用的應(yīng)用軟件是服務(wù)器和控制器。服務(wù)器算法軟件被應(yīng)用在服務(wù)器上，用來(lái)承擔(dān)負(fù)荷率組態(tài)。控制器算法軟件使用在硬件配置和數(shù)據(jù)庫(kù)定義上，在多種算法語(yǔ)言上編寫(xiě)控制方案，同時(shí)具有多種形式的控制組態(tài)，如順序流程圖、梯形圖等。在發(fā)電系統(tǒng)中使用功能塊圖的組態(tài)方式，能夠輔助電器設(shè)備對(duì)回路過(guò)程，同時(shí)協(xié)助儀表進(jìn)行報(bào)警處理。系統(tǒng)中含有很多計(jì)算環(huán)節(jié)，使用功能塊圖的方式也能夠進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。

3.2.4鍋爐汽包水位控制算法

發(fā)電系統(tǒng)中，需要了解汽包液位、蒸汽流量以及給水量信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)三沖量的控制和收集。在合理運(yùn)算后能夠?qū)崿F(xiàn)互相作用，以對(duì)控制鍋爐給水閥。實(shí)時(shí)監(jiān)控蒸汽流量能夠控制蒸汽流量，避免蒸汽流量對(duì)汽包液位造成干擾，最大程度避免假象液位的出現(xiàn)，從而避免控制系統(tǒng)產(chǎn)生誤動(dòng)行為。通過(guò)控制鍋爐給水量，能夠?qū)⒔o水量轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)變量。結(jié)合串級(jí)控制系統(tǒng)，副回路由于具有快速特點(diǎn)，能夠排除外界帶來(lái)的干擾，從而降低給水壓力導(dǎo)致的水流量，使汽包液位產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的作用。在很多大型鍋爐發(fā)電系統(tǒng)中，使用控制給水信號(hào)的方法十分常見(jiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽包的水位控制和調(diào)節(jié)。此外，使用給水信號(hào)和控制蒸汽流量的方法，很大程度上可以避免出現(xiàn)“假液位”和干擾現(xiàn)象。

結(jié)束語(yǔ)

居民用電的很大一部分都是火力發(fā)電，一旦火力發(fā)電廠出現(xiàn)故障或者供電不足就會(huì)對(duì)居民的生活造成很大的影響，自動(dòng)化技術(shù)在滿足人們的供電需求方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，因此，我國(guó)的科技人員必須加強(qiáng)對(duì)DCS控制系統(tǒng)的研發(fā)，并且企業(yè)要做好一定的安全保障，進(jìn)一步提高火力發(fā)電的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]陳海文，李兆勝.火電廠熱工自動(dòng)化控制的應(yīng)用實(shí)踐及發(fā)展方向[J].絲路視野，2017（34）：130.

[2]韋盛.解析熱工自動(dòng)化控制在火電廠的應(yīng)用及發(fā)展[J].通訊世界，2017（10）：137-138.

[3]甘雷尚.自動(dòng)控制理論在火電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用研究[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2016，35（8）：61.

（作者單位：青海發(fā)投堿業(yè)有限公司）