火電廠熱工自動(dòng)控制可靠性分析

付雪佳

（國(guó)電電力發(fā)展股份有限公司邯鄲熱電廠，河北 邯鄲 056004）

隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，電能已經(jīng)成為了人們的生活必需品，電能也成為了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要領(lǐng)域，對(duì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的作用。近年來(lái)，我國(guó)的火電工業(yè)正在逐步的發(fā)展，其發(fā)展速度有了質(zhì)的飛躍，大容量的火力發(fā)電機(jī)構(gòu)成了一個(gè)大型的發(fā)電機(jī)組網(wǎng)，火電廠的熱工自動(dòng)控制也成為了電網(wǎng)的一大骨干機(jī)組，它的運(yùn)行安全性和可靠性都對(duì)人們的安全以及電能的質(zhì)量產(chǎn)生影響，傳統(tǒng)的熱控系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足智能電網(wǎng)的要求。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，是解決熱工控制不確定性的最佳途徑。本文介紹了熱工自動(dòng)控制的運(yùn)行環(huán)境，并分析了熱工自動(dòng)控制的可靠性。

1 火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)含義

據(jù)觀察熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)是整個(gè)火力發(fā)電廠的核心部分，對(duì)火電廠的運(yùn)行起到了關(guān)鍵性的作用，它是控制火電廠大型設(shè)備運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。主要由鍋爐燃油量、汽包水位、過(guò)熱汽溫、再熱汽溫的協(xié)調(diào)控制所組成。另外，大部分的控制系統(tǒng)還包括送風(fēng)控制系統(tǒng)、引風(fēng)控制系統(tǒng)等，隨著科技的發(fā)展、電氣的興起，電能已經(jīng)充分深入到人們的生活中，且人們對(duì)電能的要求也越來(lái)越高。熱工的自動(dòng)控制系統(tǒng)也正在開(kāi)始向高速智能化、集成化方向穩(wěn)步發(fā)展?；痣姀S的可靠性也成為了人們所關(guān)注的發(fā)展點(diǎn)，熱工的自動(dòng)控制系統(tǒng)，由許多部分組成。要想保障其可靠性是一項(xiàng)非常具有技術(shù)性的工作。首先，要確?；痣姀S各大設(shè)備使用，還要保障各個(gè)設(shè)備能夠正常使用，并且還要定期對(duì)各大機(jī)械設(shè)備進(jìn)行測(cè)試和維修。其次，熱工工作人員要有極強(qiáng)的實(shí)際操作技術(shù)以及專(zhuān)業(yè)熱工知識(shí)，并且還能夠深刻了解到主要設(shè)備的工作原理，能夠及其準(zhǔn)確且快速地找到問(wèn)題所在，保障再出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候能夠第一時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。最后，還要對(duì)整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)做出一定的計(jì)劃或者是嚴(yán)格的制度，這樣就能對(duì)所有機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，從而確保在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，第一時(shí)間處理和保證熱工自控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，火電廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)在火電廠的運(yùn)行中起到了決定性的作用。

2 火電廠熱工自動(dòng)控制的組成

火電廠的熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成，包括集散控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這與硬件的組成不同，硬件主要是按功能劃分的。其組成如下：

（1）分散控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)一般會(huì)應(yīng)用在很多火電廠中。這是自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要運(yùn)行系統(tǒng)。在每一個(gè)單元中，都有自己的分散控制系統(tǒng)。每2臺(tái)機(jī)組之間的數(shù)據(jù)線通常都會(huì)通過(guò)網(wǎng)橋接入電廠公網(wǎng)系統(tǒng)，例如，為了保證油泵房、空壓機(jī)房的安全，操作員監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸狀態(tài)可以設(shè)置在公網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，也可以通過(guò)機(jī)組操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)公網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控。機(jī)組操作員站應(yīng)盡可能配備DCS和DCH操作員站，并設(shè)置安全停機(jī)和停機(jī)操作按鈕，以防在不允許設(shè)置時(shí)控制中心倒塌。必須提供后備控制手段，確保DCS故障時(shí)鍋爐安全停爐。

（2）輔助系統(tǒng)。人機(jī)輔助切換系統(tǒng)主要由PLC組成。每一個(gè)輔助系統(tǒng)都是以不同形式存在。輔助系統(tǒng)一般都屬于監(jiān)控忙角區(qū)。實(shí)時(shí)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的主要區(qū)域一般會(huì)分為以下幾個(gè)部分：第一部分是監(jiān)控整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，另一個(gè)部分就是對(duì)整個(gè)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和監(jiān)控，保障在運(yùn)行環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問(wèn)題能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)。實(shí)際的監(jiān)控和整個(gè)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)際的信息傳輸，以及相互交換傳輸運(yùn)行數(shù)據(jù)，這是這個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，其首要的任務(wù)就是數(shù)據(jù)的傳送，即傳輸通道主要由數(shù)字進(jìn)行傳播，實(shí)現(xiàn)視頻的監(jiān)控。

（3）監(jiān)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程監(jiān)控就是火電廠自動(dòng)化控制技術(shù)在火電工程中的運(yùn)用，必須突出自動(dòng)化的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)自動(dòng)化的過(guò)程中，首先要注意監(jiān)控的方式，遠(yuǎn)程監(jiān)控是目前自動(dòng)化領(lǐng)域非常常用的一種設(shè)計(jì)理念。進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)，具有嚴(yán)格的監(jiān)控范圍。雖然有著極強(qiáng)的針對(duì)作用，但是卻有著局限性。這種局限性的范圍比較小，不適合大型設(shè)備。隨著火電自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備將越來(lái)越先進(jìn)。顯然，這種遠(yuǎn)程監(jiān)控具有很強(qiáng)的局限性，不適合目前大型火電設(shè)備，也可能影響通信速度。因此，雖然安裝監(jiān)視器可以節(jié)約成本，但并不適合火電自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

首先，集中式就是集中監(jiān)控的重要設(shè)計(jì)點(diǎn)。由于其中復(fù)雜的操作關(guān)系，來(lái)對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。更加便于在第一時(shí)間得之問(wèn)題并且進(jìn)行維護(hù)事實(shí)上，在火電廠運(yùn)行過(guò)程中集中監(jiān)控是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。據(jù)了解，集中監(jiān)控的設(shè)計(jì)是不受到控制站所影響的，其中所有的設(shè)備功能都是隨著設(shè)計(jì)的理念增長(zhǎng)而增加，但也有些負(fù)面的設(shè)計(jì)會(huì)會(huì)影響到工作的速度。另外集中控制的設(shè)計(jì)理念主要是把火電設(shè)備中存在的功能都結(jié)合在一起，這必然會(huì)增加主機(jī)的任務(wù)。隨著任務(wù)的不斷增加，需要增加電纜的數(shù)量，從而增加企業(yè)的投資成本。再次，集中監(jiān)控會(huì)導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)上輔助點(diǎn)線短路。一旦發(fā)生短路，火電設(shè)備就不能正常工作，增加了檢修費(fèi)用。如果設(shè)備集中在一個(gè)處理器上，各種布線復(fù)雜，難以纏繞，容易引起故障。

3 火電廠熱工自動(dòng)控制可靠性分析

3.1 單元機(jī)組智能化

智能控制系統(tǒng)是主流控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。機(jī)組廣泛采用集散控制系統(tǒng)，大大提高了機(jī)組的監(jiān)控能力。然而，目前分布式控制系統(tǒng)的智能化程度還比較低，近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和一些單片機(jī)的使用，各種智能控制系統(tǒng)層出不窮。單位自動(dòng)化、智能化程度進(jìn)一步提高，智能儀表和軟件的應(yīng)用將成為智能電站的關(guān)鍵。

3.2 過(guò)程優(yōu)化

在過(guò)去的發(fā)展過(guò)程中，很多的設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，這些問(wèn)題大部分都和設(shè)備的軟件有關(guān)，還有一部分的模擬控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)范圍和質(zhì)量的指標(biāo)也會(huì)隨著遞減。優(yōu)化火電廠的遠(yuǎn)程控制技術(shù)是目前企業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)。據(jù)了解，火電廠行業(yè)逐漸朝著市場(chǎng)商品化的方向進(jìn)行發(fā)展。在各個(gè)行業(yè)日益競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中。這一項(xiàng)的控制系統(tǒng)安全性能比較可靠，也有著較好的發(fā)展效益。例如，火電廠的鍋爐可以通過(guò)機(jī)械燃燒煤炭來(lái)加大火力發(fā)電，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)可以直接對(duì)鍋爐某個(gè)系統(tǒng)燃耗做出命令。機(jī)組正常運(yùn)行的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)的實(shí)際狀況進(jìn)行配煤和燃燒，防止發(fā)生燃燒惡化導(dǎo)致燃油燃燒。因此要優(yōu)化發(fā)電廠的每一個(gè)機(jī)械的系統(tǒng)升級(jí)。

3.3 優(yōu)化APS技術(shù),完善系統(tǒng)控制

合理加強(qiáng)APS技術(shù)，強(qiáng)化其應(yīng)用技術(shù)。這一項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用是火電廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化、程序化的重點(diǎn)技術(shù)。更是熱控系統(tǒng)的重要部分。一定要確保工作人員的操作技術(shù)，以此避免系統(tǒng)停止運(yùn)行帶來(lái)的問(wèn)題，提升熱控系統(tǒng)的性能，制定嚴(yán)格的機(jī)組檢修模式。當(dāng)火電廠工作能力增加時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)儀表校驗(yàn)，提升系統(tǒng)的自控能力和完善火電廠的熱控技術(shù)。

3.4 集中配置單元機(jī)組

據(jù)調(diào)查了解電廠的技術(shù)改造一般都是在配置中實(shí)現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)通常都會(huì)采用監(jiān)控系統(tǒng)去控制電廠的火電設(shè)備，據(jù)了解監(jiān)控系統(tǒng)都是比較昂貴且分散的，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，監(jiān)控室可以對(duì)整個(gè)火電廠所有的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督控制。其次隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升集控室也正在隨之增加，成為了一體化的控制監(jiān)控室，是節(jié)約成本、提高運(yùn)行效率的重要保障。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)火電廠熱工自動(dòng)控制可靠性的研究發(fā)現(xiàn)，隨著信息化的發(fā)展、電子設(shè)備的大規(guī)模使用，我國(guó)的火電廠也逐漸發(fā)展起來(lái)，其中熱工自動(dòng)控制技術(shù)正在完善和升級(jí)，必須要優(yōu)化好單元機(jī)組智能化、優(yōu)化APS技術(shù)，完善各個(gè)系統(tǒng)的控制，確?；痣姀S系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。