火電廠熱工自動化控制的應(yīng)用實(shí)踐及發(fā)展方向

牛志龍

[摘? ? 要]隨著當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)水平不斷的創(chuàng)新發(fā)展，在人們的生活和生產(chǎn)工作中對于火電廠供電提出了更高的要求。當(dāng)前火電廠運(yùn)行中熱工自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用時間比較晚，因此在很多應(yīng)用的細(xì)節(jié)方面還存在一些問題，這些問題需要不斷的改善，從而加強(qiáng)火電廠自動化技術(shù)的研究和分析，通過不斷創(chuàng)新滿足火電廠發(fā)展運(yùn)行的要求。在具體的熱工自動化應(yīng)用過程中存在的問題主要有鍋爐壓力變化較大、整個自動化技術(shù)的可靠性不高、自平衡能力較差等。為了提升熱工自動化的整體運(yùn)行水平，確保整個火電廠的安全穩(wěn)定，就需要對火電廠熱工自動化控制的實(shí)際應(yīng)用以及未來的發(fā)展方向進(jìn)行全面的研究和分析，實(shí)現(xiàn)我國電力行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]火電廠;熱工自動化;控制應(yīng)用;發(fā)展方向

[中圖分類號]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（21）04–0–03

Application and Development Direction of Thermal Automation

Control in Thermal Power Plant

Niu Zhi-long

[Abstract]With the continuous innovation and development of science and technology in China， higher requirements have been put forward for power supply in thermal power plants in people's life and production work. At present， the application time of thermal automation control system in thermal power plant operation is relatively late， so there are still some problems in many application details， which need to be improved continuously. In order to strengthen the research and analysis of thermal power plant automation technology， through continuous innovation to meet the requirements of thermal power plant development and operation. The main problems in the application process of thermal automation are the large change of boiler pressure， the low reliability of the whole automation technology and the poor self-balancing ability. In order to improve the overall operation level of thermal automation effectively and ensure the safety and stability of the whole thermal power plant， it is necessary to study and analyze the practical application of thermal automation control and the future development direction of thermal power plant to realize the steady development of power industry in China.

[Keywords]thermal power plant; thermal automation; control application; development direction

當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，對于電力能源使用需求的增加給火電廠運(yùn)行帶來了很大的壓力，各地區(qū)對于火電廠的技術(shù)資金和人員投入都在不斷增加。同時，對于先進(jìn)的電氣生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)也在創(chuàng)新改進(jìn)，這樣能夠保證電力生產(chǎn)的工作效率和質(zhì)量，為后續(xù)電力能源的使用提供良好的幫助。另外，火電廠的電力資源在生產(chǎn)運(yùn)行過程中還要結(jié)合熱工自動化技術(shù)的優(yōu)勢，對熱工設(shè)備生產(chǎn)工作進(jìn)行全面的管控，促進(jìn)設(shè)備在工作期間的工作水平，避免異常和故障問題的發(fā)生，同時還要對運(yùn)行中的問題進(jìn)行及時解決，防止給熱工設(shè)備造成損害，影響到整個發(fā)電系統(tǒng)的使用。確保我國火電廠運(yùn)行發(fā)展的穩(wěn)定與安全。

1 火電廠熱工自動化控制概述

1.1 火電廠熱工自動化控制內(nèi)涵

我國火電廠運(yùn)行過程中熱工自動化是指在沒有任何工作人員參與下，通過自動化控制原理以及計(jì)算機(jī)管理體系和相關(guān)的控制裝置對整個火電廠的機(jī)械設(shè)備零件進(jìn)行控制，從而保證整個系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定?；痣姀S熱工自動化系統(tǒng)中會涉及到一些主機(jī)自動化以及輔助設(shè)備自動化等方面。這些模塊都是由自動控制、測量、信息采集、處理、保護(hù)系統(tǒng)等不同的自動化模塊組成。通過火電廠的熱工自動化系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程中設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，合理控制設(shè)備的運(yùn)行順序，保證整個系統(tǒng)的安全檢測和應(yīng)用。因此，可以看出，通過熱工自動化技術(shù)可以加強(qiáng)火電廠運(yùn)行設(shè)備的安全和可靠，同時提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低工程的運(yùn)行成本，保證設(shè)備的使用安全。

1.2 火電廠熱工自動化中自動控制理論及基本應(yīng)用

火電廠熱工自動化控制是在火電廠運(yùn)行中使用熱工設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，生產(chǎn)期間通過對全過程的測量數(shù)據(jù)等相關(guān)參數(shù)的管理，保證整體設(shè)備運(yùn)行符合規(guī)范要求。但是這種常見的熱工參數(shù)管理過多的依賴于技術(shù)人員，這會增加整個火電廠運(yùn)行的成本。而且人工在進(jìn)行參數(shù)管理的過程中由于一些人為因素也會造成檢測不及時和誤檢的情況發(fā)生，從而引發(fā)嚴(yán)重的生產(chǎn)質(zhì)量問題。因此，通過熱工自動化技術(shù)的構(gòu)建可以實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的自動化管理，特別是做到設(shè)備的自動檢測、自動控制、自動報警、自動保護(hù)等工作，這對于后續(xù)發(fā)電生產(chǎn)工作會產(chǎn)生很大的影響。在整個熱工自動化控制系統(tǒng)過程中會使用到自動化儀表、自動化裝置，這樣能夠提高火電廠的運(yùn)行自動化水平。

另外，發(fā)電機(jī)組在生產(chǎn)的過程中其生產(chǎn)效率也得到了很大的提升，同時節(jié)約了人力資源。如果火電廠熱工設(shè)備在運(yùn)行使用的過程中出現(xiàn)了相應(yīng)的問題，自動化系統(tǒng)可以通過報警裝置及時發(fā)出警報，這樣能夠提醒工作人員及時趕到故障現(xiàn)場，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)以及故障的排除，避免后續(xù)問題的嚴(yán)重化。自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用對于整個火電廠電力生產(chǎn)工作的開展具有非常重要的意義，需要火電廠在今后的生產(chǎn)過程中不斷地加強(qiáng)對熱工自動化技術(shù)的研究，保證整個自動化優(yōu)勢的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)火電廠生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。

2 熱工自動化技術(shù)的故障及應(yīng)對措施

在火電廠熱工自動化技術(shù)應(yīng)用的過程中，熱工設(shè)備也會出現(xiàn)相應(yīng)的故障問題，這些問題會影響到整個系統(tǒng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)，其中包括電纜故障造成的誤動問題處理。為了避免一個設(shè)備機(jī)柜中安裝多個設(shè)備和組件，防止組件和設(shè)備之間相互的干擾，造成整個系統(tǒng)運(yùn)行的紊亂和故障問題的發(fā)生。同時，在線路安裝及后期維護(hù)時還要保證線路正常的使用線路進(jìn)行簡單有序的設(shè)置，避免線路交叉造成的線路故障問題，定期地對電源進(jìn)行檢查。如果電壓輸出量過高或過低，都需要及時更換電源模件。除此之外，熱工儀表的參數(shù)故障問題。熱工儀表在工作時參數(shù)曲線會在一定的合理范圍之內(nèi)出現(xiàn)浮動，但不能超過相應(yīng)的限制，否則就會導(dǎo)致整個工作系統(tǒng)出現(xiàn)異常的情況。如果異常問題發(fā)生工作人員要及時地進(jìn)行檢查分析，對設(shè)備故障進(jìn)行排查。通過相關(guān)參數(shù)的研究，確定最終的故障位置以及采取的故障維修方法，將不良的影響控制到最低。

3 火電廠熱工自動化的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 優(yōu)化熱控制系統(tǒng)

在火電廠熱工自動化技術(shù)應(yīng)用的過程中需要加強(qiáng)對熱控系統(tǒng)的優(yōu)化，①優(yōu)化汽輪機(jī)監(jiān)視儀表系統(tǒng)能夠提高整個設(shè)備運(yùn)行的可靠性，通過全面的研究和調(diào)查分析對汽輪機(jī)監(jiān)視儀表進(jìn)行優(yōu)化之后，能夠避免各種故障問題的發(fā)生。②增強(qiáng)抗干擾能力和接地的效果。目前我國火電廠熱工自動化技術(shù)應(yīng)用過程中會受到很多外界因素的影響，為了控制這些不良因素造成的干擾問題，就需要加強(qiáng)控制系統(tǒng)的抗干擾能力和接地可靠性，保證整個熱工控制系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。防止控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)誤差以及運(yùn)行不穩(wěn)定的情況發(fā)生，給整個熱工自動化技術(shù)的應(yīng)用帶來不良的影響。③優(yōu)化熱控系統(tǒng)的邏輯性，熱控系統(tǒng)與控制設(shè)備在運(yùn)行過程中電磁強(qiáng)度比較大，所以既會受到外部環(huán)境的影響也會由于自身運(yùn)行導(dǎo)致異常情況的發(fā)生，引起信號錯誤的不良情況。一但出現(xiàn)錯誤測量信號，將會給整個系統(tǒng)的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的傳遞帶來危害。

3.2 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化

在對火電廠熱工自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用之前要做好相應(yīng)的軟件測試和評價，保證整個軟件應(yīng)用過程中的合理性。通過選用各種不同的控制系統(tǒng)，確保熱工系統(tǒng)的工作效率。同時實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果，在火力發(fā)電廠中，提高對電煤脫硫速度以及電煤脫硫質(zhì)量，能夠保證自動化系統(tǒng)對脫硫吸收部分的合理控制，避免對環(huán)境造成不良的影響。另外，還要不斷提高整個機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性，發(fā)揮熱工自動化控制系統(tǒng)的節(jié)能減排效果。

3.3 安全指標(biāo)優(yōu)化

在火力發(fā)電廠熱工自動化系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，還要保證整個火電廠的運(yùn)行平穩(wěn)，考慮到火電廠在日后使用過程中的節(jié)能問題。如果平時工作發(fā)生異常情況會導(dǎo)致設(shè)備故障引起停工將會造成大量資源的損耗，再次開啟時還會消耗很多的能源。因此，導(dǎo)致火力發(fā)電廠節(jié)能減排效果受到嚴(yán)重的影響。在進(jìn)行火力發(fā)電廠運(yùn)行時，要最大限度地降低發(fā)電機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的概率，合理的減少因非正常原因造成的停工問題。另外，還需要對各種機(jī)械設(shè)備和工作區(qū)域進(jìn)行檢查，防止安全事故的發(fā)生。除此之外，還需要結(jié)合智能化的自動監(jiān)控系統(tǒng)徹底的改變?nèi)斯げ僮鞯膫鹘y(tǒng)模式，降低自動檢測的時間，提高整體的工作效率。加強(qiáng)對故障問題的提前預(yù)防，為整個火電廠的經(jīng)濟(jì)效益以及為整個火電廠的穩(wěn)定運(yùn)行起到很大的促進(jìn)作用，同時還可以降低各種污染物質(zhì)的排放。

3.4 等離子點(diǎn)火

在火電廠熱工自動化應(yīng)用的過程中，新技術(shù)是影響整個系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵，其中的等離子點(diǎn)火在節(jié)能環(huán)保技術(shù)方面具有很大的優(yōu)勢。它能夠改變傳統(tǒng)點(diǎn)火時受到煤炭質(zhì)量的影響，在遇到一些煙煤、貧煤和褐煤時，等離子點(diǎn)火采用的是機(jī)電機(jī)械壓縮以及開放式一體化的等離子發(fā)電器，這一設(shè)備的工作效率比較強(qiáng)，能夠成功地進(jìn)行煤炭的點(diǎn)燃。同時，這一技術(shù)還能有效地提高鍋爐的使用效率，降低對燃煤質(zhì)量的要求。除此之外，等離子點(diǎn)火系統(tǒng)采用的是高導(dǎo)電高導(dǎo)熱以及不易被氧化的合金材料，這些材料的穩(wěn)定性比較強(qiáng)，不需要進(jìn)行專門的惰性氣體保護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個系體的簡化操作，有效地降低了工程的運(yùn)行成本。

3.5 機(jī)組自動控制和脫硫

當(dāng)前，我國很多的火電廠使用的都是碳酸鈣濕法脫硫技術(shù)對尾氣進(jìn)行脫硫處理，同時燃爐部分和脫硫部分是相互獨(dú)立的，兩者之間僅是通過導(dǎo)線進(jìn)行串聯(lián)。這樣無法保證整個工程的運(yùn)行安全，也會影響到節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)揮。近些年隨著我國對環(huán)境問題的重視程度的不斷提高，一些先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備和節(jié)能技術(shù)已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到了火電廠熱工自動化系統(tǒng)中，將脫硫部分融合DCS控制系統(tǒng)能夠加強(qiáng)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用以及脫硫的節(jié)能減排效果。

3.6 變頻控制技術(shù)

火力發(fā)電廠中使用的變頻設(shè)備能夠有效地對能源進(jìn)行調(diào)節(jié)?；痣姀S企業(yè)購進(jìn)變頻設(shè)備時會消耗大量的成本，特別是高壓變頻器。因此需要為其設(shè)置專門的工作機(jī)房，在使用的過程中還要對干擾的信息進(jìn)行控制。所以，在火電廠引進(jìn)變頻設(shè)備之前要保證設(shè)備的使用效果，對設(shè)備的使用可行性進(jìn)行全面的分析，通過相關(guān)操作規(guī)范的制定保障設(shè)備的使用安全。

4 火電廠熱工自動化的發(fā)展方向

當(dāng)前我國火電廠熱工自動化的應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)水平的創(chuàng)新不斷發(fā)展，因此需要加強(qiáng)對發(fā)展方向的全面研究。首先是智能化發(fā)展方向，當(dāng)前熱工自動化技術(shù)應(yīng)用的過程中經(jīng)過多種技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠提高整體設(shè)備的運(yùn)行效率和運(yùn)行安全性，這表明先進(jìn)技術(shù)在整個火電廠運(yùn)行中具有非常好的應(yīng)用前景。在未來我國熱工自動化控制系統(tǒng)中仍然需要工作人員加強(qiáng)對先進(jìn)技術(shù)的研究和分析，保證整個熱工自動化控制工作的智能化發(fā)展，做好DCS系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用。通過在優(yōu)勢上的互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)熱工自動化設(shè)備整體運(yùn)行效果的全面提升，為我國火電廠發(fā)電起到積極的推動作用。其次是人性化發(fā)展方向。在未來我國火電廠進(jìn)行熱工自動化控制時，可以通過人機(jī)交互的方式提高整體的控制效率和便捷性。對于自動化控制應(yīng)用要采取人性化的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)人體結(jié)構(gòu)特征做好相應(yīng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析。同時，還需要對自動化系統(tǒng)的控制可靠性進(jìn)行不斷的提高，確保工作人員在整個操作過程中更加的舒適自然，實(shí)現(xiàn)我國熱工自動化控制系統(tǒng)工作效率的全面提升，也對我國火力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。

5 結(jié)語

我國現(xiàn)代化社會經(jīng)濟(jì)和城市運(yùn)行的穩(wěn)定發(fā)展過程中，對于電力能源的使用需求不斷增加。由于人們生活和生產(chǎn)過程中電力能源的使用量變化。因此，需要火力發(fā)電廠保證電力能源生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高整個火電廠運(yùn)行系統(tǒng)的合理性。在當(dāng)前火電廠運(yùn)行過程中使用熱工自動化技術(shù)，能夠保證整個火電廠運(yùn)行的效率和安全性。另外，工作人員還需要對火電廠熱工自動化技術(shù)的使用進(jìn)行全方面的研究和分析，找出系統(tǒng)中存在的缺陷，通過創(chuàng)新自動化技術(shù)，提高我國火電廠發(fā)電的整體經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

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