火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分析與優(yōu)化創(chuàng)新

吳少軍

摘要：在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，電力自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用逐漸廣泛，推動(dòng)了火力發(fā)電廠的自動(dòng)化發(fā)展。同時(shí)，借助火力發(fā)電廠數(shù)據(jù)通信收集這一渠道，使技術(shù)發(fā)展逐步邁向更廣闊的新型領(lǐng)域。與傳統(tǒng)火力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)比而言，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控為依托開展的各類測(cè)量、監(jiān)控和保護(hù)工作，加快了現(xiàn)場(chǎng)總線工業(yè)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展的實(shí)現(xiàn)，與此同時(shí)，發(fā)電效率也有所提高，是電力生產(chǎn)與管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要標(biāo)志，對(duì)火電廠的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不可估量的影響。

關(guān)鍵詞：熱工自動(dòng)化;火力發(fā)電;應(yīng)用;創(chuàng)新

1熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的作用

1.1提高發(fā)電效率

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，人們生活水平逐漸提高，對(duì)于電力的需求不斷增多，在供電質(zhì)量方面的關(guān)注度越來越高。在這種情況下，不僅為我國(guó)火力發(fā)電廠提供一個(gè)巨大發(fā)展機(jī)遇，還對(duì)火力發(fā)電廠帶來嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為了更好地滿足人們?cè)诠╇娏亢凸╇娰|(zhì)量方面需要，滿足市場(chǎng)需求，提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大企業(yè)影響，火力發(fā)電廠需要不斷優(yōu)化和改進(jìn)發(fā)電模式和供電質(zhì)量，最大限度地提高自身發(fā)電效率。將熱工自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在火力發(fā)電廠，能夠通過自動(dòng)化、精密化設(shè)備，不斷對(duì)原有的發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電模式進(jìn)行改造和升級(jí)，提高發(fā)電效率，保證整個(gè)系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，滿足人們?cè)陔娏?yīng)方面需要。

1.2優(yōu)化火力發(fā)電資源配置

火力發(fā)電廠發(fā)電效率很大程度上受到資源配置和利用因素影響，如果火力發(fā)電廠選擇較為落后的技術(shù)和設(shè)備，很難將電力設(shè)備和材料的價(jià)值、作用充分全面發(fā)揮出來，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的人員、資源等浪費(fèi)。針對(duì)部分相對(duì)較為落后的發(fā)電設(shè)備，如果未做好保養(yǎng)和維修工作，對(duì)火力發(fā)電有效性同樣會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。熱工自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在火力發(fā)電中，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類存在隱患設(shè)備，使發(fā)電效率有明顯提升。另外，熱工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還可以通過人工合一等方式，使發(fā)電資源利用有效性明顯提升。

2我國(guó)熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中應(yīng)用的現(xiàn)狀

2.1 熱工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

熱工測(cè)量技術(shù)是火力發(fā)電生產(chǎn)運(yùn)行中的常規(guī)應(yīng)用技術(shù)，測(cè)量對(duì)象十分廣泛，涉及到溫度、壓力、流量等，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，目前熱工測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用方式已經(jīng)完全由人工操作，例如在溫度測(cè)量方面，基于傳感器收集、控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方式，不同規(guī)格機(jī)組對(duì)熱工測(cè)量控制系統(tǒng)需求存在差異，一般來說，125MW以下機(jī)組多采用DDZ-2型溫度變送器，300MW以上的機(jī)組則采用熱點(diǎn)偶熱電阻信號(hào)直接傳導(dǎo)到電子室。

2.2 DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

DCS（DistributedControlSystem）即分布式控制系統(tǒng)，宏觀層面上說，它屬于過程控制級(jí)、監(jiān)控級(jí)構(gòu)建的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中分級(jí)管理、配置靈活、分布控制、集中操作等要求，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的應(yīng)用高價(jià)值。

綜合國(guó)內(nèi)外火力發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)革命歷程，DCS系統(tǒng)是在發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用實(shí)踐效果最為突出的，一般的DCS都意味著一個(gè)局域網(wǎng)系統(tǒng)，以及分布在局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，共同構(gòu)建一個(gè)控制系統(tǒng)，進(jìn)而在局域網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組之間建立連接，即可滿足對(duì)控制系統(tǒng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)控制的需求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化應(yīng)用。

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)例子來說，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，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到科技的力量，鄧小平同志也說過，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)電過程中可能出現(xiàn)的麻煩。

3.2加強(qiáng)DCS控制系統(tǒng)的研發(fā)

自律分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要為“垂直型”和“水平型”兩種，在垂直型結(jié)構(gòu)中，如果上位子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則下位子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)局部控制，但子系統(tǒng)之間的沒有協(xié)調(diào)性。而在水平型結(jié)構(gòu)中，情況正好相仿，整個(gè)系統(tǒng)中不分上下，一部分子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，并不影響其他的正常工作，但彼此之間的信息徹底中斷，缺乏控制性;面對(duì)這一現(xiàn)象，DCS控制系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)以“自律型”為方向——實(shí)現(xiàn)自律可協(xié)調(diào)性與自律可控性的有效統(tǒng)一，其中“自律可協(xié)調(diào)性”是指無論哪一部分子系統(tǒng)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)都可以協(xié)調(diào)控制自身的工作狀態(tài)，并滿足子系統(tǒng)之間的通信重構(gòu)。

3.3完善自動(dòng)化運(yùn)行中的保障措施

（1）自動(dòng)化設(shè)備的安裝階段。在自動(dòng)化設(shè)備的初步安裝階段，必須按照廠家的安裝指示進(jìn)行安裝，有些設(shè)備的安裝可能不適合該火力發(fā)電廠，這時(shí)候企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該積極與廠家進(jìn)行溝通，讓廠家派人過來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，切勿自行調(diào)整安裝方法，以免遺留安全隱患。安裝完畢進(jìn)行調(diào)試時(shí)必須要有一定的安全保護(hù)裝置，以免在調(diào)試過程中出現(xiàn)意外，確保各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)之后，再將這個(gè)設(shè)備投入使用，一旦哪一項(xiàng)指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)，即使誤差很小也要立即進(jìn)行檢查。

（2）盡量使用成熟的技術(shù)。雖然越先進(jìn)的技術(shù)越能提高火力發(fā)電廠的產(chǎn)電效率，但是如果科技人員剛剛研發(fā)出來的技術(shù)，該技術(shù)還處于調(diào)試階段就投入使用，在增加企業(yè)利潤(rùn)的同時(shí)也增加了發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。而使用成熟的自動(dòng)化技術(shù)增加了機(jī)組運(yùn)行的可靠性，因?yàn)槌墒斓淖詣?dòng)化技術(shù)下生產(chǎn)出來的自動(dòng)化設(shè)備與其他的裝置相匹配，不會(huì)產(chǎn)生排斥現(xiàn)象，就像組裝電腦經(jīng)常發(fā)生問題一樣，可能CPU性能極高，但是其他的電腦配件不支持這種CPU性能的發(fā)揮，反而會(huì)對(duì)CPU造成損害。

（3）各種檢測(cè)設(shè)備的使用。目前我國(guó)的熱工自動(dòng)化技術(shù)在檢測(cè)方面和控制方面越來越趨于完善，但是在報(bào)警自動(dòng)化和保護(hù)自動(dòng)化方面還不夠完善，在報(bào)警自動(dòng)化方面，應(yīng)該在每一個(gè)有可能發(fā)生事故的裝備上都配有一個(gè)自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警。

（4）加強(qiáng)對(duì)于線纜的保護(hù)。在火力發(fā)電廠中應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要許多的線纜進(jìn)行連接，與其他的工廠不同，火力發(fā)電廠的作業(yè)環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，安全隱患也較多，企業(yè)對(duì)于線纜的保護(hù)是保證自動(dòng)化設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵部分，一方面企業(yè)可以通過積極研發(fā)新技術(shù)減少電纜的使用，另一方面，工作人員需要經(jīng)常對(duì)電纜進(jìn)行檢查和維修，確保不會(huì)出現(xiàn)電纜斷裂或者融化的現(xiàn)象。

4火電廠熱工自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1與PLC融合

PLC是具有可編程功能的存儲(chǔ)器，可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部程序進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)運(yùn)算指令進(jìn)行快速執(zhí)行。火電廠在對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，可將DCS與PLC進(jìn)行有機(jī)融合，這樣能夠使DCS系統(tǒng)具備邏輯控制功能，從而使順序控制過程得以優(yōu)化。

4.2引入IGDS

火電廠歸屬于工業(yè)領(lǐng)域的范疇，IGDS是目前最為先進(jìn)的工業(yè)圖形顯示系統(tǒng)，在DCS系統(tǒng)中引入IGDS，可使人機(jī)交互界面的整體效果獲得大幅度提升，不但顯示速度可以變得更快，而且還能使畫面有所增多。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)快速發(fā)展的背景下，熱工自動(dòng)化技術(shù)也在逐步朝著更成熟、更完善的方向發(fā)展。尤其是在新技術(shù)和新工藝層出不窮和廣泛應(yīng)用的背景下，給火力發(fā)電廠中的各項(xiàng)技術(shù)更新提供了必要條件，既推動(dòng)了火力發(fā)電廠的自動(dòng)化水平，又保證了其安全性和穩(wěn)定性，對(duì)提升火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益也有積極意義。

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