電廠熱控自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性分析

周 強

（七臺河市寶泰隆新材料股份有限公司，黑龍江七臺河 154600）

電力已成為人類社會發(fā)展、經濟發(fā)展的一種重要能源，也是人類賴以生存的基本能源。火力發(fā)電的穩(wěn)定性取決于火力發(fā)電系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性和可靠性，隨著系統(tǒng)中設備的數(shù)量還會越來越多，從技術上來看，必須不斷地改進自動化控制過程，總結以往的經驗，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在目前的熱控自動控制系統(tǒng)中將動態(tài)調整與遠程監(jiān)測技術相融合，使員工可以根據用戶的需要，對各生產環(huán)節(jié)進行科學的控制，減少設備運行時出現(xiàn)的安全事故，并對提高能源的利用率也有很大的幫助。

1 電廠自動控制系統(tǒng)的構成

1.1 分布式控制

所謂的“分布式”，就是由四個不同的操作系統(tǒng)組成，包括開發(fā)、維護、控制運行、聯(lián)網等四個部分。將通信系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)有機地融合在一起，形成一個完整的流程控制系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)的核心就是模塊，通過模塊來合理地分配系統(tǒng)的功能。比如，一個電廠，覆蓋了水、煤、灰等13個輔助車間的監(jiān)控，集中在一個單元控制室，與13個輔助車間的獨立控制體系相連，從而達到了一個統(tǒng)一的中央控制體系。該系統(tǒng)具有以下特點：13個輔助車間的設備狀態(tài)信息都集中在數(shù)據庫中，具有報表、報警、歷史記錄、運行記錄等多種功能。并且，操作人員可以在操作站中對各系統(tǒng)的生產設備進行監(jiān)測；采用雙冗余的結構和雙服務器結構，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，實現(xiàn)了多個PLC 系統(tǒng)的數(shù)據信息的整合，有利于分析、管理和優(yōu)化生產。

1.2 輔助熱控系統(tǒng)

在電廠的熱控自動化系統(tǒng)中除了采用傳統(tǒng)的核心控制方式外，還必須有一個輔助控制系統(tǒng)，而無人操作則是該系統(tǒng)的一個重要特征。在電廠的日常工作中可以采用手動方式由PLC 輸入控制命令，然后利用其模塊的數(shù)據接口和數(shù)據交換技術來完成整個熱控系統(tǒng)的正常工作，并利用數(shù)據傳送模塊進行數(shù)據傳送，并將所有的數(shù)據集中到主控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)無人操作，方便快捷。

1.3 實時監(jiān)測

目前的實時監(jiān)測系統(tǒng)分為兩個部分，一個是工廠的實時監(jiān)測系統(tǒng)，另一個是采集和管理信息，兩者既可以用數(shù)據接口，也可以用控制器來實現(xiàn)，可以在一定程度上實現(xiàn)信息的交換和數(shù)據的實時共享。當應用于監(jiān)測系統(tǒng)時可以根據現(xiàn)場的實際情況進行監(jiān)測和管理，并對參與生產的機械電氣設備進行有效的管理。實時監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能，就是針對電廠設備在使用過程中出現(xiàn)的問題進行及時控制，當出現(xiàn)問題時監(jiān)測系統(tǒng)會自動報警，讓員工在第一時間找到問題所在，進行相應的處置。

1.4 視頻網絡監(jiān)控系統(tǒng)

視頻網絡監(jiān)控系統(tǒng)在電廠的正常運行過程中發(fā)揮著非常關鍵的作用，可以對整個發(fā)電廠進行不間斷的監(jiān)控，保證了電廠的安全與穩(wěn)定。

2 電廠熱控制自動化系統(tǒng)的運行問題

2.1 影響因素復雜

隨著我國經濟的快速發(fā)展，對電力的地域、用電量的要求越來越高，電力部門也在不斷地擴展，以適應經濟發(fā)展的需要。這就造成了在電力和信號之間不斷增多的接口，嚴重地影響了信號的傳送速度和質量，同時還會增大故障的離散性，增大了控制自動化系統(tǒng)運行中的保護信號傳輸時間、控制系統(tǒng)的邏輯不清等問題。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，電廠要加強對設備、系統(tǒng)的維護和管理。

2.2 維修方式的滯后

國內許多電廠仍然采用傳統(tǒng)的熱控自動化管理和維護方式，采用定期維護的方式，也就是固定時間進行設備的檢查。這種維修方式不僅耗費人力物力，而且成效也較低，不利于提高電廠的生產效率。電廠的設備故障具有隨機性和不可預測性，如果在維護過程中出現(xiàn)了某些熱控部件的失效，將會對整個熱控自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產生不利的影響，甚至會導致機組的停機，從而對電廠的正常運行產生不利的影響。

2.3 熱控部件失效的原因

熱控部件失效是指部件的可靠性缺失。在發(fā)電廠運行過程中最害怕的就是設備故障和運行中斷。如果維修不及時，部件就會有問題。因此應該從整體上加強和改進管理，注重系統(tǒng)的容納度和過載程度，盡量減少此類現(xiàn)象的發(fā)生。

3 提高電廠熱控自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性措施

3.1 電廠單元控制機組智能化設計

通過提高電廠的智能控制，提高其響應速度，可以提高電廠的自動控制能力。DCS 是一種高智能、高靈敏度的分布式控制系統(tǒng)，可以在現(xiàn)有的計算機技術和網絡技術的基礎上，對機組的智能化進行持續(xù)地改造。在電廠的現(xiàn)場熱控自動化系統(tǒng)中采用DEH 和DCS 兩種控制方式。目前電廠的熱控自動化系統(tǒng)是一個高度集成的系統(tǒng)，對各個環(huán)節(jié)的連接速度和界面的適應性都有很高的要求，為了提高系統(tǒng)的控制區(qū)域的抗干擾性能，必須對各環(huán)節(jié)的軟件進行優(yōu)化，以提高數(shù)據的處理能力，同時還要盡可能地在各方面都提供相應的軟件，以滿足目前的生產水平。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，電廠的機械設備也得到了極大地改善，而熱能控制系統(tǒng)也是電廠必不可少的一部分，對整個系統(tǒng)的完善和發(fā)展起著至關重要的作用。必須要改進控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，從而保證電廠的穩(wěn)定發(fā)展。

3.2 加強電廠DCS系統(tǒng)操作人員的技術培訓

DCS 控制系統(tǒng)的安全狀態(tài)是DCS 系統(tǒng)功能得以正常運行的前提，也是DCS 系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要保障，如果DCS 系統(tǒng)的操作者出現(xiàn)了操作上的問題，那么DCS 的穩(wěn)定性就會受到影響，從而影響到DCS 的運行狀態(tài)，從而影響到電廠的經濟和安全。為了提高DCS 控制系統(tǒng)的操作人員的技術水平，將DCS 控制系統(tǒng)技術和技能作為核心，提高了DCS 控制系統(tǒng)操作水平，確保DCS 控制系統(tǒng)功能的發(fā)揮與整體穩(wěn)定性，使得電廠技術、經濟、安全等方面目標得以實現(xiàn)。在DCS 控制系統(tǒng)中要提高員工的文化素養(yǎng)，并將其作為主要的學習內容，通過強化培訓，使其能夠勝任DCS 的運行和控制。需要將DCS 控制系統(tǒng)中的故障和問題結合起來，以便對工作人員進行實務培訓，將實際問題作為案例，從而針對性地了解DCS 的相關知識和技術。電廠的熱控自動化系統(tǒng)受人為因素的影響較多，為防止人為因素對電廠的熱控系統(tǒng)產生不利影響，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要采取一些行之有效的措施，以提升員工的專業(yè)素質和綜合素質。①電廠要設立專用培訓機構，定期組織員工參加專業(yè)培訓，讓員工掌握有關的知識和技術，并能熟練地使用各類設備。對員工進行系統(tǒng)化、專業(yè)化的培訓，能夠有效地提升員工的技術水平，使其熟練掌握熱控制系統(tǒng)的運行，保證火力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。②在熱控自動化系統(tǒng)中要配備專業(yè)的技術人員，將各類熱控自動化輔助設備引入到熱控自動化系統(tǒng)中并對數(shù)據接口和通信協(xié)議進行嚴格的檢查，確保數(shù)據的有效交換，保證在實際操作中各接口能夠在不同協(xié)議的支撐下正常工作。

3.3 加強技術投入，提升熱控元件質量

熱控單元是電廠和熱控系統(tǒng)的基本單元，其技術含量和控制部件的質量直接影響到熱控設備的性能。通過對電廠實際運行的分析，發(fā)現(xiàn)許多電廠熱控設備的失效都是由元器件引起的，尤其是隨著電廠智能化和自動化水平的不斷提高，熱控元件的重要性日益凸顯。電廠在選用熱控元件時應根據其自身的裝置和系統(tǒng)的具體要求，選用合適的設備，以確保其最大的效能。還要對熱控部件的品質進行嚴格的檢查，尤其是熱控元件的采購，必須要經過嚴格的審查，以挑選出質量好、安全性好、技術好、工作穩(wěn)定的熱控元件。

3.4 加速電源控制機組的智能化與自動化建設

在電廠的熱控自動化系統(tǒng)中，單元控制裝置是一個非常關鍵的環(huán)節(jié)，引入了自動化技術，實現(xiàn)了有效的控制。要改善電廠的自控系統(tǒng)，就需要在電廠的機動性和靈活性上，利用這種高效率的裝置，來實現(xiàn)對電廠的動態(tài)監(jiān)測。智能技術的飛速發(fā)展，使現(xiàn)有的自動化設備不斷落后、淘汰，在今后的電力系統(tǒng)中將會有更多的新的智能化設備。在電廠熱控系統(tǒng)中采用了DCS、DEH 等智能系統(tǒng)，對提高機組的工作效率起到了很好的作用。

3.5 加強APS技術與裝備維修

APS 技術是熱控自動化系統(tǒng)中的一個重要組成部分，為了保證整個熱控自動化系統(tǒng)的正常運轉，各部分的協(xié)調與干預時間至關重要，相關的條款和操作規(guī)范是保證整個熱控自動化系統(tǒng)合理化的前提。加強APS 技術可以有效降低運行錯誤，縮短啟動時間，有利于提高整個熱控自動化系統(tǒng)的性能。對設備的維修制度和周期也要進行相應的調整，制定一個靈活、健全的制度，對各主要環(huán)節(jié)進行記錄與分析，以保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉。為了解決熱控自動化系統(tǒng)中存在的數(shù)據傳輸不及時、誤傳等問題，利用錯誤容量邏輯對熱控自動化系統(tǒng)進行了優(yōu)化，該方法能有效地抑制由于邏輯錯誤引起的熱控系統(tǒng)的誤動，降低了熱控自動化系統(tǒng)的誤動。對熱控電路進行優(yōu)化，以防止保護邏輯的延遲，從而使整個熱控制系統(tǒng)失去保護。熱控自動化系統(tǒng)在運行期間，由于周圍電場、磁場等因素的影響，使其精度降低，造成設備暫時失效，使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生混亂，造成機組斷電和跳閘。優(yōu)化熱控電路就可以改善熱控制自動化系統(tǒng)的抗干擾性。為了保證測試儀器的準確性，電廠員工必須加強對測試儀器設備的檢驗。在設計熱控系統(tǒng)時，應考慮電場、磁場對系統(tǒng)的影響，采取相應的屏蔽措施，以增強系統(tǒng)的抗干擾性。隨著電網自動化和智能化的不斷提高，熱控自動化的應用越來越廣泛。然而，目前國內火力發(fā)電廠的熱控自動化系統(tǒng)仍停留在傳統(tǒng)的運行模式上，與電力市場的發(fā)展有很大差距。為此，必須對熱控制自動化系統(tǒng)進行改變。熱控自動化系統(tǒng)通過使用測溫儀、傳感技術來實現(xiàn)對熱控自動化系統(tǒng)的實時監(jiān)控，及時掌握設備的工作狀況，并根據實際操作狀況進行維修，防止過多的維修。要對火力發(fā)電廠熱控自動化系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)進行優(yōu)化，以改善其信息處理能力、計算能力和控制能力，使熱控系統(tǒng)的各項操作程序能夠得到積極的響應，從而使熱控系統(tǒng)的工作效率得到進一步的提升。

3.6 采用先進的技術進行系統(tǒng)故障的高效處理

在處理系統(tǒng)的邏輯錯誤時應注意采用合理、有效的方法，對系統(tǒng)邏輯的設計缺陷進行最小化，以防止在新裝置的運行中出現(xiàn)同樣的錯誤和問題，從而有效地減少了誤動作和拒絕動作的發(fā)生。在對該系統(tǒng)進行特定的優(yōu)化處理時首先要對該系統(tǒng)進行性能檢測，并根據各檢測點的結果來判定和評估該系統(tǒng)的邏輯是否合理，在此基礎上，通過添加質量代碼來提高檢測結果的準確性，使系統(tǒng)在以后的工作中對信號路基的實際狀況做出準確的判斷，并給出相應的操作命令，避免出現(xiàn)拒動、誤動等問題。其次，當有關工作人員在進行熱控設備故障時要防止發(fā)生這種故障，就需要對整個熱控系統(tǒng)的工作環(huán)境進行優(yōu)化，以便對引起故障的相關風險因素進行及時有效地控制和處理。員工每天都要對設備的運行狀態(tài)、環(huán)境中的溫度、濕度進行實時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常，應立即采取相應的處理措施。

4 結束語

為適應不斷增加的用電需求，各電廠企業(yè)紛紛改革傳統(tǒng)的控制方式，將熱控自動化技術引入到目前的電的控制系統(tǒng)中，利用熱控自動化技術，可以實現(xiàn)對電廠設備進行遠程監(jiān)控，同時還可以對電力系統(tǒng)的運行情況進行實時監(jiān)測，從而及時了解到電廠設備的故障。熱控自動化技術不僅可以用于電力系統(tǒng)的運行，而且可以作為電廠內部各種動態(tài)監(jiān)測工作的參考。為了實現(xiàn)對電廠的設備進行遠程監(jiān)測和實時的參數(shù)更新，需要不斷對電廠的熱控技術進行改進和優(yōu)化。