電廠熱控自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性研究

梁梟

（國能浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江 寧波 315800）

在電廠運行過程當(dāng)中，熱控自動化系統(tǒng)具有十分重要的作用，也是機(jī)組控制系統(tǒng)當(dāng)中的一項重要組成。熱控自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在實際運行時對穩(wěn)定性具有較高要求。具體來說，熱控自動化系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，直接影響到電廠機(jī)組的平穩(wěn)運行，與電廠未來的發(fā)展具有密切聯(lián)系。因此，相關(guān)電廠需要采取有效的措施，維持熱控自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。而對于電廠熱控自動化系統(tǒng)而言，系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性與優(yōu)劣程度，影響到電廠熱工系統(tǒng)的穩(wěn)定性，隨著電廠系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備儲存量不斷增大，需要進(jìn)一步完善其自動化技術(shù)，并總結(jié)經(jīng)驗，使自動化管理系統(tǒng)得到優(yōu)化，全面提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，從而保證火電廠機(jī)組的正常和穩(wěn)定發(fā)電，使電廠發(fā)電的整體供應(yīng)效率得到提高。

1 熱控自動化技術(shù)概述

為了保證電廠發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運行，使電廠經(jīng)濟(jì)效益得到提升，需要采取有效的控制措施。在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程當(dāng)中，人們的日常生活與生產(chǎn)都和電力資源具有密切聯(lián)系。為了使社會發(fā)展需求得到滿足，需要有效保證電廠生產(chǎn)質(zhì)量和效率，并加大機(jī)組投入量，提升機(jī)組容量，這也對相關(guān)生產(chǎn)體系的自動化管理系統(tǒng)有了更高要求。在電力生產(chǎn)期間，相關(guān)工作人員需要對低碳經(jīng)濟(jì)理念進(jìn)行堅持，并對節(jié)能降耗原則進(jìn)行貫徹與執(zhí)行，使熱控自動化技術(shù)得到積極應(yīng)用，使傳統(tǒng)的電廠生產(chǎn)系統(tǒng)和管理體系得到改造。具體而言，相關(guān)工作人員需要合理運用編程語言，有效控制系統(tǒng)操作，以此來使電能生產(chǎn)的自動化水平得到提升。在此過程當(dāng)中，通過控制電場生產(chǎn)過程中的溫度變化，可以相同燃料來獲得更多電力產(chǎn)量，這樣一方面可以提升生產(chǎn)效率，另一方面還能夠確保生產(chǎn)活動的有效開展。

2 熱控自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

2.1 分散控制系統(tǒng)

分散控制系統(tǒng)屬于綜合性的多級計算機(jī)系統(tǒng)，其主要由過程控制級與監(jiān)控級所組成，其溝通紐帶為通信網(wǎng)絡(luò)。此系統(tǒng)對計算機(jī)的4G技術(shù)進(jìn)行了充分應(yīng)用，具有控制、通訊以及顯示等功能。在系統(tǒng)的運行過程當(dāng)中，可以有效實現(xiàn)分級管理、分散控制、集中操作、配置靈活、組態(tài)方便以及集中顯示等運行目標(biāo)。與此同時，分散控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，即使在電廠熱控較為惡劣的環(huán)境當(dāng)中，其可靠性仍相對較高。此系統(tǒng)通常包括四個獨立接口部分，分別為網(wǎng)間通信接口、開發(fā)維護(hù)接口、運行操作接口以及現(xiàn)場控制接口。通過靈活組態(tài)與合理配置各個接口，可以分散控制多個控制系統(tǒng)，具體涉及到爐膛安全系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、鍋爐燃燒控制系統(tǒng)以及順序控制系統(tǒng)等。

2.2 輔助控制系統(tǒng)

在熱控自動化系統(tǒng)當(dāng)中，輔助控制系統(tǒng)是十分重要的組成部分，該系統(tǒng)可通過可編程控制器所預(yù)設(shè)的自動控制指令，無人控制熱控系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)自動化運行，使人力資源成本得到降低，進(jìn)一步保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

2.3 實時監(jiān)控系統(tǒng)

為了有效維持熱控自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要對系統(tǒng)運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，并通過分析相關(guān)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運行過程當(dāng)中所產(chǎn)生的隱患問題及時發(fā)現(xiàn)，向工作人員發(fā)出警示，使其能夠有效排查和維護(hù)故障隱患部位，提高熱控自動化系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

2.4 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

對于實時監(jiān)控系統(tǒng)而言，其雖然具有較高的實用性，但在具體運行時還存在相應(yīng)缺陷。多數(shù)熱控系統(tǒng)在管理數(shù)據(jù)信息時需要對監(jiān)控記錄功能進(jìn)行使用，無法以實時監(jiān)控來進(jìn)行代替。對此，需要對網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)加以引進(jìn)，有效存儲現(xiàn)場過去發(fā)生的問題，并通過網(wǎng)絡(luò)功能在服務(wù)器存儲區(qū)當(dāng)中有效存儲信息，為事后的調(diào)用以及查看提供幫助。而且網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)還能夠作為實時監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行使用，在一些方面要具有更為優(yōu)越的性能。

3 電廠熱控自動化系統(tǒng)運行中存在的問題

近些年來，伴隨電廠機(jī)組容量的不斷提升，以及熱控自動化系統(tǒng)所出現(xiàn)的相關(guān)設(shè)計缺陷，進(jìn)而對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生了極大影響。針對電廠熱控自動化系統(tǒng)運行過程中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，具體包括以下幾個方面。

3.1 影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素較多

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，各行各業(yè)的整體發(fā)展水平也得到顯著提升，同時對電力也有了更大的消耗量。在此背景下，電力行業(yè)的發(fā)展步伐不斷加快，為了滿足社會發(fā)展需求，在電力生產(chǎn)與供應(yīng)方面也進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)。而隨著電力分布范圍的逐漸擴(kuò)展，在信號傳輸時也有了更多的中間接口，由于受到相關(guān)因素帶來的影響，進(jìn)而減緩了信號傳輸速度，也使故障離散性有所增大。在這一情況下，熱控自動化系統(tǒng)在運行時容易出現(xiàn)控制邏輯混亂以及保護(hù)信號耗時長等相關(guān)問題，嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對此，相關(guān)電廠需要對設(shè)備加強(qiáng)設(shè)計、維護(hù)與調(diào)試，以此來保證熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.2 熱控設(shè)備檢修模式落后

我國多數(shù)電廠在開展設(shè)備檢修工作時，仍采用傳統(tǒng)的定期檢修模式，在規(guī)定時間內(nèi)全面檢修電廠設(shè)備，使機(jī)組能夠保證安全和穩(wěn)定運行。但此種檢修模式不僅具有較大的投入，經(jīng)濟(jì)效果不夠明顯，而且還影響到了電廠的穩(wěn)定運行。與此同時，由于設(shè)備故障具有不定時性特點，在實際檢修過程當(dāng)中一些熱故障也會影響到機(jī)組的運行安全性，容易造成相關(guān)的機(jī)組停機(jī)事故。所以，此種檢修模式無法滿足當(dāng)前階段電廠的實際發(fā)展需求，需要對熱控設(shè)備檢修模式進(jìn)行有效創(chuàng)新與改進(jìn)。

3.3 故障問題

（1）熱控元件故障。針對電廠熱控自動化系統(tǒng)的熱控軟件故障問題進(jìn)行分析，比較常見的一類故障為元件信號失真，其主要表現(xiàn)為生產(chǎn)過程中相關(guān)設(shè)備存在拒動或誤動等現(xiàn)象，進(jìn)而對電廠的穩(wěn)定生產(chǎn)造成了極大影響。當(dāng)ETF或FSSS等設(shè)備有故障問題出現(xiàn)，會導(dǎo)致設(shè)備直接跳閘，進(jìn)而對設(shè)備造成損壞，一方面會降低生產(chǎn)安全性，另一方面還會建成造成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失。導(dǎo)致熱控元件出現(xiàn)故障的原因相對較多，尤其是電廠生產(chǎn)環(huán)境具有一定特殊性，在實際生產(chǎn)中容易受到元件安裝、設(shè)備服務(wù)時間和環(huán)境等因素所帶來的影響，而且由于管理不夠到位，進(jìn)而引發(fā)相關(guān)故障問題。想要有效預(yù)防元件出現(xiàn)故障問題，需要不斷總結(jié)管理經(jīng)驗，并對系統(tǒng)容量和負(fù)載超荷問題加大注意。

（2）DCS系統(tǒng)故障。DCS系統(tǒng)主要是指分布式控制系統(tǒng)，其具有高度集成的特點，具體需要涉及到CRT技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及過程控制技術(shù)等相關(guān)學(xué)科，而對于不同技術(shù)及功能也存在相應(yīng)的差異。通過合理組合各項設(shè)備，可以有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)監(jiān)測與記錄等功能。分布式控制系統(tǒng)的組成部分具體包括CPU和配置監(jiān)控，而且主態(tài)監(jiān)控屏可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并顯示數(shù)據(jù)，同時還能夠?qū)Σ僮鲉T進(jìn)行監(jiān)控。一旦DCS系統(tǒng)發(fā)生故障，將會直接影響到電廠熱控自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，對其數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測以及分析帶來相應(yīng)影響。

（3）系統(tǒng)邏輯故障。對于系統(tǒng)邏輯故障而言，其通常在新設(shè)備當(dāng)中出現(xiàn)，運行時間比較短，所以也容易出現(xiàn)不完美的邏輯設(shè)計，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障，無法對系統(tǒng)誤差進(jìn)行及時判斷，最終形成錯誤動作，影響到機(jī)組的穩(wěn)定運行。

4 電廠熱控自動化系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的優(yōu)化對策

4.1 熱控控制邏輯優(yōu)化

通過優(yōu)化熱控邏輯，可以使熱控維修過程得到最大限度完成，避免其被電磁場等相關(guān)因素所影響，使其能夠有效實現(xiàn)自身功能。在維護(hù)熱控系統(tǒng)時，例如對噴水減溫系統(tǒng)在主動輸入溫度測量方面所提出的要求，需要由信號來支持溫度測量，但由于受到外部環(huán)境所帶來的影響，例如電磁場信號，進(jìn)而影響到其測量精度。而通過維護(hù)工作開展使熱工控制邏輯得到優(yōu)化，可以使系統(tǒng)容錯性得到有效提高，降低外部環(huán)境對其所造成的影響。在設(shè)計容錯邏輯時，需要對系統(tǒng)中設(shè)備高概率攻擊問題的原理展開分析，確保能夠順利完成熱控檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及供電保障等過程。而優(yōu)化勿擾切換邏輯，可以有效體現(xiàn)出火電廠的熱控維修技術(shù)。通過對此種優(yōu)化方法進(jìn)行采用，能夠調(diào)整負(fù)載條件，控制最高與最低負(fù)荷處于合理范圍，結(jié)合機(jī)組的運行情況加以調(diào)整，保證負(fù)荷的平穩(wěn)性。

4.2 熱工測量

針對熱工測量展開分析，其具體包括以下幾個方面。首先，流量測量。在測量熱火性時應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)外觀或者設(shè)備進(jìn)行采用，在減小流量測量誤差后，可以使設(shè)備精度得到提升，并產(chǎn)生差壓流量，使危險問題得到有效消除。其次，壓力測量。相關(guān)壓力測量部門應(yīng)對其加以控制，確保符合傳感器原則，并在壓力測量中合理使用與分配熱檢測。最后，溫度測量。對于主控對象都是熱有功功率，其主要為溫度測量傳感器，需要結(jié)合實踐熱系統(tǒng)來測量溫度，使其測量功能保持可靠。

4.3 維護(hù)保護(hù)裝置的信號傳遞與技術(shù)創(chuàng)新

在火電廠熱控自動化系統(tǒng)的實際運行過程當(dāng)中，需要保證相關(guān)保護(hù)裝置的穩(wěn)定運行。在具體操作時，由于地理環(huán)境存在差異，進(jìn)而對保護(hù)裝置也產(chǎn)生了相應(yīng)影響。例如，溫度因素所帶來的影響，尤其在低溫地區(qū)，可能會損壞相關(guān)信號傳輸設(shè)備，而對于部分地區(qū)則可能會受到強(qiáng)磁場干擾，進(jìn)而導(dǎo)致信號傳輸被破壞。因此，相關(guān)工作人員需要合理改進(jìn)與優(yōu)化系統(tǒng)和設(shè)備組件，從而維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在此過程當(dāng)中需要對這些特殊設(shè)備進(jìn)行檢查與維修，保證設(shè)備的安全性。與此同時，還應(yīng)確保系統(tǒng)功能與組件的有效執(zhí)行，使其生產(chǎn)技能得到提高，確保各組件能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境充分適應(yīng)，維持設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。隨著社會的快速發(fā)展，相關(guān)設(shè)備也在不斷更新與完善，因此需要有效創(chuàng)新火力發(fā)電廠的熱控保護(hù)裝置。通過有效實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，可以使保護(hù)裝置具有全新的功能與作用，從而維持設(shè)備的正常運行。除此之外，在采用相關(guān)創(chuàng)新技巧后，可以使保護(hù)裝置的不足得到彌補，并更新其功能。在保護(hù)裝置快速發(fā)展的背景下，已有效解決了相關(guān)裝置運行中出現(xiàn)的問題，但同時也可能會有一些新的問題產(chǎn)生，因此需要相關(guān)工作人員持續(xù)改進(jìn)與創(chuàng)新，以此來滿足裝置的運行需求。

4.4 系統(tǒng)硬件管理的優(yōu)化

硬件設(shè)施在熱控系統(tǒng)當(dāng)中是十分重要的一類組成部分，一旦硬件設(shè)施發(fā)生故障，將會極大地影響到系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，因此需要以硬件設(shè)施為對象，合理構(gòu)建管理體系，并使相關(guān)系統(tǒng)硬件設(shè)施的功能質(zhì)量得到保證，全面提高系統(tǒng)設(shè)備的管理水平，使其耐老性能得到提升，防止在外界因素的影響下出現(xiàn)相關(guān)故障問題。在對設(shè)備進(jìn)行選型時，應(yīng)對設(shè)備的實際運行環(huán)境進(jìn)行考察，以此來使設(shè)備的質(zhì)量得到保證，并確保其性能和型號滿足具體要求，并與運行環(huán)境充分適應(yīng)。除此之外，還需要嚴(yán)格落實質(zhì)量檢查工作，加大管理力度，有效維護(hù)系統(tǒng)電源、通信情況和機(jī)房溫度，采取有效的管理措施，使硬件故障的發(fā)生概率得到降低。

4.5 強(qiáng)化APS技術(shù)

APS技術(shù)主要是指順序控制系統(tǒng)，其是實現(xiàn)熱控系統(tǒng)自動化控制的一項關(guān)鍵條件。所以，火力發(fā)電廠需要對APS技術(shù)進(jìn)行合理強(qiáng)化，并對其實際操作加大控制力度，使系統(tǒng)可以按照具體的操作規(guī)程執(zhí)行，防止出現(xiàn)誤操作現(xiàn)象。除此之外，還應(yīng)強(qiáng)化順序控制系統(tǒng)，使機(jī)組的起停時間得到減少，使系統(tǒng)性能得到有效提升。

5 結(jié)語

綜上所述，在電廠生產(chǎn)期間熱控自動化系統(tǒng)是十分關(guān)鍵的一項內(nèi)容，需要相關(guān)工作人員采取有效的控制對策，使熱控自動化系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性得到提升，避免出現(xiàn)相關(guān)的故障問題，維持系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，從而促進(jìn)我國電力事業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。