電力系統(tǒng)熱工儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用

馮小龍，霍明鑫(陜煤集團榆林化學(xué)有限責任公司，陜西 榆林 719100)

0 引言

基于當前現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用已成為主要趨勢，對推動我國各類工業(yè)企業(yè)的發(fā)展具有重要作用。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，企業(yè)在生產(chǎn)發(fā)展中將投入更多自動化技術(shù)，推動企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，從而科學(xué)、有效地拓寬發(fā)展道路。就目前電力系統(tǒng)熱工儀表應(yīng)用情況看，自動化技術(shù)的應(yīng)用水平不斷提高，應(yīng)用效果逐步顯現(xiàn)。文章全面分析了自控儀表系統(tǒng)的各個方面情況，主要的目的在于提高熱電企業(yè)生產(chǎn)工藝水平，更好地保障生產(chǎn)安全性、穩(wěn)定性，助力電力系統(tǒng)日后穩(wěn)定發(fā)展。

1 電力系統(tǒng)熱工儀表類型

目前我國熱電廠有關(guān)熱工儀表的應(yīng)用情況，根據(jù)不同功能的需求，對儀表設(shè)備裝置的要求也不同。熱工儀表主要包含了壓力校驗儀、壓力變送器、壓力傳感器、溫度變送器、差壓變送器、熱電阻、熱電偶、液位變送器、智能數(shù)顯儀、閃光報警儀、熱工信號校驗儀、無紙記錄儀、流量積算儀，此外還有壓力校驗裝置、溫度校驗裝置等。

2 電力系統(tǒng)熱工儀表自動化分析

2.1 熱工儀表自動化技術(shù)內(nèi)容

所謂的熱工儀表，主要就是指設(shè)備包含了程序控制、傳感器組件、信號傳導(dǎo)管路、數(shù)據(jù)顯示儀表等基礎(chǔ)部分，通過電纜的作用連接相應(yīng)的設(shè)備，從而構(gòu)建出熱力學(xué)工程物理信息的科學(xué)回路及系統(tǒng)。而熱工儀表自動化技術(shù)，嚴格意義上講屬于一種綜合性技術(shù)，其中包含了智能化器械儀表、熱能工程控制理論，還有電子計算機技術(shù)，在這些內(nèi)容組合下實現(xiàn)了熱工儀表自動化。熱電廠可以充分應(yīng)用熱工儀表自動化技術(shù)，實現(xiàn)對熱能電力參數(shù)的全面檢測、有效監(jiān)控，確保企業(yè)可以隨時掌握相應(yīng)的情況，減少甚至規(guī)避生產(chǎn)事故，從而有效地提升企業(yè)經(jīng)濟效益。分析熱電廠日常生產(chǎn)經(jīng)營情況可知，其包含了蒸汽、鍋爐、汽機、管道、電氣設(shè)備還有其他設(shè)備，而通過應(yīng)用自動化技術(shù)后可以監(jiān)控這些設(shè)備的實際運行狀態(tài)，隨時了解設(shè)備情況，使得熱電企業(yè)能夠在自動化條件下實現(xiàn)安全正常的生產(chǎn)。不僅如此，熱電企業(yè)引入熱工儀表自動化技術(shù)后，能夠切實針對不同設(shè)備實施相應(yīng)的科學(xué)調(diào)節(jié)、檢測，有助于提高設(shè)備安全性、可靠性，從而更好地保障企業(yè)生產(chǎn)安全、提高穩(wěn)定性[1]。

2.2 熱工儀表自動化技術(shù)特征

熱工儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用，主要的目的就是為熱電企業(yè)提供更好地提供生產(chǎn)服務(wù)，進而有效提升企業(yè)整體工藝水平。因此，有必要全面把握好熱工儀表自動化技術(shù)特征，助力熱電企業(yè)實現(xiàn)高效生產(chǎn)。綜合分析熱電企業(yè)熱工儀表自動化技術(shù)，可以將其特征總結(jié)為以下三點：第一，檢測智能化?；诋斍半娮有畔⒓夹g(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，為熱工儀表設(shè)備提供了強大技術(shù)支持，使得儀表實現(xiàn)了智能化檢測、高效控制。熱電企業(yè)通過應(yīng)用這些智能化的設(shè)備后，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率。與此同時，在智能化生產(chǎn)檢測作用下，更好保障了企業(yè)生產(chǎn)安全性，促使企業(yè)發(fā)展趨于穩(wěn)定。第二，技術(shù)高新化。熱工儀表自動化技術(shù)其中包含了電子計算機信息技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、熱能工程技術(shù)等，在這些高新技術(shù)的共同組合下，使得熱工儀表自動化技術(shù)高新化水平得到提升，這對熱電企業(yè)實際生產(chǎn)經(jīng)營活動具有重要影響，是推動企業(yè)有創(chuàng)新發(fā)展的主要趨勢。第三，管理科學(xué)化。熱電廠在生產(chǎn)實踐中，為提升生產(chǎn)效率，積極引入先進的電子和計算機管理技術(shù)。在此過程中，通過建立科學(xué)的監(jiān)測、預(yù)警機制，實現(xiàn)了智能化管控，這對于熱電企業(yè)而言，不僅可以提高電力系統(tǒng)運行質(zhì)量，保證工作質(zhì)量，而且也極大程度上提高了工作精準性[2]。

3 電力系統(tǒng)熱工儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 管線敷設(shè)與安裝

為了保證熱工儀表可以在電力系統(tǒng)中充分發(fā)揮作用，首要任務(wù)就是做好管線敷設(shè)和安裝，高度重視安裝質(zhì)量，確保熱工儀表能夠達到正常運行要求。因此，在實際安裝過程中，工作人員必須結(jié)合實際情況，做好管、線敷設(shè)，加強管理，保證設(shè)備安裝后可以正常投入生產(chǎn)運營中。對于熱電企業(yè)來說，在日常生產(chǎn)中對熱工儀表自動化系統(tǒng)的建設(shè)，必須加大力度管理設(shè)備管線敷設(shè)，做好配線工作，保證安裝工程有序開展。和常規(guī)電氣安裝不同，熱工儀表自動化管線無論是敷設(shè)過程還是安裝環(huán)節(jié)，都表現(xiàn)出了較大的復(fù)雜性，當中涉及到很多細節(jié)，如果不注意，會直接影響到安裝質(zhì)量[3]，例如：電源管理、信號管理、測量管理等環(huán)節(jié)。需要專業(yè)的安裝人員結(jié)合實際安裝現(xiàn)場，根據(jù)使用需求，做出科學(xué)的調(diào)整、變通，確保儀表安裝后可以正常使用，從而助力熱電企業(yè)提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。為實現(xiàn)這一目標，企業(yè)必須在最短時間內(nèi)完成熱工儀表的安裝，杜絕后期返工。除此之外，在管線實際敷設(shè)時，應(yīng)當綜合考慮到后續(xù)熱工儀表的維護，為保證便利性，安裝人員應(yīng)當預(yù)先選擇合理的安裝位置，注意躲避磁場、電場等區(qū)域，防止干擾到信號、數(shù)據(jù)傳輸。完成上述操作后，企業(yè)專業(yè)人員應(yīng)當做好管線的吹掃工作，保證沒有雜物覆蓋，而后再進行儀表調(diào)試，保證安全防護工作[4]。

3.2 設(shè)備的安裝

企業(yè)在應(yīng)用熱工儀表自動化技術(shù)過程中，為保證技術(shù)充分發(fā)揮，企業(yè)必須保證熱工儀表自動化設(shè)備能夠滿足實際工作需要。只有設(shè)備性能保持完好，才能促使熱工儀表發(fā)揮作用，助力企業(yè)逐步提高生產(chǎn)效率。為此，企業(yè)需要保證表盤與設(shè)備安裝到位，使得熱工儀表能夠在電力系統(tǒng)運行過程中，全面監(jiān)測與管理生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)系統(tǒng)流程等環(huán)節(jié)。安裝人員在實際安裝時，必須做到嚴格遵守熱工儀表的安裝要求、規(guī)則，保障安裝質(zhì)量，在實際安裝前做好儀表的檢驗工作，確保自動化儀表質(zhì)量，而后結(jié)合安裝規(guī)定和要求，進一步明確安裝中所需設(shè)備，保證熟悉安裝流程、明確安裝關(guān)鍵點，從而全面提升安裝規(guī)范性。在此過程中，安裝人員要注意儀表安裝各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，同樣要強化把控控制室內(nèi)表盤、柜的安裝質(zhì)量，之后結(jié)合現(xiàn)場實際情況，合理調(diào)整、優(yōu)化安裝質(zhì)量。

3.3 故障診斷

從當前熱電廠熱工儀表自動化的實際應(yīng)用情況看，不可避免地會出現(xiàn)故障問題。如果正常生產(chǎn)中突發(fā)故障，需要對各類數(shù)據(jù)進行重復(fù)、多次檢測，而后綜合考量實際情況，找出故障原因，制定相應(yīng)的解決措施。

首先，需要做好熱工儀表故障前后的分析。企業(yè)相關(guān)人員在實際處理熱工儀表故障過程中，應(yīng)注意觀察、對比儀表故障前后顯示的信息，必須保證工作人員全面了解并掌握熱工儀表性能、系統(tǒng)設(shè)計、企業(yè)實際生產(chǎn)等情況。為保證故障數(shù)據(jù)分析有效性，需要注重提升儀表數(shù)據(jù)記錄的完整性、準確性。相關(guān)工作人員完成故障前數(shù)據(jù)檢測、記錄后，需要進一步對比運行數(shù)據(jù)，找出熱工儀表出現(xiàn)的故障原因，并結(jié)合具體情況，做好儀表的調(diào)試，必要條件時要注意更換方案。在此過程中，工作人員可以結(jié)合熱工儀表中記錄的曲線情況，根據(jù)曲線的波動變化加以判斷，如果沒有變化，則說明不是其他系統(tǒng)故障問題，此時工作人員應(yīng)當做好儀表系統(tǒng)自身故障的分析[5]。

其次，熱工儀表自動化技術(shù)在實踐應(yīng)用過程中，正常情況下實際運行參數(shù)會呈現(xiàn)出較為明顯的規(guī)律性波動，進而得到規(guī)律的曲線波動。如果工作人員發(fā)現(xiàn)記錄曲線呈現(xiàn)出非常明顯的變化，這種變化波動較大；分析曲線波動，發(fā)現(xiàn)其為無序狀態(tài)；查看自動控制裝置，發(fā)現(xiàn)其并未啟動，根據(jù)這幾種情況，可以很好地找出熱工儀表故障點。

最后，針對控制系統(tǒng)的故障分析，為保證分析有效性，工作人員應(yīng)當根據(jù)企業(yè)電力系統(tǒng)實際生產(chǎn)、設(shè)備情況等內(nèi)容，綜合數(shù)據(jù)采集和分析。在此過程中，要保證智能化數(shù)據(jù)采集完整性，同時，還要明確測量數(shù)據(jù)及時性。除此之外，工作人員在分析過程中，還要注意觀察儀表測量中發(fā)生的滯后性情況，在此基礎(chǔ)上，再根據(jù)數(shù)據(jù)的變化情況，加強對故障原因的分析，從而進一步明確故障源頭。比如儀表系統(tǒng)自身故障，或者是受到企業(yè)實際生產(chǎn)操作造成的影響，而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差情況，綜合考量后做出調(diào)整和優(yōu)化。

熱電廠應(yīng)用熱工儀表自動化系統(tǒng)很難避免發(fā)生故障問題，通過上文分析可知，工作人員在實際分析熱工儀表故障過程中，應(yīng)當從生產(chǎn)現(xiàn)場儀表系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝操作系統(tǒng)兩個層面，加以分析和判斷，進而總結(jié)出故障原因。

3.4 調(diào)試運行

做好熱工儀表自動化的安裝與調(diào)試工作，確保儀表調(diào)試后能夠正常落實到熱電生產(chǎn)中，這也是保證熱工儀表自動化技術(shù)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)和前提。通過科學(xué)合理的調(diào)試運行，可以保證儀表順利投入到正式生產(chǎn)運營中。在實際調(diào)試運行中，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當先進行單系統(tǒng)的運行測試，包含整個熱工系統(tǒng)的各個部分，可以利用傳動設(shè)備作用，完成對儀表數(shù)據(jù)值的檢測。此外，還要從一些大型機組的運轉(zhuǎn)情況入手，檢測儀表數(shù)據(jù)，從而更好地測試聯(lián)鎖系統(tǒng)情況，加強這兩方面的測試，主要目的在于促使熱工儀表自動化技術(shù)能夠在日后生產(chǎn)實踐中，有效發(fā)揮出智能聯(lián)動作用，進而實現(xiàn)遠程操作、現(xiàn)場操作同時進行的目標。在這種聯(lián)合試運行過程中，工作人員應(yīng)全面仔細檢查各單體的同時開啟試運行狀態(tài)，規(guī)范各個細節(jié)。需要注意的是，必要時保證設(shè)備安全運行達到72 小時，才能判斷設(shè)備是否試運行成功。滿足這一要求后，方能允許該設(shè)備進入到企業(yè)生產(chǎn)中，從根本上保證了企業(yè)生產(chǎn)效率，有利于維護電力系統(tǒng)生產(chǎn)安全性、穩(wěn)定性[6]。

4 電力系統(tǒng)熱工儀表自動化技術(shù)的趨勢

首先，在日后電力系統(tǒng)熱工儀表技術(shù)應(yīng)用中，將呈現(xiàn)出自動化綜合運用趨勢。分析熱電廠生產(chǎn)可知，具有技術(shù)密集、資產(chǎn)密集等特性，這對熱工儀表自動化技術(shù)的日后應(yīng)用提出了較高要求，需要滿足對生產(chǎn)全過程的有效管理，整體把控。簡單說，就是實現(xiàn)對技術(shù)的綜合自動化運用。因此，為了更好地實現(xiàn)生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置，提高整體效益，需要在日后技術(shù)發(fā)展過程中，全面分析、管理、應(yīng)用熱電廠監(jiān)控、過程控制以及管理方面獲得的信息數(shù)據(jù)。

其次，逐步趨向電氣熱工控制一體化發(fā)展。從目前實際情況看，我國熱電行業(yè)采用的熱工儀表自動化系統(tǒng)，絕大部分都是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。這也就意味著以往模擬量信號無法保證技術(shù)人員高質(zhì)量完成對熱工儀表的診斷、管理與維護要求得到滿足，在一定程度上制約了熱工儀表實際應(yīng)用效果。因此，在熱工儀表自動化技術(shù)日后發(fā)展應(yīng)用中，應(yīng)加大力度研發(fā)電氣熱工控制一體化技術(shù)。通過現(xiàn)場總線的方式，不僅可以節(jié)省電纜資源，同時還可以獲得較為豐富全面的信息，工作人員在安裝與調(diào)試過程中也可以更為簡便、快捷。

熱工儀表自動化監(jiān)控系統(tǒng)在國內(nèi)熱電廠實際應(yīng)用中，為進一步提高運行效率、質(zhì)量，需要實現(xiàn)人機對話。伴隨當代熱電技術(shù)的研究和發(fā)展，衍生出多種新概念、新功能，例如：SCADA、實時數(shù)據(jù)庫、I/OSERVER、OPC 等先進技術(shù)，在很大程度上推動了熱電廠熱工儀表自動化軟件的應(yīng)用，以PC, WinIntel 結(jié)構(gòu)為主，如：流程控制軟件、HMI 及相關(guān)控制軟件等，這為日后熱工儀表高性能化發(fā)展給予了充足的技術(shù)性支持。

5 結(jié)語

綜上所述，熱工儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用對電力企業(yè)保障和提升生產(chǎn)運營效率、質(zhì)量具有重要作用，也是電力生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展的重要方向和趨勢。文章通過全面分析熱工儀表自動化系統(tǒng)，深入分析電力系統(tǒng)熱工儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用，并結(jié)合當前實踐情況探索出熱工儀表自動化技術(shù)日后的發(fā)展趨勢，希望能夠助力企業(yè)生產(chǎn)，強化管理水平，促使我國電力系統(tǒng)能夠安全和高效的運行。