熱工自動(dòng)化控制在火電廠的應(yīng)用探析

摘 要 隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)在不斷革新，我國機(jī)組容量越來越大。在電力系統(tǒng)中，非常重要的一個(gè)組成部分就是火電廠，將熱工自動(dòng)化控制應(yīng)用到火電廠中，具有一系列的優(yōu)勢，可以更好的處理故障，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。文章簡要分析了熱工自動(dòng)化控制在火電廠中的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞 熱工自動(dòng)化；控制；火電廠；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）02-0133-02

在科技飛速發(fā)展的今天，熱工自動(dòng)化系統(tǒng)也得到了快速發(fā)展，逐漸實(shí)現(xiàn)了高速化、智能化和透明化。在火電廠中應(yīng)用熱工自動(dòng)化控制，可以充分利用故障信息，更好的處理故障，還可以對(duì)各個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 火電廠熱工自動(dòng)化概述

具體來講，火電廠熱工自動(dòng)化指的是在控制和測量火電廠熱力參數(shù)時(shí)，只需要利用自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制裝置即可完成，不需要進(jìn)行人工操作，通過處理各種信息數(shù)據(jù)，可以促使自動(dòng)化控制得以實(shí)現(xiàn)，還具有自動(dòng)化保護(hù)以及自動(dòng)化報(bào)警等諸多功能。通過大量的實(shí)踐研究表明，在火電廠中應(yīng)用熱工自動(dòng)化控制，可以充分保證設(shè)備的安全，火電廠工作人員還不需要進(jìn)行很大的工作量，降低了他們的勞動(dòng)強(qiáng)度，另外，機(jī)組的工作效率也可以得到極大的提高，對(duì)火電廠的工作條件和工作環(huán)境進(jìn)行了有效的改善，促使火電廠更好更快的發(fā)展。熱工自動(dòng)化從出現(xiàn)以來，經(jīng)過了較快的發(fā)展，將其應(yīng)用于火電廠中，取得了很大的成績，但是還存在著諸多的問題，需要引起人們的重視。

2 火電廠熱工自動(dòng)化的主要內(nèi)容和應(yīng)用現(xiàn)狀

如今，各個(gè)領(lǐng)域的企業(yè)單位都開始在追求自動(dòng)化，將熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用到電力企業(yè)中，可以促使其更好更快的發(fā)展。具體來講，熱工自動(dòng)化控制包括諸多方面的內(nèi)容，比如自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警以及自動(dòng)保護(hù)等。自動(dòng)檢測指的是利用自動(dòng)化儀表可以獨(dú)立測量熱力過程中的熱工參數(shù)，比如溫度、壓力、流量以及成份等，在這個(gè)過程中，是不需要工作人員參與的。通過應(yīng)用自動(dòng)檢測，可以將火電廠工作中存在的各種問題及時(shí)找出來，采取一系列的措施進(jìn)行處理，結(jié)合檢測情況來合理調(diào)整火電廠機(jī)組的運(yùn)行。

自動(dòng)控制指的是利用自動(dòng)控制裝置來自動(dòng)運(yùn)行和調(diào)節(jié)火電廠機(jī)組中某些過程和設(shè)備，促使機(jī)組可以更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行，另外，經(jīng)濟(jì)性也可以得到提高。這種操作是嚴(yán)格依據(jù)擬定的步驟和條件來進(jìn)行的，因此也有人將其稱之為順序控制，主要在機(jī)組的啟停、運(yùn)行以及事故處理中應(yīng)用順序控制。生產(chǎn)設(shè)備的具體情況以及運(yùn)行要求決定著順序控制的步驟和每一個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容；結(jié)合操作次序和條件，來合理編制順序控制的流程，它的實(shí)現(xiàn)是由自動(dòng)裝置來完成的?？刂蒲b置除了具備基本的聯(lián)鎖保護(hù)功能之外，還需要具有一定的邏輯判斷能力。當(dāng)完成了某一項(xiàng)操作之后，需要標(biāo)明已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了本步驟操作，方可開始下一步操作，否則，就需要將操作順序進(jìn)行中斷，然后報(bào)警。

自動(dòng)報(bào)警指的是如果在機(jī)組運(yùn)行中無人控制，如果不慎偏離了相關(guān)參數(shù)控制，就可以自動(dòng)對(duì)工作人員進(jìn)行提示，采取一系列的調(diào)整措施，來降低重大故障和事故的發(fā)生幾率。隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)組容量越來越大，那么熱力系統(tǒng)的復(fù)雜程度也越來越高，操作控制的難度較大，需要具備更高質(zhì)量的自動(dòng)保護(hù)。具體來講，自動(dòng)報(bào)警主要應(yīng)用于高低水位、超溫超壓以及事故狀態(tài)等方面。

自動(dòng)保護(hù)指的是如果熱工參數(shù)超過了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，或者是設(shè)備運(yùn)行條件不符合相關(guān)要求，那么就可以自我修復(fù)和控制機(jī)組設(shè)備，為了避免發(fā)生更加嚴(yán)重的事故，還可以停止設(shè)備的運(yùn)行。在衡量供電質(zhì)量方面，非常重要的一個(gè)指標(biāo)就是電的頻率，那么就需要汽輪機(jī)具備的轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有較高的性能，這樣才可以控制電頻率，使其不超出相關(guān)的精度范圍。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，需要有一些參數(shù)來將鍋爐的工作狀況給有效的反映出來，保證其不超出相關(guān)的規(guī)定范圍，或者在變化中呈現(xiàn)一定的規(guī)律。

通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，如今我國各個(gè)發(fā)電廠也在開始進(jìn)行技術(shù)改革工作，火電廠的自動(dòng)化程度越來越高。在自動(dòng)裝置方面，我國傳統(tǒng)采用的組裝儀表已經(jīng)發(fā)展為先進(jìn)的數(shù)字儀表，系統(tǒng)控制設(shè)備也得到了快速發(fā)展，通過一些小型計(jì)算機(jī)可以有效的監(jiān)督和控制機(jī)組的運(yùn)行，通過CRT來顯示監(jiān)督結(jié)果，這樣就可以在很大程度上提高它的監(jiān)控水平。在應(yīng)用控制和熱工保護(hù)方面，也取得了一系列的成績，在火電機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)展中，非常重要的一個(gè)方面就是開始采用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，我國也開始將注意控制系統(tǒng)應(yīng)用到大型發(fā)電機(jī)組和引進(jìn)的發(fā)電機(jī)組中。通過這些技術(shù)革新，促使我國電廠熱工自動(dòng)化控制得到了更好的發(fā)展。

3 DCS的主要發(fā)展方向

1）自律分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在火電廠熱工發(fā)展過程中，非常重要的一項(xiàng)控制系統(tǒng)就是自律分布式控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以滿足自律可控性，又可以滿足自律可協(xié)調(diào)性。自律可控性指的是如果有問題或者故障出現(xiàn)于系統(tǒng)中的任何一個(gè)部件系統(tǒng)，那么其余系統(tǒng)除了可以自我保護(hù)，還可以控制自身系統(tǒng)；自律可協(xié)調(diào)性指的是如果有問題出現(xiàn)于任何系統(tǒng)中，企業(yè)系統(tǒng)就可以對(duì)自身工作狀態(tài)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。相較于目前的DCS，自律DCS具有很大的差異，目前主要有層次分布型系統(tǒng)和水平分布型系統(tǒng)兩種，如果有問題出現(xiàn)于前者的上位子系統(tǒng)內(nèi)，調(diào)節(jié)功能是無法由下位子系統(tǒng)來完成，但是下位子系統(tǒng)可以進(jìn)行局部控制，這樣自律控制性就得到了實(shí)現(xiàn)；后者的部分子系統(tǒng)中出現(xiàn)了問題，并不影響到其他系統(tǒng)的正常工作，但是在這種情況，信息無法在各個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)交換，這樣雖然協(xié)調(diào)性可以實(shí)現(xiàn)，控制性卻無法滿足。如果采用傳統(tǒng)的集中式系統(tǒng)，因?yàn)榭刂破髦挥幸粋€(gè)，那么就會(huì)出現(xiàn)諸多問題。

2）EIC綜合技術(shù)。EIC分別是三個(gè)裝置的簡稱，分別是電氣控制裝置、儀表控制裝置和計(jì)算機(jī)控制裝置，在傳統(tǒng)的發(fā)電控制中，這三個(gè)裝置都是獨(dú)立的，安裝也是分別進(jìn)行的，而如今隨著科學(xué)技術(shù)的革新，國家開始應(yīng)用了EIC綜合技術(shù)，有機(jī)結(jié)合了三種裝置，在規(guī)劃時(shí)，可以由DCS來統(tǒng)一進(jìn)行；在未來一段時(shí)期內(nèi)，還需要進(jìn)行深入的研究，從配套軟件和硬件方面來努力，并且設(shè)計(jì)相關(guān)的編碼，應(yīng)用到綜合系統(tǒng)組，來提高綜合技術(shù)的控制能力。endprint

3）現(xiàn)場總線。通過研究發(fā)現(xiàn)，在DCS發(fā)展中，非常重要的一個(gè)方向就是現(xiàn)場總線FB，F(xiàn)B作為一條重要的通信線路，由DCS所控制，可以將那些干擾以及不良影響給排除掉。通過FB可以有效連接現(xiàn)場的所有智能設(shè)備，比如智能變送器、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)等等，這樣控制電纜的數(shù)量就可以得到大大的減少，以往通過長線傳輸出現(xiàn)的各種問題也可以得到有效減少，比如信號(hào)不良、信號(hào)差異等。通過現(xiàn)場總線的應(yīng)用，可以更好的管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行的智能化程度，更好的維護(hù)發(fā)電控制設(shè)備。

4）過程儀表控制。隨著DCS的廣泛使用，常規(guī)控制儀器只有較小的使用范圍，目前在大型機(jī)組上設(shè)置的儀器表數(shù)量越來越少，記錄表也不再安裝。如今開始應(yīng)用IGS，也不需要將儀表盤應(yīng)用在現(xiàn)代中央控制室。今后一段時(shí)期的發(fā)展趨勢是在FB支持下，對(duì)各種智能變送器以及智能器等進(jìn)行使用，這樣就可以促使儀器更好的運(yùn)行；這些裝置可以找出在設(shè)備運(yùn)行過程中以及設(shè)備停止運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的任何問題，并且進(jìn)行分析和解決，促使儀器在一個(gè)良好的環(huán)境內(nèi)運(yùn)行。在社會(huì)飛速發(fā)展過程中，環(huán)境問題日益嚴(yán)重，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)被提上了日程，出現(xiàn)了越來越多的儀器來監(jiān)控發(fā)電廠污染物的排放量，但是這些設(shè)備有著比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且需要較高的造價(jià)成本，那么就會(huì)增加實(shí)際使用和維護(hù)的難度。并且因?yàn)檫@些技術(shù)面世不久，在專業(yè)技術(shù)人才方面還比較的缺乏，我國也沒有詳細(xì)介紹這些先進(jìn)的儀器，國外在相關(guān)資料方面也比較的欠缺，那么就會(huì)對(duì)設(shè)備的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生限制作用，不僅會(huì)造成大量的資金和人力的浪費(fèi)，還會(huì)威脅到環(huán)境，需要引起相關(guān)人員的重視。

4 結(jié)束語

通過上文的敘述分析我們可以得知，現(xiàn)代控制技術(shù)在不斷發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了火電廠熱工自動(dòng)化控制技術(shù)，將其應(yīng)用到火電廠中，可以有效提高工作效率，保證系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行，提升火電廠的發(fā)電質(zhì)量，促進(jìn)其更好更快的發(fā)展。如今在熱工自動(dòng)化控制方面已經(jīng)取得了一系列的成績，但是還需要進(jìn)一步努力，革新創(chuàng)新理念和創(chuàng)新方法，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。要充分結(jié)合我國目前的發(fā)展成績，依據(jù)我國的實(shí)際國情，要以可靠性為核心來大力研發(fā)分布控制系統(tǒng)，將現(xiàn)場總線的方式逐漸應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)中，促進(jìn)其更好的發(fā)展。本文簡要分析了熱工自動(dòng)化控制在火電廠中的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

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作者簡介

趙雪科（1981-），男，陜西神木人，本科，研究方向：火電廠熱工控制。endprint