電廠熱工自動控制系統分析與可靠性提高對策

鄂軍　宋傳忠

摘 要：熱工自動控制系統在電廠的作用非常重要，關系到整個發電廠的安全、經濟運行。如何提高熱工自動化系統的運行可靠性以及提高整體系統的穩定性是需要探討的話題。

關鍵詞：火電廠；熱工自動化；可靠性；自動化設備；安全系數

電能是保證經濟建設的基礎能源，對經濟發展有著重要意義。熱工自動控制系統在電廠的作用非常重要，關系到整個發電廠的安全、經濟運行。熱工過程自動控制主要包含以下內容：（l）自動檢測：檢測儀表能自動地檢測反映生產過程或設備運行情況的各種參數，以監視生產過程的進行情況和發展趨勢，為自動操作、統計、管理提供依據。（2）自動調節：利用儀表自動地維持生產過程在規定的工況進行。（3）順序控制：根據預先擬訂的程序和條件，自動地對生產過程進行一系列操作。（4）自動保護：當設備運行情況發生異常事故時，保護裝置發生報警信號或自動采取保護措施，以防止事故出現或擴大，保護設備不受破壞及保證人身安全。（5）控制計算機：用來進行數據處理和實現控制調節的設備，隨著科學技術的發展，計算機在自動調節里用途越來越廣泛。本文我們將介紹熱工自動控制的運行環境，分析熱工自動控制的可靠性和提高對策。

1火電廠熱工自動控制系統概述

熱工自動控制系統是現在火電廠的中樞部分，控制著電廠大型設備的運行。它主要是由機爐協調控制、鍋爐燃料量、汽包水位、過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度組成，另外現在大多數也包含送風控制、引風控制等調節系統。隨著經濟發展對電能的要求越來越高，熱工自動控制系統開始向高速智能和一體化控制方向發展，電廠對系統的透明性也越來越關注。可以看出熱工自動控制系統是一個復雜的系統，由多部分構成，維持它的可靠運行不是一項簡單的工作。首先需要定期檢修設備，保證硬件設備的正常運行，對各個部分要有目的的檢測。其次，熱工人員要有過硬的業務水平，對關鍵設備要知道其工作原理，能夠準確快速地定位故障，保障故障處理的及時性。最后，對整個系統的維護要有一套完整的檢修計劃。對所有設備的運行環境和運行狀態要能夠實時監控管理，進一步保證故障能夠及時處理，保證熱工自動控制系統的安全運行。

2 熱工自動控制系統的組成

熱工自動控制系統主要由以下幾個部分包括分散控制系統、輔助系統、監控系統和網絡系統。這區別于硬件的組成，主要是根據功能劃分。下面具體介紹各部分的組成：首先是分散控制系統。分散控制系統（DCS）是大多數電廠所采用的控制系統，是自動控制系統的核心部分。每個機組都有各自的分散控制系統，在兩臺機組之間的數據線通常是利用網橋連接到電廠的公用網絡系統，例如燃油泵房、空壓機房等。為保證安全，可以在公用網絡某一節點設置操作員監控數據傳送狀態或者是通過單元機組操作員站實現對公用系統的監控。機組操作臺上盡可能設置DCS 和 DCH 操作員站，還要有安全停爐和停機的操作按鈕，以防控制中心出現死機。如果條件不允許設置，那就必須有后備控制手段，確保在分散控制系統出現故障時能夠安全地停機。其次是輔助系統。輔助系統主要是可編程控制器、交換機、人機交互接口組成，輔助系統在各個部分都會有，表現形式也各不相同，各輔助系統主要是為可實現各部分的無人監控而設置，最終可以實現控制中心監控管理，實現無人值班的運行模式。最后是實時監控系統和網絡系統。實施管理系統包括兩部分內容，一是設備運行狀態的實時監控，另一部分是廠區管理信息的實時監控。實時監控配合機組的分散系統、輔助系統最終實現整個系統的實時信息的相互間傳送。網絡系統是整個系統的基礎部分，主要的職責是數據傳送，也就是傳輸通道。主要給數字視頻傳送數據，實現視頻監控。

3 提高熱工自動控制系統可靠性對策

熱工自動控制系統的可靠性需要在以下幾個方面進行改進，包括智能化、軟件優化、集中配置和 APS 技術應用。

3.1 單元機組的智能化控制

控制系統智能化是現在主流控制系統的發展方向。單元機組廣泛采用分散控制系統，這極大提高了機組的監控能力，但是分散控制系統目前的智能化還是比較低的。近些年隨著計算機控制技術的發展，一些微控制器的使用，使得各種智能化的控制系統相繼問世，單元機組的自動化和智能化程度得到了進一步發展，智能化儀器儀表和軟件的使用，將成為火電廠智能化的關鍵點。

3.2過程控制軟件的優化

在過去一段時間的發展中，很多系統都存在軟件多且繁雜的問題，使得一些模擬量控制系統調節范圍和品質指標下降，優化和精簡過程控制軟件是電廠技術改進的一個方向。現在電力行業向商業化發展，市場競爭越來越激烈，控制系統的安全性高、經濟效益好、通用

性強安裝調試方便的專用軟件將會在電廠得到進一步的發展和應用。

3.3 集中配置單元機組

單元機組集中配置是現在電廠技術改造的一個方向。以往的單元機組總是單獨使用一個監控系統，或者兩個使用一個，這使得監控系統分散而且費用較高。隨著技術的發展，電子室可以同時監控多個機組，另一方面經濟發展對電能需求量不斷增加，電廠的裝機容量也越來越大，集控室越來越大，逐漸出現了一個集合全廠區單元機組的大型控制室，這使得單元機組電子設備集中配置成為現實需求，是節約成本和提高效率的重要舉措。

3.4 APS 技術的應用

APS （Active Phase Swithing）主動階段開關，APS 動態節能也是微星獨家采用的節能技術，APS 是依據 CPU 的負載自動調整CPU 的供電相數。APS 技術實際上是機組級順序控制系統。其特點是在少量人工或者非人工干預的情況下，系統自動完成整臺機組的運作。由于 APS 的實質是電廠運行的程序化，其可以大大減輕工作人員的工作強度，避免人為操作中的不穩定因素，縮短機組啟停時間。因此，將會成為未來機組控制發展的方向之一。

4 結束語

隨著國民經濟的發展，社會生活生產對電力的需求量越來越大，同時對電能的質量要求也越來越高。火電廠熱工自動化為火電廠的發展提供了技術支持，也為改善供電質量打下基礎。目前，火電已經是我國主要的電能來源，這就要求火電廠熱工自動化設備始終處于安全運行狀態，必須保證火電廠的快速反應。火電機組的可靠性關系到整個電網的運行安全和供電質量。采用先進的自動控制系統是火電機組發展的必然趨勢。

參考文獻

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