電廠熱工自動化技術的現狀及進展研究

王丹丹　吳金楊　袁楠　侯芳

摘 要：隨著社會的發展，國家對電力事業的支持力度越來越大，電力事業的發展速度不斷加快，機組裝機量逐步增大，火電廠的熱工自動化水平正在不斷提高。為了更好的保障火電機組的安全、經濟運行，本文以電廠熱工自動化為切入點，介紹了電廠熱工自動化的相關概念與基本內容，分析了電廠熱工自動化的發展現狀，研究了電廠熱工自動化系統未來的發展動向及前景，以期對相關工作者能有所助益。

關鍵詞：電廠；熱工自動化；現狀；未來發展；前景

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.152

1 電廠熱工自動化的概念及基本內容

電廠熱工領域是我國應用自動化技術比較早的領域之一，如我國早期比較典型的自動化研究成果有電廠鍋爐給水調節裝置以及蒸汽機離心擺調速裝置，隨著我國現代工業的飛速發展，各企業所需的電能量越來越大。這就給各電廠的產能提出了更高要求，無論是小容量，小機組的小型電廠，還是大容量，大機組的大型電廠，都迫切需要相應的熱工自動化改造，通過必要的自動化改造，可切實提高我國各電廠發電機組的自動化水平，進而實現電廠的高產、高效。

主機自動化，輔助設備自動化以及公用系統自動化是電廠熱工自動化主要包括的內容。具體可把自動化的基本內容分為5個：

（1）自動檢測（測量與顯示）；

（2）自動調節（模擬量控制）；

（3）順序量控制（開關量控制）；

（4）自動保護；

（5）綜合自動化技術。

2 電廠熱工自動化的現狀

2.1 電廠熱工自動化在我國的發展歷程

我國的自主研發與創新熱工技術起始于1950年，由于當時的技術比較落后，加之資金匱乏，各電廠使用的都是小容量的火電單機，發電機組的操作也主要由人工完成，只是用一些相對比較簡單的儀表來輔助生產控制，整個生產過程自動化水平特別低。至到1970年后，我國的國產機上才開始大量應用各種儀表，操作人員監視與控制整個機組才可借助按鈕與儀表完成。

2.2 火電廠的DCS系統

DCS系統的最初研制與使用起始于國外，大約在1970年左右，中國的火電廠引進與應用這套系統起始于80年代，火電廠廣泛應用DCS系統后，使火電廠的自動化水平得到了大幅提升。首先，電廠監視與控制發電機組可借助DCS系統進行，在試運行機組分部時，使用DCS系統后可大幅縮短發電機組的安裝調試時間，并且DCS系統的使用，對啟動調試整機也十分有利，可使發電機組的安全、穩定、經濟運行得到更好的保障，其次，由于DCS系統操作方式的獨特CRT/鍵盤，經過相關操作人員長時間的熟悉，可大大降低對常規儀表以及控制設備的依賴性，此外對于一些輔助生產的輸煤與除灰等操作，可借助相應的微機型可編程控制器，來完成順序控制。當前對于DCS系統的開發與研究，我國的很多科研機構都在攻堅克難，這樣可大大提高我國的DCS系統水平，從國外進口DCS系統的局面也會逐步擺脫，這樣可有效降低電廠DCS系統的造價。

當前，在各大電廠改造發電機組時，DCS系統的推廣與應用也越來越廣泛，國外的DCS系統與我國的DCS系統相比其優越性比較明顯，主要表現在DCS系統的可靠性運行與維護工作上，但相應的國外DCS系統具有很高的成本造價，而國產的DCS系統與國外的相比，其成本造價相對較低，但國產的DCS系統自動化水平不如國外高，并且機組在實際運行過程中，需要有很多運行人員進行相關維護，各工作人員都需要承擔較大的工作量。

3 電力行業熱工自動化系統的未來發展動向及前景

隨著社會的發展，人們的環保意識也越來越強，同時國家也不斷重視各工業企業實際發展進程中對環境的影響。環保、節能、減排必將成為各電廠發展的主旋律，各項改造也會不斷增多，當前在電子計算機技術與網絡技術日益成熟的推動下，一體化、智能化、網絡化將成為未來各電廠改造的主要方向，這樣也必將簡化了機組的運行、操作、以及故障的排除。

火電廠未來熱工自動化的一個重要研究方向就是把模擬量控制系統的實際調節范圍與各項品質指標逐步提高。雖然現在已經研究出了很多先進技術，如人工神經網絡、模糊控制、狀態預測等，但他們還不完善，在電廠中實際應用的也不是很多，隨著未來我國電力行業各項競爭的不斷激烈，我們必須重視這些技術的應用研究，讓它們真正服務于我國的電力建設。

單機方式運行是當前我國AGC機組主要的運行方式，基于電網負荷存在變化頻率，變荷狀態成為了AGC機組的常出狀態，這就要求對鍋爐的實際蒸汽壓力與溫度要不斷進行改變，增加了各設備的操作量，這樣操作必然會嚴重影響到機組的使用壽命。隨著電力市場競爭的日益激勵，當前各電廠都在努力降低自身發電成本，并且在最大限度的延長機組使用壽命，為此，我們可在電廠中配備分配全廠負荷的系統，通過電網調度部門全廠負荷指令的下發，借助全廠的負荷分配系統，綜合分析各機組的實際煤耗特性，科學，合理的安排各機組的運行，最大限度的降低全廠的發電煤耗成本，進而促進電廠發電成本的降低。相信隨著電廠科技的發展，全廠負荷分配方式將會逐步取代單機AGC方式。

4 結束語

總之，電廠熱工自動化技術屬于一種新興技術，其具有一定復雜性，要想在電廠中更好的應用這項技術，國家必須重視該技術的研發，加大相關領域的資金投入，不斷進行技術創新。這樣熱工自動化技術的發展才會越來越好，熱工自動化技術才能為電廠實現經濟效益、社會效益以及生態效益保駕護航，才能促進我國電力事業的長期、健康可持續發展。

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作者簡介：王丹丹（1981-），女，蒙古族，內蒙古赤峰人，學士學位，研究方向為電廠熱工自動化技術發展方向。