火電廠熱能自動化控制技術的可靠性及發展前景研究

莫龔坤 李欣梅 陳友良

火電廠熱能自動化控制技術的可靠性及發展前景研究

莫龔坤 李欣梅 陳友良

（廣西桂能科技發展有限公司 廣西南寧 530000）

火電廠是我國重要的供電企業，在電能供給體系中發揮著重要的作用，其重要性主要表現在火電廠熱能自動化控制具備一定的可靠性，可以保持機械設備的安全平穩運行。火電廠熱能自動化技術可以體現火電廠技術的發展，并且可以有效提高供電的水準和供電質量。本文主要分析了火電廠熱能自動化控制系統的基本概念和發展現狀，并結合具體的情況提出了提升自動控制可靠性的措施。

火電廠；熱能自動化控制技術；可靠性；發展前景

隨著科技的發展，熱能自動化技術取得了不小的成就，并且有利于促進生產和技術的發展。隨著電力工業的發展，發現機組的容量也逐漸增大，出現了高參數的單元機組，電力工業正處于發展的上升時期，為了進一步滿足生產的需要，熱能自動化裝置的控制系統需要進行進一步的改進，提高自動化水平。

1 火電廠熱能自動控制系統的基本概念

在火電廠熱能自動控制系統中，包含了很多大型機械設備的安全運行問題，它是對火電廠進行管理工作的重要組成部分。熱能自動控制系統包含了很多方面：鍋爐的燃燒量、過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、汽包水位等，除此之外，它還和引、送風控制等系統存在著一定的聯系。從中可以看出，熱能控制系統比較復雜，維持熱能控制系統的穩定可靠運行是一項復雜的工作。因此，首先需要對設備進行定期檢修，使硬件設備可以正常運轉，針對各個部門、各個零件容易發生故障的情況進行檢測；同時，檢修人員要有專業的技術水平，了解設備的工作原理，實現對故障的快速檢修。另外，要對設備的運行環境和運行方式進行實時監控，及時發現故障，并保證可以在第一時間對故障進行處理，保證熱能自動控制系統的穩定性和安全性。

2 我國火電廠熱能控制技術的發展現狀

2.1 儀表和控制裝置

80年代初，我國引進了300W、600W機組的制造技術，同時采用先進的技和國外研究機構研制了的儀表和控制裝置，因此改變了過去儀表和控制裝備品種不全、可靠性差的問題，基本可以滿足火力發電廠的的要求。目前我國儀表制造部緊跟世界發展的趨勢，積極吸收國外先進的生產技術，主張打造自己的產品，提高我國儀表產品的質量、性能等，有利于提高電廠自動化控制技術和水平。

2.2 分散控制技術

我國火力發電廠的自動化控制系統中采用分散控制技術，通過分散控制技術出改造出很多類型的分散控制系統，比如T-ME、MOD-300等，但是分散控制系統在電廠中的品種過于繁多，影響了電廠自動化控制的水平，為檢修帶來了困擾，因此為了防止火力發電廠中的分散控制系統品種過多，我國精選了八種分散控制系統作為火力發電廠的首選，與利于減少眾多的干擾因素，促進自動控制水平的提高。

2.3 鍋爐爐膛安全保護系統

過去鍋爐爐膛職能通過反光鏡來對爐膛的燃燒情況進行監控，但是在監控室內無法監視爐膛的火焰狀況，導致爆炸事件的發生。目前爐膛保護技術有了新的發展，在鍋爐爐膛內安裝爐膛保護裝置，可以對火焰進行檢測、對燃燒物進行吹掃、對爐膛內的壓力進行保護，增強鍋爐燃燒的穩定性和安全性。

2.4 計算機技術的應用

我國火力發電廠主要在計算機監控系統中應用計算機技術，它既具有數據采集的功能，也具有控制的功能，在提高火力發電廠自動化水平中發揮著關鍵性的作用。因此大量減少了常規儀表和手動操作設備的使用，有利于提高火力發電廠的管理水平，增強了自動化技術的可靠性。

3 火力發電廠自動控制技術提升可靠性的措施

3.1 軟件優化

目前我國火電行業發展速度較快，企業之間的競爭加劇，因此要想提高自動控制技術的可靠性，就必須保證整體運營的安全性和經濟性。在火力發電廠的經營過程中，控制系統會涵蓋大量的軟件，因此在管理中較為復雜，所以要不斷優化軟件，才能為提高火力發電廠自動控制技術的可靠性準備良好的條件。比如可以將火力發電廠的信息管理系統和通信接口相連接，實現對數據的整體管理，并關注軟件在日常運行中的具體情況，保證軟件的平穩運行。

3.2 使用APS技術

APS技術表示主動階段開關。APS可以實現對CPU供電相數的自動調節，它基本上可以在無人干預的情況，自主完成機組的運行。由于APS是程序化的技術，因此可以減少人力成本的消耗，并減少人為的干擾，有利于保證機組的平穩運行。

3.3 智能化控制

智能化控制是當前自動控制系統中最重要的發展態勢，在未來的研究中也最為關鍵。傳統的火力發電廠單元機組主要采用分散控制系統來實現對系統的控制，雖然可以增強對單元機組的監控，實現較好的監控效果，但是它的智能化程度較低。隨著計算機技術的普及，微型控制器、智能儀表等設備的出現，有利于促進職能控制系統的發展，并減少了人力成本的消耗，有利于提高火力發電廠系統運行的效率，促進經濟效益的提高，可以有效避免一些由于人為干擾而引發的故障，增加自動化控制技術的可靠性和穩定性。

4 我國火力發電廠熱能自動控制技術的發展前景

隨著科學技術的發展和現代控制理論的進一步應用，計算機技術在火力發電廠熱能控制系統中得到了廣泛的應用，并且提供了可靠的技術支持。針對近年來技術的發展情勢，在計算機技術、通訊技術等技術的綜合運用下，未來將會產生更多可靠性強、功能完善的新型熱能測量和控制儀表，火電廠熱能自動化專業將會得到進一步的發展，有利于縮小我國和掌握世界先進火力發電技術的國家的差距。而且火電廠熱能自動化技術的進步，也會推動設備制造、系統調試和維護等多方面的進步，促進行業的整體進步和相鄰行業的進步。

4.1 實現單元爐、機、電控制的一體化

分散控制系統涵蓋了整個機組的所有參數信息和設備運行狀態的信息，有利于保證信息管理系統的快速采集，促進電網的統一管理，保證電網在工作時可以處于最佳的運行狀態，同時也有利于發揮分散控制系統的控制功能，減小控制室的規模，并較少控制人員的數量，有利于減少成本的投入，促進機組監控效率的提高。在火電廠自動控制系統中可以采DCS和PLC控制技術的相互配合的方式，逐漸縮小甚至取消BTG盤，工作人員在進行檢修時，要按照機組的控制功能進行分類，注意人員的配合。

4.2 實現機組的整組啟動

實現機組的整組啟動，可以反應機組工作時的自動化水平，通過整組啟動可以說明分散控制系統、爐膛安全保護系統、協調控制系統等系統之間具有良好的配合能力，也反應了主機設備和輔機設備之間具有良好的可控性，并可以保證信號檢測、執行機構指導工作的可靠性。

4.3 信息管理系統

機組的機、爐、電的統一管理有利于實現發電廠信息管理系統的有效管理。全廠MIS系統可以對火力發電廠生產過程的數據進行收集和整理，并對全廠的每個機組進行負荷的合理分配，對用電進行科學調度，可以有效提高每個單元的機組的運行效率。而電網管理則主要可以利用遠動通訊接口，可以實現遠程遙控、通信的工作。

4.4 新的控制和保護策略

隨著計算機技術的發貨在哪，現代控制方法也減少了對被控模型的依賴，應該由控制系統來調節參數，采用控制器和黑箱控制器等技術，減少復雜場合對被控模型的依賴，通常可以獲得良好的控制效果。

通過計算機控制技術，可以及時檢測系統的故障，并可以排查設備的隱患，設置主動保護措施等來保護系統，使系統可以正常運行，增加了系統防護的可靠性和安全性。現代控制和保護策略借助計算機技術的支持，將有利于提高火力發電站控制系統的水平，并進一步促進人工智能技術、免干預等技術的發展。

4.5 現場總線和智能儀表

現場總線是一種串行通訊系統，可以連接現場儀表和控制系統，具有數字化、智能化的特點。現場總線不僅可以實信號的采集和控制的輸出，還可以利用設置現場的儀表和裝置實現對系統的而控制、智能診斷等功能，并且可以減少控制電纜的使用，實現多個現場之間的交互。現場總線控制系統有多重運用的模式，其中最主要的是用于現場總線的系列模塊，即由控制器、傳感器、執行部門、監控站組成的現場總線控制系統。因此，在未來的發展中，應該首先保證現場總線的儀表監視和通訊相應的可靠性，再對局部的分工和合作進行處理，以促進系統的平穩運行。

5 結語

我國火力發電廠熱能控制系統仍然處在發展階段，在未來的發展中還需要不斷實現單元爐、機、電控制的一體化；實現機組的整組啟動；強化信息管理系統的應用；并新的控制和保護策略，以保證火電廠熱能自動化控制技術的可靠性。

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[2]余 宏.火電廠熱工儀表自動化技術應用探討[J].通訊世界，2014，09：110～111.

[3]李成志.火電廠熱工自動控制可靠性的探討[J].科技風，2013，16：176～177.

TM621

A

1004-7344（2016）27-0104-02

2016-8-24

莫龔坤（1989-）男，助理工程師，大專，主要承擔大、中型火電廠機組的熱工相關試驗和輔機各項實驗課題，承擔新建電廠投產前的啟動調整和試運行、熱工自動化調整、熱工邏輯審查，遠程順序控制工作。