火力發(fā)電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展研究

張立本

（陜西渭河發(fā)電有限公司 熱工分場(chǎng)，咸陽(yáng) 712085）

火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制主要是指在發(fā)電過(guò)程中，利用科學(xué)技術(shù)在無(wú)人看守的情況下確保火電廠能夠正常運(yùn)行。熱工自動(dòng)化主要包括自動(dòng)控制、順序控制、自動(dòng)保護(hù)。火電廠熱工自動(dòng)化控制可以確保火電廠運(yùn)行安全，減少人工，提高運(yùn)行效率，一定程度上符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

1 熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述及意義

1.1 熱工自動(dòng)化的主要目的

熱工自動(dòng)化的主要目的是在電力生產(chǎn)過(guò)程中使用自動(dòng)化設(shè)施對(duì)電力生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)安全高效的生產(chǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中，不再需要人工進(jìn)行操作，大規(guī)模減少了人工的投入量和報(bào)酬。火力發(fā)電過(guò)程憑借自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量和信息處理進(jìn)行操作，完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化[1]。

1.2 熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)在火力發(fā)電廠的重要作用

一是熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)確保了火電廠日常的正常運(yùn)營(yíng)。該系統(tǒng)可以規(guī)范合理地控制發(fā)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，從而保證設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)器設(shè)備如果發(fā)生故障，或者需要臨時(shí)修改數(shù)據(jù)而中途停止運(yùn)行，熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)都可以對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，保證機(jī)器設(shè)備能夠盡早恢復(fù)運(yùn)行，減少火電廠的經(jīng)濟(jì)損失[2]。

二是熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)在機(jī)器設(shè)備發(fā)生故障時(shí)采取自動(dòng)切斷電源的措施，并根據(jù)事先設(shè)定好的應(yīng)急預(yù)案來(lái)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，在一定程度上避免因?yàn)闄C(jī)器異常而給人員造成的傷害，為員工的人身安全提供有力保障。在熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于其自身特點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)行減少了對(duì)人工數(shù)量的要求，一定程度上節(jié)省了火電廠的人員報(bào)酬。

三是在信息全球化的背景下，熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)充分滿足了現(xiàn)代電網(wǎng)管理工作對(duì)火電廠系統(tǒng)設(shè)備的要求。根據(jù)火電廠設(shè)備的耗能與生產(chǎn)效率對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，它促進(jìn)了火電廠綜合效益的提升。

2 火電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

2.1 熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成

2.1.1 自動(dòng)檢測(cè)

在熱力發(fā)電過(guò)程中，對(duì)溫度、壓力、流量以及成分等參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行具體測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中不需要人工參與，一定程度上減少了人工的工作量。在測(cè)量過(guò)程中，其可以對(duì)不足的地方進(jìn)行調(diào)整和改正。

2.1.2 自動(dòng)控制

利用熱工自動(dòng)化控制，在機(jī)組的自動(dòng)控制裝置運(yùn)行過(guò)程中，規(guī)范合理地對(duì)一些具體設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，從而提高機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

2.1.3 自動(dòng)報(bào)警

在沒(méi)有工作人員控制的情況下，假如機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏差，自動(dòng)報(bào)警可以對(duì)其偏差的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并且反饋給工作人員從而作出具體的調(diào)整和糾正，避免重大事故和故障的發(fā)生。

2.1.4 自動(dòng)保護(hù)

假如熱工參數(shù)超過(guò)事先設(shè)置好的預(yù)定參數(shù)，并且相關(guān)設(shè)備又無(wú)法滿足工作設(shè)備的具體要求，那么就需要機(jī)組設(shè)備進(jìn)行自我修復(fù)，加大限度控制或直接終止工作，將事故的損傷降到最小。

2.2 熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)中軟硬件的客觀問(wèn)題

在熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，通常將電池管理系統(tǒng)、協(xié)調(diào)控制、汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)等添加到熱控制系統(tǒng)中，從而保持設(shè)備的安全運(yùn)行，并且在發(fā)生故障時(shí)立即終止設(shè)備的運(yùn)作[3]。如果不進(jìn)行限流，會(huì)很容易發(fā)生短路而導(dǎo)致輸入電路產(chǎn)生故障，無(wú)法通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)讓系統(tǒng)或者設(shè)備發(fā)出指令，導(dǎo)致信息的處理速度過(guò)慢而影響熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.3 熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制元件出現(xiàn)問(wèn)題

熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的元件主要有電磁閥、流量、液位、壓力和溫度，假如這些元件由于老化或者是質(zhì)量問(wèn)題而產(chǎn)生故障，并且該系統(tǒng)沒(méi)有自動(dòng)識(shí)別的功能，就會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)，錯(cuò)誤信號(hào)將會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤指令，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)跳閘。熱控元件發(fā)生設(shè)備故障對(duì)熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的整體運(yùn)行有很大的影響。

2.4 干擾造成的故障

接地問(wèn)題是造成干擾的主要原因，例如，備用電源、大功率無(wú)線通信交換設(shè)備容易造成干擾。分布式控制系統(tǒng)的信號(hào)干擾問(wèn)題已經(jīng)備受關(guān)注，該系統(tǒng)經(jīng)常因?yàn)槭謾C(jī)、對(duì)講機(jī)等設(shè)備的干擾而產(chǎn)生停機(jī)等故障[4]。所以，相關(guān)工作人員一定要將系統(tǒng)的信號(hào)線和產(chǎn)生干擾信號(hào)的設(shè)備分開(kāi)，特殊情況下采取措施手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)。

3 火電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化策略

3.1 優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行性能

現(xiàn)階段，提升系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的能力，傳統(tǒng)做法都是從控制站點(diǎn)的分散處理單元入手，但其性能提升過(guò)于緩慢，因此，想要快速進(jìn)行整體提升，就必須從信號(hào)入手。采取多點(diǎn)采樣的方法，對(duì)所采集的信息進(jìn)行對(duì)比分析，從而全面提升監(jiān)測(cè)能力和自我判斷能力[5]。提升分布式控制系統(tǒng)可以對(duì)關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分散布置，發(fā)生故障時(shí)，可以先對(duì)壓力進(jìn)行分擔(dān)，然后再對(duì)故障進(jìn)行快速消除，也可以采用多點(diǎn)取樣獲得多參數(shù)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)信息更準(zhǔn)確，然后將數(shù)據(jù)用于分離，可以更可靠、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。通常情況下，應(yīng)該設(shè)計(jì)、安裝、多角度評(píng)價(jià)自動(dòng)控制系統(tǒng)。優(yōu)化分布式控制系統(tǒng)，應(yīng)以提高預(yù)防系統(tǒng)努力、處理故障為主要目標(biāo)，硬件和軟件質(zhì)量的自我判斷優(yōu)化為重點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化[6]。

3.2 集中部署監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)的控制中心一般配備1～2臺(tái)單元機(jī)組，并且常規(guī)分割機(jī)組運(yùn)行措施較為落后，無(wú)法滿足熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和提升后的單位機(jī)組容量。這就需要火電廠對(duì)其進(jìn)行改革，可以考慮把廠內(nèi)的全部機(jī)組整合到一個(gè)房間內(nèi)，大規(guī)模地集中控制設(shè)備，提高自動(dòng)化控制管理工作的效率。

3.3 在控制過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化軟件

在控制過(guò)程中，應(yīng)用自動(dòng)化軟件可以負(fù)擔(dān)部分工作人員的工作，減輕壓力，提高火電廠的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率。基于當(dāng)前形勢(shì)，如果合理運(yùn)用自動(dòng)化軟件，那么火電廠的發(fā)展空間會(huì)更廣闊。當(dāng)前，我國(guó)部分火電廠已經(jīng)引入專用的熱工自動(dòng)化控制軟件，針對(duì)電廠燃燒機(jī)整體溫度和設(shè)備性能進(jìn)行控制。實(shí)踐證明，自動(dòng)化軟件的合理運(yùn)用，確實(shí)可以提升經(jīng)濟(jì)效益，具有較強(qiáng)的安全性和通用性，在運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面取得的效果也不錯(cuò)[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要針對(duì)熱工自動(dòng)化控制在火電廠的具體應(yīng)用和系統(tǒng)優(yōu)化策略進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而發(fā)現(xiàn)在火電廠運(yùn)行中合理使用熱工自動(dòng)化控制，可以有效提高火電廠的工作效率，促進(jìn)電力行業(yè)科學(xué)發(fā)展。總之，火電廠是我國(guó)電力供應(yīng)的主力軍，不論從哪方面來(lái)說(shuō)，人們都要密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外熱工自動(dòng)化控制技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)，將最先進(jìn)的技術(shù)和我國(guó)火電廠熱工自動(dòng)化控制的實(shí)際情況聯(lián)系起來(lái)，從而推動(dòng)我國(guó)火電廠熱工自動(dòng)化控制技術(shù)全面發(fā)展。