火電廠熱工自動化的現狀與進展

王佳志

（天津藍巢電力檢修有限公司，天津 300380）

一、火電廠熱工自動化的概念及現狀分析

（一）火電廠熱工自動化概念

火電廠熱工自動化指的是利用自動化的儀器與設備，在無人或較少人參與的條件下，自動監控火電廠熱力的生產與轉換過程。在火電廠自動化系統的輔助下，可以更加高效地收集和統計相關的熱力數據，提高熱力生產的安全性與經濟性。火電廠熱工的自動化在一定程度上也可以節省人力、物力，同時利用高科技因素的儀表與設備提高火電廠發電過程的安全系數與效率。

（二）火電廠熱工自動化現狀分析

當前我國大部分的火電機組都是采用DCS程控系統，而隨著近幾年科學技術的快速發展，DCS系統的應用也愈加廣泛，火電廠熱工自動化極大程度地方便了技術人員的操作，提高了發電的效率與安全性。就我國當前火電廠熱工自動化現狀來看，熱工自動化主要體現在自動檢測、自動控制、自動報警與自動保護四個方面。DCS系統通過監控整個過程的壓力、溫度與流量等熱力學參數，能夠有效監督火電廠的運行情況，同時為后期的自動控制、事故分析與經濟核算提供依據。此外系統中的自動控制裝置能夠有效調節電廠熱工自動化生產過程中的設備運行，確保火電廠機組的穩定運行。同時DCS系統在進行自動檢測時如果發現熱工參數出現異常，將發出信號報警，提醒相關人員及時處理異常情況。在熱工參數出現異常或是相關設備運行出現故障時，需要暫停設備進行調整避免因設備運行故障而引起安全事故。

二、熱工自動化系統的構成

（一）DCS系統（分散控制系統）是以微處理器為核心，以控制功能分散、顯示操作集中為設計原則，同時強調了系統各組成的協調性，在DCS系統中通常采用分級遞階的結構，實現了儀表控制。近幾年，DCS系統在我國的火力發電中的應用范圍愈加廣泛，在很大程度上提高了汽輪機的控制水平，同時DCS系統憑借自身的分散控制優勢能夠有效提高鍋爐的控制水平，有效解決了鍋爐控制難的問題。隨著科學技術的發展，DCS系統的功能更加多樣化，從原有的封閉化模式逐漸向開放化發展，開放式的DCS系統在兼容性方面有所提高，企業可以根據自身的特定需要針對性地選擇設備與軟件，進一步優化火電廠熱工系統。此外，儀表技術的快速發展也使得DCS系統的分散控制功能進一步增強，在儀表測算與診斷上更加精確。

（二）輔助系統集中監控網絡

輔助系統集中監控網絡主要以可編程的控制器、交換器與人機接口為依托，可以實現系統運行的調試、安裝與運行過渡的要求，同時輔助系統集中監控網絡按照水、煤、灰設置調試的終端，在火電廠發電過程中，在輔助系統的幫助下，監控系統逐漸由各個外圍系監控轉換為控制室的集中監控，由此，火力發電實現了全自動的監控，提高了監控的效率與準確度。

（三）煙氣脫硫系統

煙氣脫硫系統主要以火電廠發電的實際情況為依據，與除灰系統合并設置在電除塵控制室或除灰控制系統中。煙氣脫硫系統主要功能為監視與報警，通過機組與硬接線盒機組DCS進行有效連接，確保機組能穩定安全運行。

三、火電廠熱工自動化的發展

（一）電氣控制納入

DCS近幾年，分散控制系統DCS在火電廠中的應用愈加廣泛，極大程度地提高了汽輪機與鍋爐的控制水平，但同時作為單元機組內一個重要的組成部分，很多火電廠對發電機變電器用電系統的控制仍采用原有的控制方式進行單元機組的控制，將大量模擬儀表光字牌與開關按鈕裝設在控制盤臺上，這在一定程度上影響了控制室對汽輪機與鍋爐DCS系統的控制效率，限制了火電廠熱工自動化的發展。因此，火電廠需要積極將DCS納入保安電源系統、發電機勵磁系統、支流系統等，優化電氣控制，以完善電氣自動化性能。

（二）智能控制應用

隨著科學技術的快速發展，火電廠熱工自動化技術快速發展，智能控制應用逐漸增多，越來越多的火電廠利用計算機技術進行發電管控，這在一定程度上減少了被控對象的模型。智能控制應用主要采用模糊控制的應用語言變量，將操作經驗總結為若干個條件語句，并建立相應的模糊關系，對模糊邏輯進行推理，這樣便可以快速地對復雜對象進行控制。此外，神經網絡也具備較強的非線性函數逼近與非線性映射能力，可以快速準確地對信息進行處，這樣一來，鍋爐控制中的非線性建模與非線性控制就可以得到有效的控制，因此，在計算機控制技術的輔助下，可以準確檢測出整個系統在運行過程中的故障，同時起到主動保護的效果，確保火電廠熱工系統能夠正常運行。

四、火電廠熱工自動化的發展前景

當前很多火電廠發電仍采用傳統的火電廠熱工自控技術，未來火電廠熱工自動化電氣控制技術也會被廣泛利用，整個流程將會實現一體化的監控。同時，現場監控設備也將會向數字化、自動化與機械化方向發展，計算機監控系統將會對熱工儀表測量結果進行科學分析，進而實現火電廠熱工自動化的進一步發展。從國際上來看，很多國家都在火電廠自動化技術上投入了大量的資金，使得火電廠熱工自動化技術快速發展，我國也需要密切關注國內外火電廠熱工自動化技術的最新發展，研發更為先進的火電廠熱工自動化技術，促進鍋爐與汽輪機控制水平的提高。

結束語

近幾年，我國在火電廠熱工自動化發展中取得了一定進步，同時也積累了許多寶貴的經驗，但是在火電廠熱工自動化領域中仍存在較大的發展空間，因此，政府需要加強科技研發投入，密切關注在火電廠發電過程中的問題，積極探索熱工自動化的應用，促進火電廠效率與效益的不斷提高。