熱工自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用與創(chuàng)新

都業(yè)尹

摘要：居民用電的很大一部分都是火力發(fā)電，一旦火力發(fā)電廠出現(xiàn)故障或者供電不足就會對居民的生活造成很大的影響，自動化技術(shù)在滿足人們的供電需求方面發(fā)揮著越來越重要的作用，因此，我國的科技人員必須加強(qiáng)對DCS控制系統(tǒng)的研發(fā)，并且企業(yè)要做好一定的安全保障，進(jìn)一步提高火力發(fā)電的效率。

關(guān)鍵詞：熱工自動化技術(shù)；火力發(fā)電；應(yīng)用；創(chuàng)新

1熱工自動化的構(gòu)成分析

熱工自動化技術(shù)主要組成結(jié)構(gòu)有兩部分：一部分為分散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要應(yīng)用場所為局域網(wǎng)，電廠很多管理和控制都是通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，分散控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對熱工自動化技術(shù)應(yīng)用的有效控制，豐富功能，電廠局域網(wǎng)起到數(shù)據(jù)控制端口作用，可實(shí)現(xiàn)對電廠各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析處理，當(dāng)前分散控制系統(tǒng)在火電廠中應(yīng)用廣泛，具有廣闊發(fā)展前景；另一部分為監(jiān)控管理系統(tǒng)，監(jiān)控管理系統(tǒng)以DCS（分布式控制系統(tǒng)）為核心，保證DCS數(shù)據(jù)交換等功能能夠有效實(shí)現(xiàn)，將DCS應(yīng)用在熱工自動化中，可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的采集、儲存等功能，提高DCS運(yùn)行規(guī)范性，結(jié)合DCS具體運(yùn)行情況對運(yùn)行軟件適當(dāng)調(diào)整，滿足其在功能方面的需要。在此期間，通過對智能技術(shù)的科學(xué)使用，不斷提升火電廠自動化水平，加深其在生產(chǎn)實(shí)踐中的智能化程度，提高其生產(chǎn)中數(shù)據(jù)處理效率的同時實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行故障的及時處理[1]。

2 我國熱工自動化技術(shù)在火力發(fā)電中應(yīng)用的現(xiàn)狀

自動化技術(shù)的使用能夠降低工作人員的工作量，可能人工工作一天的工作量，應(yīng)用自動化技術(shù)很快就能完成。所謂“自動化”，顧名思義，就是指很少的使用人工操作或者沒有人工操作而自動運(yùn)行；將其應(yīng)用在火力發(fā)電領(lǐng)域，一方面能夠節(jié)約人工成本、降低勞動力強(qiáng)度、提高勞動效率，另一方面，熱工自動化技術(shù)能夠有效地減少操作失誤，提高火力發(fā)電的穩(wěn)定性和安全性。

2.1 熱工測量技術(shù)的應(yīng)用

熱工測量技術(shù)是火力發(fā)電生產(chǎn)運(yùn)行中的常規(guī)應(yīng)用技術(shù)，測量對象十分廣泛，涉及到溫度、壓力、流量等，隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，目前熱工測量技術(shù)的運(yùn)用方式已經(jīng)完全由人工操作，例如在溫度測量方面，基于傳感器收集、控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方式，不同規(guī)格機(jī)組對熱工測量控制系統(tǒng)需求存在差異，一般來說，125MW以下機(jī)組多采用DDZ-2型溫度變送器，300MW以上的機(jī)組則采用熱點(diǎn)偶熱電阻信號直接傳導(dǎo)到電子室。

2.2 DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

DCS（DistributedControlSystem）即分布式控制系統(tǒng)，宏觀層面上說，它屬于過程控制級、監(jiān)控級構(gòu)建的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中分級管理、配置靈活、分布控制、集中操作等要求，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的應(yīng)用高價值。

綜合國內(nèi)外火力發(fā)電系統(tǒng)自動化技術(shù)革命歷程，DCS系統(tǒng)是在發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用實(shí)踐效果最為突出的，一般的DCS都意味著一個局域網(wǎng)系統(tǒng)，以及分布在局域網(wǎng)中的計算機(jī)節(jié)點(diǎn)，共同構(gòu)建一個控制系統(tǒng)，進(jìn)而在局域網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組之間建立連接，即可滿足對控制系統(tǒng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)控制的需求，實(shí)現(xiàn)自動化應(yīng)用。

3提高自動化技術(shù)在火力發(fā)電中應(yīng)用的有效措施

3.1加大投資力度

儀器設(shè)備的使用對于工作效率的提高是非常巨大的，舉一個例子來說，兩個非常大的數(shù)字相乘，人工計算可能需要花費(fèi)很長的時間才能算出來，而且得出的結(jié)果還不一定準(zhǔn)確，但是如果使用計算機(jī)，只需要輸入兩個相乘的數(shù)值就可以馬上得出計算結(jié)果，而且結(jié)果非常準(zhǔn)確，從這個例子中就可以明顯感覺到科技的力量，鄧小平同志也說過，想要經(jīng)濟(jì)進(jìn)步就一定要發(fā)展科技，要想提高火力發(fā)電廠的產(chǎn)電效率，就必須加大資金的投入力度，企業(yè)應(yīng)該積極引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備，相關(guān)的工作人員積極學(xué)習(xí)國外的管理體系等等，雖然成本較高，但是避免了在后面產(chǎn)電過程中可能出現(xiàn)的麻煩。

3.2加強(qiáng)DCS控制系統(tǒng)的研發(fā)

自律分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要為“垂直型”和“水平型”兩種，在垂直型結(jié)構(gòu)中，如果上位子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則下位子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)局部控制，但子系統(tǒng)之間的沒有協(xié)調(diào)性。而在水平型結(jié)構(gòu)中，情況正好相仿，整個系統(tǒng)中不分上下，一部分子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，并不影響其他的正常工作，但彼此之間的信息徹底中斷，缺乏控制性；面對這一現(xiàn)象，DCS控制系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)以“自律型”為方向——實(shí)現(xiàn)自律可協(xié)調(diào)性與自律可控性的有效統(tǒng)一，其中“自律可協(xié)調(diào)性”是指無論那一部分子系統(tǒng)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)都可以協(xié)調(diào)控制自身的工作狀態(tài)，并滿足子系統(tǒng)之間的通信重構(gòu)。

3.3完善自動化運(yùn)行中的保障措施

（1）自動化設(shè)備的安裝階段。在自動化設(shè)備的初步安裝階段，必須按照廠家的安裝指示進(jìn)行安裝，有些設(shè)備的安裝可能不適合該火力發(fā)電廠，這時候企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該積極與廠家進(jìn)行溝通，讓廠家派人過來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，切勿自行調(diào)整安裝方法，以免遺留安全隱患。安裝完畢進(jìn)行調(diào)試時必須要有一定的安全保護(hù)裝置，以免在調(diào)試過程中出現(xiàn)意外，確保各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)之后，再將這個設(shè)備投入使用，一旦哪一項(xiàng)指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)，即使誤差很小也要立即進(jìn)行檢查。

（2）盡量使用成熟的技術(shù)。雖然越先進(jìn)的技術(shù)越能提高火力發(fā)電廠的產(chǎn)電效率，但是如果科技人員剛剛研發(fā)出來的技術(shù)，該技術(shù)還處于調(diào)試階段就投入使用，在增加企業(yè)利潤的同時也增加了發(fā)生事故的風(fēng)險。而使用成熟的自動化技術(shù)增加了機(jī)組運(yùn)行的可靠性，因?yàn)槌墒斓淖詣踊夹g(shù)下生產(chǎn)出來的自動化設(shè)備與其他的裝置相匹配，不會產(chǎn)生排斥現(xiàn)象，就像組裝電腦經(jīng)常發(fā)生問題一樣，可能CPU性能極高，但是其他的電腦配件不支持這種CPU性能的發(fā)揮，反而會對CPU造成損害。

（3）各種檢測設(shè)備的使用。目前我國的熱工自動化技術(shù)在檢測方面和控制方面越來越趨于完善，但是在報警自動化和保護(hù)自動化方面還不夠完善，在報警自動化方面，應(yīng)該在每一個有可能發(fā)生事故的裝備上都配有一個自動化報警系統(tǒng)，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，自動化報警系統(tǒng)能夠及時報警。

（4）加強(qiáng)對于線纜的保護(hù)。在火力發(fā)電廠中應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)需要許多的線纜進(jìn)行連接，與其他的工廠不同，火力發(fā)電廠的作業(yè)環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，安全隱患也較多，企業(yè)對于線纜的保護(hù)是保證自動化設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵部分，一方面企業(yè)可以通過積極研發(fā)新技術(shù)減少電纜的使用，另一方面，工作人員需要經(jīng)常對電纜進(jìn)行檢查和維修，確保不會出現(xiàn)電纜斷裂或者融化的現(xiàn)象。

4火電廠熱工自動化DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

4.1與PLC融合

PLC是具有可編程功能的存儲器，可對系統(tǒng)內(nèi)部程序進(jìn)行存儲，并對運(yùn)算指令進(jìn)行快速執(zhí)行。火電廠在對DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時，可將DCS與PLC進(jìn)行有機(jī)融合，這樣能夠使DCS系統(tǒng)具備邏輯控制功能，從而使順序控制過程得以優(yōu)化。

4.2引入IGDS

火電廠歸屬于工業(yè)領(lǐng)域的范疇，IGDS是目前最為先進(jìn)的工業(yè)圖形顯示系統(tǒng)，在DCS系統(tǒng)中引入IGDS，可使人機(jī)交互界面的整體效果獲得大幅度提升，不但顯示速度可以變得更快，而且還能使畫面有所增多。

結(jié)束語

我國的日常生活用電以及工業(yè)用電量不斷提高，這就要求我國的火力發(fā)電企業(yè)提高產(chǎn)電效率以滿足人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯男枨蟆CS是熱工自動化技術(shù)的主控單元，對于DCS的升級直接影響到火力發(fā)電廠的發(fā)電效率，另一方面，完善熱工自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的管理以及信息化的監(jiān)控系統(tǒng)也能提高火力發(fā)電的效率。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：河北大唐國際豐潤熱電股份有限責(zé)任公司）