試析常見電廠熱工自動(dòng)控制技術(shù)要點(diǎn)

肖祺

摘? 要：近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，超臨界、超超臨界發(fā)電機(jī)組已經(jīng)逐步成為主流發(fā)展方向，傳統(tǒng)的熱工模式已無法滿足現(xiàn)在的工業(yè)化發(fā)展的需要，只有不斷創(chuàng)新，才能不斷推動(dòng)電力事業(yè)的發(fā)展。本文將闡述電廠熱工的內(nèi)容，并對(duì)電廠熱工自動(dòng)技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電廠;熱工自動(dòng)化;自動(dòng)控制

引言

隨著生活水平的日益提高，對(duì)電力的需求也不斷增加。為了滿足現(xiàn)代化建設(shè)的需要，電廠的熱工系統(tǒng)技術(shù)也需要逐步提高其自動(dòng)化程度。本文將對(duì)電廠熱工自動(dòng)控制技術(shù)的內(nèi)容和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行全面分析，并對(duì)今后如何優(yōu)化電廠熱工系統(tǒng)提出建議。

1. 電廠熱工自動(dòng)化的內(nèi)容

電廠熱工自動(dòng)化是指通過智能儀器、儀表、DCS系統(tǒng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，控制，從而對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，控制，優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)控制智能化、過程自動(dòng)化的目的。

1.1熱工測(cè)量技術(shù)

（1）溫度測(cè)量，溫度參數(shù)占有很大的比重，常見的測(cè)溫元件有熱電偶、熱電阻等。一些發(fā)電廠還使用其他的熱傳感器，如金屬膜汞溫度包、紅外測(cè)溫探頭等。

（2）壓力測(cè)量，壓力傳感器主要是基于應(yīng)變?cè)淼哪て惺軌毫Φ碾娖髟话銥殡娮钁?yīng)變片。當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。

按類型分為電動(dòng)式和氣動(dòng)式兩大類，電廠中主要應(yīng)用的為電信號(hào)的壓力傳感器。

（3）流量測(cè)量，電廠中需要測(cè)量的流量參數(shù)包括：一、二次風(fēng)量、風(fēng)速及各種液體的流量流速等。

電廠中普遍應(yīng)用的為差壓流量計(jì)，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置所產(chǎn)生的壓差與流量之間存在一定關(guān)系的原理，通過測(cè)量壓差來實(shí)現(xiàn)流量測(cè)定。差壓式流量計(jì)由一次裝置和二次裝置組成。一次裝置稱流量測(cè)量元件，二次裝置稱顯示儀表。

（4）料位測(cè)量，按檢測(cè)物料的種類不同可分為液位、顆粒料位等檢測(cè)裝置;按原理可分為電容式、重錘式、雷達(dá)式等。在電廠中，測(cè)量液體主要用雷達(dá)式，測(cè)量顆粒料位主要應(yīng)用重錘式。

（5）其他測(cè)量，如氧化鋯（測(cè)量氧氣濃度）、測(cè)振儀（測(cè)量軸承震動(dòng)）、火檢系統(tǒng)、氨氣、氫氣側(cè)漏檢測(cè)儀等。

1.2.關(guān)于DCS及控制邏輯

現(xiàn)代大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)是高參數(shù)、大容量，普遍采用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品，以提高電廠的競(jìng)爭(zhēng)力。在單元機(jī)組控制方面，爐、機(jī)、電一體化采用DCS早已成為業(yè)內(nèi)共同選擇。

DCS的骨架—系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是DCS的核心。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和擴(kuò)充性，起著決定性的作用。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。

2. 確保電廠熱工自動(dòng)控制技術(shù)可靠的要點(diǎn)

2.1、防止熱工保護(hù)拒動(dòng)誤動(dòng)

在電廠熱力自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行中，保證機(jī)組設(shè)備的正常運(yùn)行事首要問題。對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)來說，熱工保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)將嚴(yán)重影響火電機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)熱工保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)的防范研究一直以來都是熱控專業(yè)的熱點(diǎn)討論問題。

保護(hù)誤動(dòng)、保護(hù)拒動(dòng)的概念：在主輔設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)因自身故障而引起動(dòng)作，造成主輔設(shè)備停運(yùn)，稱為保護(hù)誤動(dòng);在主輔設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)也發(fā)生故障而不動(dòng)作，稱為保護(hù)拒動(dòng)，并可能因此造成設(shè)備損壞及事故的擴(kuò)大。由此可見，保護(hù)拒動(dòng)的危害比保護(hù)誤動(dòng)更加嚴(yán)重，因此，熱工保護(hù)系統(tǒng)的基本配置原則為“杜絕拒動(dòng)，防止誤動(dòng)”。

這就需要熱工人員做到如下幾點(diǎn)：

1、對(duì)保護(hù)定值、邏輯進(jìn)行合理優(yōu)化完善，提高保護(hù)信號(hào)的可靠性和穩(wěn)定性。

2、重要設(shè)備異常處理時(shí)，必須對(duì)所有相關(guān)設(shè)備原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特性等進(jìn)行認(rèn)真研究，對(duì)處理過程存在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面辨識(shí)。

3、開展針對(duì)機(jī)組重要控制裝置電源配置專項(xiàng)核查，針對(duì)供電級(jí)別、電源回路、冗余配置、多余設(shè)備對(duì)保護(hù)系統(tǒng)影響進(jìn)行核查，消除隱患。

只要認(rèn)清設(shè)備或系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)，并采取合適的防范措施，就一定能有效避免熱工保護(hù)的誤動(dòng)及拒動(dòng)，提升發(fā)電設(shè)備的可靠性及安全性。

2.2、提高電子元器件的可靠性，提高設(shè)備的可靠性

近年來由于熱控元器件故障造成機(jī)組非停次數(shù)越來越多，電子元器件的質(zhì)量與可靠性水平是影響設(shè)備質(zhì)量與可靠性水平的重要因素。

典型的卡件及電子元器件的壽命曲線是浴盆曲線。即電子元器件主要故障都出現(xiàn)在器件壽命周期開始和最后的十分之一階段。一般元器件在出廠前先進(jìn)行一次老化測(cè)試，其目的就是加快器件在其壽命前10%部份的運(yùn)行過程。

隨著電子元器件的使用，當(dāng)經(jīng)過恒定失效率區(qū)，接近損耗區(qū)時(shí)器件的故障率又開始增加，其特點(diǎn)是產(chǎn)品的故障率迅速上升，很快出現(xiàn)產(chǎn)品故障大量增加直至最后報(bào)廢。這一階段產(chǎn)品的故障主要是由老化、疲勞、磨損、腐蝕等耗損性因素引起的。通過對(duì)產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可以確定耗損階段的起始點(diǎn)，在耗損起始點(diǎn)到來之前停止使用，對(duì)耗損的零件、部件予于維修、更換，可以降低產(chǎn)品的故障率，延長(zhǎng)使用壽命。

2.3 控制系統(tǒng)的優(yōu)化

目前，我國(guó)電力事業(yè)已進(jìn)入大電網(wǎng)時(shí)代，隨著電網(wǎng)容量的不斷增大，電網(wǎng)的用電結(jié)構(gòu)也在發(fā)生巨大的變化，特別是太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電的裝機(jī)在電網(wǎng)的占比不斷加大，這些機(jī)組發(fā)電量的可控性較差，均需要電網(wǎng)內(nèi)的其他機(jī)組做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。如果火力發(fā)電機(jī)組沒有相應(yīng)的調(diào)頻、調(diào)峰能力，電網(wǎng)就對(duì)供電品質(zhì)失去了控制，也就不能對(duì)供電質(zhì)量提供保證。這就要求機(jī)組的自動(dòng)控制水平必須提高，不但滿足自身的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)還要滿足電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的嚴(yán)格要求。

根據(jù)電網(wǎng)公司的考核規(guī)定，在機(jī)組模擬量控制及優(yōu)化時(shí)，能應(yīng)該具有以下幾個(gè)要求。

1. 精確的負(fù)荷控制能力

2. 穩(wěn)定的機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

3.機(jī)組出力具有限制功能

4.良好的煤種適應(yīng)能力

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電廠熱工自動(dòng)控制技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，在電廠熱工控制系統(tǒng)中，每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)整體操作系統(tǒng)有著重要的影響，這就要求每個(gè)操作環(huán)節(jié)都要做到零失誤，這樣才能保障整個(gè)電廠熱工控制系統(tǒng)的安全性、高效性。

參考文獻(xiàn)

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