DCS在大型火力發(fā)電廠的應(yīng)用

張俊鶴

【摘要】 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的日益增長(zhǎng)，國(guó)家對(duì)電力的需求也在不斷的加大。同時(shí)電力工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，也取得了很大的發(fā)展，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分散控制系統(tǒng)（DCS）已經(jīng)成為大型火電廠自動(dòng)化控制技術(shù)改進(jìn)的首選。故在本次研究中，我們對(duì)DCS系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，從而使自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠更加良好運(yùn)行，并提高火力發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng) 火力發(fā)電廠 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

DCS系統(tǒng)是指通過(guò)某種通信網(wǎng)絡(luò)連接分布在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)附近的操作員站及工程師站，從而達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的集中操作管理及分散控制。控制系統(tǒng)的最主要作用為保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)還擔(dān)負(fù)著機(jī)組主輔機(jī)的回路控制、參數(shù)控制、順序控制、聯(lián)鎖保護(hù)、參數(shù)顯示、性能計(jì)算、異常報(bào)警、趨勢(shì)和報(bào)表輸出等功能。衡量電廠企業(yè)現(xiàn)代化及生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)與否的重要指標(biāo)為電廠熱工自動(dòng)化水平。由此可以看出選用分散控制系統(tǒng)（DCS）己成為火電廠熱控改造最主要的方向。

1 分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

分散控制的基本思想為“管理集中，控制分散”，整個(gè)控制系統(tǒng)的任務(wù)及目標(biāo)會(huì)分配給各個(gè)子系統(tǒng)，而分配方式是之前預(yù)訂好的，而各個(gè)子系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換。但控制室會(huì)將分散控制系統(tǒng)的全部信息集中，從而更加有利于操作人員的集中管理及監(jiān)視操作。筆者將分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)概括為以下幾點(diǎn)：1）使危險(xiǎn)性分散，并實(shí)現(xiàn)分散控制；2）采用圖像顯示，監(jiān)視操作集中，更加有利于科學(xué)管理及人機(jī)聯(lián)系的完善；3）擴(kuò)展控制范圍，系統(tǒng)組態(tài)和修改參數(shù)可在線進(jìn)行；4）采用分塊控制及數(shù)據(jù)通信，從而使現(xiàn)場(chǎng)配線減少；5）應(yīng)用冗余結(jié)構(gòu)及自診斷技術(shù)，從而使控制系統(tǒng)可靠性提高；6）使用語(yǔ)言為面向控制，操作使用更加簡(jiǎn)單方便。7）分散控制系統(tǒng)組態(tài)靈活，功能齊全、相對(duì)與模擬儀表控制系統(tǒng)，操作性和安全性更好。

2 分散控制系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用及發(fā)展

70 年代末到80 年代初，分散控制系統(tǒng)在我國(guó)僅有少數(shù)幾家化工企業(yè)使用，且剛從國(guó)外引進(jìn)。1984 年以后，分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用面面積在逐漸擴(kuò)大。設(shè)備的主要來(lái)源為國(guó)外進(jìn)口，我國(guó)缺乏分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行等管理經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，我國(guó)開(kāi)始開(kāi)發(fā)自己的分散控制系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)方式一般采用合資經(jīng)營(yíng)、合資生產(chǎn)等多種方式。80年代后期，我國(guó)研制并推出“893-IDCN 分布式智能數(shù)據(jù)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)”，系統(tǒng)工程兵學(xué)院測(cè)控技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)。此系統(tǒng)具有高可靠性，高精度、高性能和高抗干擾性。90年代后，我國(guó)自主研發(fā)DCS廠家逐漸增多，其中以上海新華、浙江中控，北京和利時(shí)等公司生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)DCS產(chǎn)品，逐漸走進(jìn)了人們的視野，且也更符合國(guó)人的使用習(xí)慣。

3 采用DCS控制系統(tǒng)的必要性和經(jīng)濟(jì)性

3.1 必要性

晶體管電路構(gòu)成的DDZ -II、III 組合單元儀表為火電廠最常規(guī)的自動(dòng)化儀表。煤耗高、熱耗高及故障停機(jī)的次數(shù)多，儀表準(zhǔn)確性差，自動(dòng)投入率低（一般在60 %左右），保護(hù)動(dòng)作正確率低，運(yùn)行人員多，長(zhǎng)期處于緊張狀態(tài)且負(fù)擔(dān)重為這類(lèi)機(jī)組的突出問(wèn)題。而為了使電廠競(jìng)爭(zhēng)能力提高，必須減人增效，節(jié)能降耗。同時(shí)隨著火電廠監(jiān)督能力及污染控制的提高，自動(dòng)化系統(tǒng)可提高燃燒效率，降低有害氣體，并且可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而使鍋爐污染物排放量的檢測(cè)更加準(zhǔn)確、可靠。同時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)可為“診斷性檢修”提供準(zhǔn)確、可靠的運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，保證機(jī)組按運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢修。由此可以看出，采用DCS控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化電廠的必然要求。

3.2 經(jīng)濟(jì)性

DCS控制系統(tǒng)對(duì)各種工況的自適應(yīng)能力加強(qiáng)，參數(shù)更加穩(wěn)定，從而保持汽溫，汽壓及含氧量符合標(biāo)準(zhǔn)，燃燒效率也會(huì)大大提高，降低了煤耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了真正的集控，值班員人數(shù)也會(huì)大大減少。除此之外，DCS系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警，工人可根據(jù)報(bào)警提示及操作指導(dǎo)進(jìn)行操作，分析事故原因，從而防止事故擴(kuò)大化，減少停機(jī)時(shí)間及機(jī)組的啟動(dòng)費(fèi)用，增加發(fā)電量，使值班員的勞動(dòng)強(qiáng)度降低，減少了熱控人員的維修工作量。

4 DCS 系統(tǒng)的不足與現(xiàn)場(chǎng)總線

分散控制、集中監(jiān)控是DCS系統(tǒng)的核心思想。但是目前在發(fā)電廠中，DCS系統(tǒng)的功能分散已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，但物理分散卻未實(shí)現(xiàn)。原因一方面是為了方便管理維護(hù)，一方面是因?yàn)镈CS 硬件本身適應(yīng)環(huán)境的能力較弱，故大部分用戶更愿意接受DCS 控制系統(tǒng)的集中布置方案。但由于測(cè)控站仍然是集中的，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的傳輸，檢測(cè)與控制的信號(hào)仍然為4-2OmA 的模擬信號(hào)，此信號(hào)易受干擾，精度低，為了避免這些問(wèn)題，一般采用現(xiàn)場(chǎng)總線。現(xiàn)場(chǎng)總線是指適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的通訊系統(tǒng)與數(shù)字處理。其目的為應(yīng)用數(shù)字多路復(fù)用通信技術(shù)使現(xiàn)場(chǎng)裝置與計(jì)算機(jī)間進(jìn)行有效的通信，使現(xiàn)場(chǎng)布線減少，遠(yuǎn)程操作變送器。現(xiàn)場(chǎng)總線是聯(lián)接現(xiàn)場(chǎng)智能裝置與計(jì)算機(jī)相互進(jìn)行信息交換的通信總線，可采用雙絞線、同軸電纜或光纖，目前多采用雙絞線或屏蔽雙絞線。盡管現(xiàn)場(chǎng)總線優(yōu)點(diǎn)很多，但因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線的適應(yīng)能力還有待驗(yàn)證，故目前現(xiàn)場(chǎng)總線及其產(chǎn)品僅用于一般的簡(jiǎn)單回路，進(jìn)一步推廣應(yīng)在取得運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)后。

6 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)分散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)的分析，得出如下結(jié)論： 1）分散控制系統(tǒng)可應(yīng)用于中小型電站鍋爐的火電廠監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充性及在線組態(tài)功能，并使電廠生產(chǎn)過(guò)程的管理集中、控制分散得以實(shí)現(xiàn)。由于此系統(tǒng)將檢測(cè)、管理任務(wù)集中，故對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行綜合管理、監(jiān)督和調(diào)度更加有利。同時(shí)可減少大量的控制室的儀表，節(jié)約投資，故系統(tǒng)更加適合無(wú)法采用大規(guī)模自動(dòng)化系統(tǒng)的老廠改造工程。2）DCS 系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也還存在許多不足，但筆者認(rèn)為隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及工程技術(shù)人員的不斷努力，DCS系統(tǒng)也將得到更進(jìn)一步的完善和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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