火力發電廠中的熱工自動化技術研究

陳風霖

摘要：在我國的電力系統中，火力發電廠屬于非常重要的組成部分，目前社會對電能的需求量越來越高，對火力發電技術起到了推動作用。為了提升發電效益和安全性，火電廠對熱工自動化技術進行了積極的引進，從而能夠對節能輸變電過程進行不斷完善，使發電廠的供電質量得以提升。文章對火力發電廠中的熱工自動化技術進行了研究。

關鍵詞：火力發電廠；熱工自動化技術；電力系統；電能需求；發電技術；節能輸變電 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2016）06-0021-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.011

在火力發電廠中，熱工自動化技術具有十分重要的作用，其能夠將一體化和智能化的服務提供出來，從而確保電廠實現安全正常運行。通過熱工自動化技術，實現火力發動廠的自動化控制是完全可行的，這對火力發電廠的可持續化發展有著積極的作用。熱工自動化技術除了能夠使火力發電廠的運行水平得以提升之外，同時也可以使電能的供應的質量得到有效的強化，最終能夠全面增強火力發電的安全性。我國在經濟發展的過程中對于電力的需求量越來越大，熱工自動化技術在火力發電廠中具有廣闊的應用前景。

1 火力發電廠熱工自動化技術概述

所謂的火電廠熱工自動化主要是指通過對計算機網絡和計算機等自動控制裝置和自動化儀表的應用在無人參與的情況下，對火力發電廠熱力過程進行自動保護、自動報警、自動控制、信息處理和參數測量。火力發電廠熱工自動化技術屬于改善勞動條件、降低勞動強度、強化機組性能以及保障設備安全的一種非常重要的技術措施，其主要內容包括以下四個方面：（1）自動保護：在相關設備沒有滿足運行條件或者出現超過限定值的熱工參數時，將相應裝置投入進去，從而將異常的生產過程和設備暫停或終止，防止出現由于事故而引發設備損壞的問題；（2）自動報警：通過自動化檢測，如果發現熱工參數偏離了正常值，就會進行自動報警，運行人員可以通過聲響和燈光來獲得情報，并對異常情況進行及時處理；（3）自動控制：所謂自動控制，就是通過對自動控制裝置的應用，從而自動地運行和調節火電廠機組中的生產設備和過程，使機組運行的經濟性和安全性得到充分的保證，其主要包括遠方控制、順序控制和自動調節；（4）自動檢測：通過自動化儀表能夠對熱力過程中的熱工參數系統進行測量，具體參數包括壓力、流量、液位、成分和溫度等。要判斷火電廠的機組是否正常運行，并對其進行有效的監測就必須以自動監測的熱工參數作為依據，以此為基礎由自動控制系統對其進行及時調整，并開展自動報警事故分析和經濟核算等

工作。

2 熱工自動化技術在火力發電廠中的具體應用

在火力發電廠中應用熱工自動化技術具有非常強的實踐優勢，其能夠使火力發電廠的基本需求得到充分的滿足，除了能夠極大地提升火力發電廠的運行水平之外，也能夠進一步減少火力發電廠運行過程中的能源消耗，推動火力發電廠的可持續發展。

2.1 在火力發電廠中對熱工測量的具體應用

熱工測量作為熱工技術中的關鍵，在火力發電廠中發揮著重要的作用，流量測量、壓力測量等多項測量工作都需要使用熱工測量技術。熱工測量技術在火力發電廠中主要有以下方面的具體應用：（1）流量測量：在熱工測量工作中嚴格地遵守差壓原理，然后通過對標準的節流件或者儀表的應用防止有誤差的情況出現在流量測量工作中，最終能夠使熱工測量的精準度得到進一步的提升，而且有利于排除潛在的流量隱患，提高運行安全性；（2）壓力測量：熱工測量在壓力部分必須遵循應變原理，并且通過對傳感器等儀器的應用，從而對壓力測量工作中熱工檢測的應用進行合理的分配；（3）溫度測量：在溫度測量中熱工自動化技術的主要對象就是傳感器，要開展熱工測量工作就必須以熱工測量系統的實踐為基礎，切實提高溫度測量的可靠性；（4）液位測量：在火力發電廠的液位變化測量和計算工作中可以應用傳感器。

2.2 自動控制在火力發電廠中的應用

在火力發電廠調節系統的管控中廣泛地應用到了自動化控制技術，比如對燃燒的自動化控制、對溫度的自動化控制等，這樣就使得火力發電廠的生產過程實現了自動化控制的特點。比如某火力發電廠就在三個系統模塊中應用了自動化控制技術，從而將熱工自動化技術的優勢充分地發揮了出來：（1）汽包水位系統：自動化控制能夠以該火電廠的電量負荷狀態為根據對單充和三沖量進行自動化的調節；（2）燃燒系統：其最為主要的目的就是對火電廠運行中的送風量和爐膛內的壓力進行重點控制，完全地以熱工自動技術的要求、按照自動化控制的方式實施減少負荷或者增加電量的操作；（3）主汽壓力系統：在水溫調節方面應用自動化控制技術能夠很好地調節主汽溫度，該火電廠將模糊控制方法引入到主汽壓力自動控制方面，因此使得主汽的調節能力得以極大提升。

2.3 DCS技術在火力發電廠中的應用

在熱工自動化技術中DCS屬于一項代表技術，而且很多火電廠都積累了大量的應用DCS技術的經驗。DCS控制的主控條件就是計算機局域網，在此基礎上控制發電機組，最后形成一個完整的網絡化控制系統。在整個DCS系統中存在著非常多的處理器，因此其具備非常完善的控制功能，可以將系統缺陷的影響消除掉，即使其中有個別處理器出現故障，也不會影響到整個系統的應用和

運行。

3 火電廠應用熱工自動化技術的新進展

3.1 DCS技術正在納入電氣控制

自從DCS技術開始廣泛地應用到火電廠中之后，火電廠控制汽輪機和鍋爐的水平得到了極大的強化。然而火電廠用電系統和發電機變壓器組作為重要的一個環節，仍然采用了傳統的控制方式，這樣就使得火電廠的自動化水平受到了嚴重影響。目前主廠房的廠用電系統和發電機系統是DCS技術納入電氣控制的主要范圍，而且正在逐漸納入不停電電源系統、直流系統、保安電源系統等各個系統，因此DCS技術在火電廠中正在發揮越來越重要的作用。

3.2 DCS技術將會被FCS逐漸取代

DCS技術在火力發電廠中的應用使得整個系統不會輕易受到某個局部故障的影響，再加上目前各個軟硬件技術變得越來越成熟，因此使得火力發電廠中各個系統具有越來越高的可靠性，所以其很快就變成了自動控制系統的主流。但是DCS技術都存在著明顯問題，其并不能夠使在現場儀表方面上位機系統的信息要求得到充分的滿足，并且使控制過程視野受到了限制，嚴重阻礙了上位系統功能的正常發揮。在這種情況下，就需要上位機和現場儀表之間進行數字通信，也就是要將一個標準的上位機系統與現場儀表相互連接的數字通信線路建立起來，而現場總線就是這條通信線路，于是FCS技術就應運而生。

3.3 分級遞階智能控制

通過模擬人腦的分層結構來實現分級遞階智能控制，主要包括組織級、協調級和執行級，分級低階智能控制中又包括專家控制、神經網絡控制和模糊控制等各種智能控制。

4 結語

火力發電廠對熱工自動化技術的應用予以了高度重視，積極地發展和創新熱工自動化技術能夠使火力發電廠的運行狀態得到有效改善，并且確保實現穩定安全的火力發電。在現代機電技術和信息技術不斷發展的今天，熱工自動化技術也實現了較快的發展和創新，并且使得火力發電廠具有越來越穩定、高效的運行狀態，最終促進了火力發電廠的健康持續發展。

參考文獻

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（責任編輯：周 瓊）