提高電廠熱工自動化水平

喬欣（內(nèi)蒙古電力工程技術(shù)研究院，內(nèi)蒙古呼和浩特　010000）

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提高電廠熱工自動化水平

喬欣
（內(nèi)蒙古電力工程技術(shù)研究院，內(nèi)蒙古呼和浩特010000）

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在我國的各地普遍都已經(jīng)建立了電廠，在生活和生產(chǎn)上為人們提供了許多便利的條件，人們的生活和生產(chǎn)關(guān)系越來越密切，所以在很大程度上電廠熱工自動化水平的高低對人們的生活和生產(chǎn)影響很大，本文分析和探討了如何提高電廠熱工自動化水平。

【關(guān)鍵詞】電廠熱工自動化發(fā)展現(xiàn)狀方向

隨著電廠裝機容量的提升，需要運行人員監(jiān)視的參數(shù)也越來越多，為了減輕人員負擔(dān)，能實現(xiàn)人機互交，熱工自動化技術(shù)及電廠熱工自動化發(fā)展動向的影響也在逐步體現(xiàn)，數(shù)字化儀表在大部分的電廠進行了安裝使用，并通過電廠工作人員的不懈努力和自動化技術(shù)的不斷創(chuàng)新來提高我國電廠熱工自動化的水平，提高了運行效率。

1　電廠熱工自動化的涵義及和電廠熱工相關(guān)儀表類型

電廠熱工自動化是將各種的自動化儀表及裝置信號送入DCS系統(tǒng)來執(zhí)行監(jiān)視及控制，同時電廠的熱力和生產(chǎn)過程也需要DCS系統(tǒng)進行優(yōu)質(zhì)自動調(diào)節(jié)，是具有經(jīng)濟、高效運行和安全的技術(shù)。電廠熱工模擬量數(shù)據(jù)有熱電偶、鉑電阻、溫度、液位、有差壓式、電極式的鍋爐液位儀表；較多的差壓式流量，還有渦街、浮子式，進風(fēng)有巴式或機翼式儀表。汽機主機多使用位移振動等電渦流儀表。電廠熱工自動化的內(nèi)容比較復(fù)雜，可分為主機和輔助設(shè)備，其中系統(tǒng)的自動化可分為順序控制和開關(guān)量控制、自動保護系統(tǒng)、自動檢測與顯示、電廠熱工自動化綜合技術(shù)、自動調(diào)節(jié)和模擬量控制五個內(nèi)容。

2　電廠熱工自動化技術(shù)的構(gòu)成

（1）監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是管理系統(tǒng)與DCS之間的數(shù)據(jù)交換，具有的實際功能：分析性能、數(shù)據(jù)的監(jiān)控和分析、數(shù)據(jù)的采集和存儲等。監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)在軟件方面存在很強的功能，可根據(jù)生產(chǎn)的具體狀況開啟需要的功能。從系統(tǒng)的投入到使用過程中，大多數(shù)電廠只是使用了該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集和報表的打印以及事故分析等一些簡單的功能；沒有對設(shè)備的故障診斷、運行方式的優(yōu)化和實現(xiàn)經(jīng)濟優(yōu)化的控制等更深層次功能的使用。（2）分散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在應(yīng)用方面有很大的意義，它的功能是通過計算機技術(shù)應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)中來實現(xiàn)的，并且將數(shù)據(jù)采集、控制分布到不同DUP系統(tǒng)，分散運行中存在風(fēng)險，并采用集中控制的手段來實現(xiàn)上位機的監(jiān)控。系統(tǒng)中將局域網(wǎng)類看做一個實時數(shù)據(jù)的控制端，可以監(jiān)控單元機組。在我國的火力發(fā)電廠中該系統(tǒng)得到了廣泛的使用，此項技術(shù)還存在很大的發(fā)展空間。

3　電廠熱工自動化的發(fā)展情況

我國電力行業(yè)的不斷增長帶動了電廠熱工自動化的迅速發(fā)展。一些發(fā)達地區(qū)受科技水平的影響使電廠熱工自動化技術(shù)和使用設(shè)備都非常先進 ，而另一些電廠受老思想的影響，熱工自動化設(shè)備配備艱難，熱工自動化的水平受到技術(shù)和設(shè)備的限制導(dǎo)致參次不齊。根據(jù)現(xiàn)有的電廠熱工自動化裝置發(fā)展來看，電廠熱工自動化控制設(shè)備進行了升級，如使用微型計算機對機組進行監(jiān)控、數(shù)據(jù)的采集和處理，同時搭配crt顯示系統(tǒng)，使機組在監(jiān)控上得到很大便利，也使熱工自動化系統(tǒng)在控制和研制上得到方便，提高了發(fā)電機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在運行中的安全性和工作效率。通過此類改進使的電廠熱工自動化技術(shù)水平和經(jīng)濟效益得到了提升。

4　熱工自動化的發(fā)展方向

由于大量電力的需求，帶動了電力事業(yè)的發(fā)展，進而要求電廠熱工自動化的設(shè)備和技術(shù)不斷進步，同時也影響了電力事業(yè)的發(fā)展，高速化（數(shù)據(jù)采集）、自動化（調(diào)節(jié)參數(shù)）、一體化（監(jiān)控控制）是電廠熱工自動化的未來發(fā)展的方向。

（1）提高電氣控制。使用自動分散控制系統(tǒng)，可以使汽輪機和鍋爐在控制上得到提高，使電氣控制系統(tǒng)中的電、爐、機三者一體化形成一個整體。全數(shù)字化的儀表和控制系統(tǒng)，使通信系統(tǒng)具有開放和雙向性，完成電廠自動化目標。（2）運行支援系統(tǒng)。電廠機組裝機容量不斷擴大，需要更多的監(jiān)測環(huán)節(jié)，操作項目也相應(yīng)增多，工作人員的工作壓力明顯增大。對此，電廠引入控制系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制方式來降低操作復(fù)雜的壓力，提高工作效率，降低工作難度。另外，采用的系統(tǒng)基本都是自動化裝置，做到電廠自動設(shè)備一體化，集調(diào)度、管控及決策的自動化系統(tǒng)。在使用運行這些裝置之前，要認真檢查其準確性。最后，要特別注意機組的安全問題，一旦發(fā)現(xiàn)故障要準確做出判斷并及時采取合理措施進行處理。（3）采用多屏幕顯示技術(shù)。采用多屏幕顯示技術(shù)是目前電廠運行采取的新措施之一，多屏幕顯示系統(tǒng)劃分成4個模塊，而每個模塊設(shè)置多個檢測點，以對監(jiān)控的數(shù)據(jù)進行實時顯示，另外，多屏幕顯示器還有節(jié)約能源的功能。（4）自律分布式的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在相同時間內(nèi)實現(xiàn)可協(xié)調(diào)和可控兩種功能，目前，它是電廠中非常重要的一種控制系統(tǒng)。當電廠系統(tǒng)中出現(xiàn)有故障時，自律控制系統(tǒng)能夠自動控制和協(xié)調(diào)自身的工作狀態(tài)，保證生產(chǎn)的順利進行。相比于自律型DCS，當前使用的DCS系統(tǒng)還需要進一步發(fā)展。當前的DCS有水平分布型及層次分布型兩類；就前者而言，各子系統(tǒng)之間的工作是相互獨立的，互相之間不會產(chǎn)生影響。這種系統(tǒng)最大不足在于其控制性難以把握，它無法使各子系統(tǒng)之間形成有效聯(lián)系，導(dǎo)致信息無法交換。就后者而言，則不存在上述問題，當上位子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，下位子系統(tǒng)能夠進行局部控制。（5）過程控制儀表的應(yīng)用。目前，常規(guī)的過程控制儀表逐漸被淘汰，基于自動化技術(shù)的儀表登上舞臺；該儀表能夠應(yīng)用于多種智能執(zhí)行器中，在智能變送器中的應(yīng)用也有望實現(xiàn)。在我國，電廠環(huán)境要求十分嚴格，準確監(jiān)測排放物受到人們的重視，為此也出現(xiàn)了多種配套儀表，但這些儀表普遍存在檢修工作困難、操作過程復(fù)雜、投資大等特點；另外，在市場上關(guān)于這種儀表的資料也極少，操作人員難于完全掌握其技術(shù)和操作要領(lǐng)，結(jié)果導(dǎo)致它們無法發(fā)揮出應(yīng)有的作用，造成資源浪費的同時會對環(huán)境造成一定的影響。因此，在未來要加強儀表檢修及應(yīng)用過程。（6）電廠支持系統(tǒng)。因為電廠的監(jiān)控和可操作項目較多，同時機組容量也很大，所以電廠的操作人員的工作量也十分繁重。現(xiàn)在電廠隨著先進的汽機自啟停控制等系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，大大緩解了操作人員的工作量，改善了原來的復(fù)雜的操作方法，這項技術(shù)采用了先進的計算機和數(shù)字化裝置，它是國內(nèi)外電廠安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。（7）隨著計算機被廣泛的應(yīng)用，電廠自動化也采用了計算機監(jiān)控系統(tǒng)，它可以自動采集數(shù)據(jù)，并對電廠設(shè)備的運行狀況進行實時監(jiān)控，這樣大大的減少了操作人員的工作量。加大計算機技術(shù)的運用力度，充分使計算機技術(shù)與現(xiàn)代控制理論相結(jié)合，實現(xiàn)電廠熱工監(jiān)控的全面發(fā)展，將人、機、物組成一個統(tǒng)一的整體，大大提高電廠熱工自動化水平和效益。

5　加強電廠熱工自動化的維護

在傳統(tǒng)的電廠發(fā)電過程中，對于電廠設(shè)備的控制與保護多采用報警和聯(lián)鎖跳機的方式進行，當先進的電氣自動化技術(shù)引入以后，就可以通過計算機控制和保護技術(shù)來實現(xiàn)設(shè)備的控制與保護，并檢測出電廠的電氣自動化系統(tǒng)的運行情況，并檢測和判斷系統(tǒng)的故障產(chǎn)生的原因等，從而避免電廠自動化設(shè)備系統(tǒng)存在的隱患，并可以使控制及保護功能得到很大程度的改善；確保電氣自動化系統(tǒng)能夠處于安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

6　電廠熱工自動化在工作中的意義

傳統(tǒng)發(fā)電廠的DCS系統(tǒng)主要是簡單控制電廠的機和爐，而對于電氣系統(tǒng)的操作人員而言，他們只負責(zé)監(jiān)視測量的參數(shù)，沒有辦法真實有效的反應(yīng)到DCS系統(tǒng)之中。換言之，電氣系統(tǒng)操作人員無法進行輕松、便捷的系統(tǒng)操作，當發(fā)電廠發(fā)生事故時，不能夠?qū)κ鹿蔬M行及時的分析并解決。只有提高發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)自動化水平，采用一對一的信號采集取代傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)控制，并將采集的電氣信號和智能設(shè)備充分的結(jié)合在一起，并有效的利用通信網(wǎng)絡(luò)，建立發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)，其中網(wǎng)絡(luò)信息的多樣化直接關(guān)系到整個電氣系統(tǒng)更深層數(shù)據(jù)的采集工作，它是發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動化運行得以實現(xiàn)的關(guān)鍵。電廠電氣自動化的水平的高低對發(fā)電廠的未來有著十分重要的意義。

7　完善電廠熱工自動化中的保護措施

（1）做好調(diào)試工作。電廠熱工自動化設(shè)備安裝完成后，應(yīng)對設(shè)備進行運行調(diào)試工作，特別是重要的硬設(shè)備的追蹤與記錄，以確保系統(tǒng)的可靠運行，硬設(shè)備的運行情況直接影響了電廠熱工自動化系統(tǒng)的順利運行，所以，只有設(shè)備檢驗合格后，方可投入運行。（2）利用優(yōu)質(zhì)組件。目前，電廠對熱控組件的可靠性要求隨著系統(tǒng)的復(fù)雜化而越來越高，所以，應(yīng)盡可能的選擇那些回饋較好的組件和成熟的技術(shù)，以最大程度地使電廠熱工自動化保護系統(tǒng)的安全性和系統(tǒng)的可靠性得以提高。（3）設(shè)計中采用冗余的思路。進行電廠熱工自動化系統(tǒng)的設(shè)計過程中，為了能夠充分的考慮到電廠未來的發(fā)展情況，應(yīng)采用冗余的設(shè)計思路，這樣還能有效的控制好那些保護執(zhí)行設(shè)備的動作電源。

8　結(jié)語

要保證電廠健康快速的發(fā)展，必須不斷提高熱工自動化水平，這就要求我們工作人員在實際的工作當中不斷提高自身的技術(shù)水準和綜合文化素質(zhì)、不斷地從相關(guān)學(xué)科中吸取最新成果而迅速發(fā)展和完善，提高生產(chǎn)的效率，促進電廠的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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