DCS系統在熱電廠中的優勢及應用探討

蘇佳妮

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，熱電廠數量不斷增多，社會對于熱電廠的要求也更為嚴格。為了提高熱電廠的作業效率及質量，從而保證熱電廠處于正常運轉狀態，進而為熱電廠節約更多成本，有必要在綜述DCS系統概念的基礎上，分析DCS系統在熱電廠的應用優勢，并提出具體的應用策略進行探究。

關鍵詞：DCS系統；熱電廠；電力工程；微處理器；發電機組 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2017）04-0037-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.019

進入21世紀以來，在社會經濟穩健發展的大背景下，我國熱電廠的發電水平已取得一定的進步與發展。與此同時，為了滿足熱電廠的生產需求，熱電廠的工作重心逐步向DCS系統的優勢及應用策略轉變。其中，DCS系統中文全稱集散控制系統，指以微處理器為依托，以綜合協調、兼顧分治、集中顯示操作及分散控制功能為設計原則的新型儀表控制系統，屬于新型控制方式。傳統小型火電廠普遍采取母管制，發電機、鍋爐及汽輪機分開管理，現代中大型火電廠普遍采取單元制，發電機、鍋爐及汽輪機統一管理，集中控制，提高安全性，單臺機組故障無法影響其他機組，便于資源調配。鑒于此，本文針對熱電廠應用DCS系統優勢的研究具有重要意義。

1 熱電廠概述

發電廠指將原始能轉化為電能，再以固定設備集成輸出滿足用戶用電需求的電力工程。按原始能結構，發電廠可分為火力發電廠、水力發電廠、核能發電廠及風力發電廠。其中，火力發電廠是利用熱能進行發電，發電機組包括：第一，汽輪發電機組。其運作機理為：將煤炭、石油及天然氣等燃料進行充分燃燒，燒熱鍋爐，產生蒸汽，利用蒸汽帶動汽輪發電機組，完成發電過程；第二，燃氣輪機發電機組。其運作機理：將煤炭、石油及天然氣等燃料投入燃氣輪機，熱能直接轉換為機械能，帶動燃氣輪機發電機組完成發電過程。值得注意的是，現階段我國火力發電廠的使用范圍廣，汽輪發電機組的技術較為成熟。

2 DCS系統概述

DCS系統又稱集控運行系統，屬于新型控制方式。該控制方式適用于中大型企業的生產過程，不僅加快我國工業自動化的發展進程，還顯著提升了企業的生產效率，特別是發電廠的生產效率。相較于傳統發電廠的控制技術，集控運行系統的優勢明顯，已形成自動化、數字化及系統化的生產模式，具備良好的發展前景，例如：為了滿足熱電廠的生產需求，發展熱電廠自動化生產控制技術，積極引進4C技術，研發中大型發電生產線，一旦設備故障，便于及時維修，不影響熱電廠的經濟效益，避免生產事故，保護工作人員的生命健康安全。同時，相較于單控運行系統，DCS系統屬于新型控制方式。傳統小型火電廠普遍采取母管制，發電機、鍋爐及汽輪機分開管理，現代中大型火電廠普遍采取單元制，發電機、鍋爐及汽輪機統一管理，集中控制，安全性高，便于管理。DCS系統不僅包括停運、投運及生產設備，還涵蓋檢修環節所提供的安全措施，但是設備養護維修等工作內容不屬于DSC系統的工作內容。值得注意的是，DCS系統每臺機組設立1位組長、主值班員及副值班員，每兩臺機組設立1位單元長，每一值設立1位值長，便于保證監控設備處于正常運轉狀態。

3 DCS系統在熱電廠的應用優勢

3.1 符合經濟可持續發展的要求

近年來，隨著我國經濟的不斷發展，熱能資源的使用形勢緊張。如何有效平衡產業間能源配置，是我國經濟在發展進程中所面臨的重點問題。作為我國能源使用頻率高、使用范圍廣的經濟產業，熱電廠應轉變傳統理念，優化原有熱動系統，應用DCS系統不僅顯著減少熱電廠的能源消耗，還為熱電廠節約更多成本，增強熱電廠的核心競爭力，加快發電技術的變革與重組，符合我國經濟可持續性發展的要求。

3.2 增強現有發電系統的節能技術

在熱電廠的運轉過程中，應用DCS系統，工作人員必須堅持實事求是的原則，結合熱電廠的具體情況，制定原有發電系統的優化方案，嚴格規范發電系統的操作流程，利用現有的節能技術重組改造發電機組設備，提高燃料的利用率，進一步節約成本投入，以完成改造過程。因此，DCS系統不僅滿足熱電廠節能減排的要求，還增強現有發電系統的節能技術。

3.3 保護環境

我國部分行業的經濟增長是以破壞環境為前提與代價，尤其是發展電力行業。有統計資料表明，我國占2016年全球二氧化碳排放量居首位，特別是在熱電廠生產的過程中，浪費燃料及排放非能是造成我國二氧化碳排放過量的主要因素。同時，依據2016年環保局統計，我國每年因環境污染所造成過早死亡的人數已突破45萬人，尤其是自21世紀以來，我國新生兒畸形率呈逐年遞增趨勢，超過40%，每年因環境污染所造成經濟損失約占年生產總值的15%，并不包括不可再生資源的破壞及使用。因此在熱電廠的運轉過程中，應用DCS系統，充分利用所排放的熱能資源，減少環境破壞，發揮DCS系統的作用。

總而言之，作為我國熱電廠的新型控制方法，DCS系統的優勢顯著，但是其節能技術不成熟，尚不存在完整的理論知識體系，仍處于發展及探索階段。有統計資料表明，我國熱電廠應用DCS系統的時間晚，起步遲，發展緩慢，技術人員的整體素質水平參差不齊，存在不同程度操作不規范的問題。同時，現有的熱電廠機組設備設計存在缺陷，發電機設備的利用率偏低。DCS系統在我國發展前景廣闊，相關部門應出臺扶持性政策，加大專業性人才的培養力度，更好地服務于社會。

4 DCS系統在熱電廠的應用策略

4.1 積極引進管理理念

隨著我國經濟的不斷發展，熱電廠數量不斷增多，熱電廠DCS系統應用水平逐步成熟，熱電廠的作業效率呈逐年上升趨勢，造成人為工作量驟減。同時，隨著DCS系統的不斷完善，已實現自動化抄表，提高抄表的準確性，進一步減少養護人員的工作量。因此在實際應用的過程中，工作人員應堅持可持續性發展的原則，主動轉變傳統思維，積極引進科學的人力資源管理理念，嚴格落實熱電廠的工作流程，特別是變電站的工作流程。例如：在熱電廠運轉的過程中，應用DCS系統，定崗定責，構建具有電廠特色的激勵機制，最大限度激發工作積極性，確保DCS系統處于正常運轉狀態，保證熱電廠的作業效率及質量。

4.2 及時處理系統問題

從現階段我國熱電廠的集控運行水平來看，仍停留于粗放型階段，一部分熱電廠對于DCS系統的重視程度有待提高，資金投入不足，技術基礎薄弱，設備過于陳舊，造成熱電廠的發電手段落后，發電方法單一，發電效率低下，缺乏集控數據分享平臺。

同時，在社會經濟穩健發展的大背景下，電力需求量逐年上升，社會對于熱電廠的要求更為嚴格，現有的發電設備不僅無法滿足輸配電需求，還可能埋下隱患，造成不可預估性損失。因此在實際應用的過程中，熱電廠應堅持實事求是的原則，增強工作人員的技術水平，加大對于DCS系統的重視程度，合理選擇適宜的DCS系統，逐步構建具有電廠特色的集控管理機制；政府及相關部門應結合熱電廠的發展情況，擴大資金投入，逐步構建具有區域特色的集控數據分析平臺，便于解決在實際應用過程中所面臨的問題。

4.3 創造運轉外在條件

DCS系統的外在條件包括不間斷電源設備、接地系統、計算機控制系統、控制室的環境要求及電子室的環境要求，一旦改變系統的外在條件，不僅直接影響DCS系統運轉的穩定性，還可能埋下其他隱患，造成不可預估性損失。然而，從現階段我國熱電廠的集控運行水平來看，受傳統因素影響較為嚴重，對于DCS系統外在條件的重視程度不足，減少成本投入，無法屏蔽電纜干擾，無法準確保證供電及切電時間，忽視系統日常巡邏監察工作甚至控制室及電子室內缺少制冷設備。因此在實際應用的過程中，工作人員應堅持實事求是的原則，結合熱電廠的具體情況，組建專業的養護維修團隊，加大對于集控外在條件的重視程度，進一步擴大資金投入，創造穩定的DCS系統運轉外在條件，保障供電系統及接地系統處于正常運轉狀態，確保控制室及電子室的環境符合DCS系統的作業條件。

4.4 重視系統日常管理

DCS系統由軟件及硬件設備組成，一旦軟件或硬件的零件故障，造成DCS系統無法正常運轉，影響作業效率。因此在實際應用的過程中，工作人員應重視管理DCS系統，特別是做好DCS系統的現場管理工作，加大對于計算機系統的養護力度，進一步保證DCS系統處于正常運轉狀態。其中，DCS系統與計算機系統相互影響、相互作用、相互依存，缺一不可。同時，加大對于DCS系統軟件的管理力度，做好軟件日常管理工作，及時備份系統參數，禁止非專業人員改動操作數據，逐步構建具有電廠特色的集控軟件管理模式，細化管理職責，消除管理隱患。值得注意的是，為了保證DCS系統處于正常運轉狀態，工作人員應及時設立熱機保護裝置，一旦引發機組故障，熱機保護裝置按預先設定執行停機操作，不僅能有效保護熱電廠設備，還能降低熱電廠的事故發生率，減輕熱電廠的經濟損失，最大限度保證工作人員的生命健康安全。

總而言之，為了滿足熱電廠的生產需求，重視熱電廠的生產管理，發展熱電廠的自動化生產技術，積極引進4C技術，加大對于大中型熱電廠生產線的研發力度，即便設備故障，不僅無法影響熱電廠的經濟效益，便于修理及日常維護，還能優化熱電廠的作業流程，有效預防熱電廠事故，保證工作人員的生命健康安全。

5 結語

通過本文的探究，認識到隨著我國經濟的不斷發展，城市規模不斷擴大，熱電廠數量不斷增多，熱電廠的技術水平逐步成熟，為了提高熱電廠的作業效率及質量，加快熱電廠發電技術的變革，分析DCS系統在熱電廠的應用優勢，提出具體的應用策略具備顯著價值作用。

參考文獻

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（責任編輯：蔣建華）