電廠熱工自動化技術應用現狀及展望

郭小諾

摘 要：在受到技術進步的帶動同時，也得到了政策的支持，所以我國近年來電力事業進步迅速，得到了很長足的發展。電廠為了提高工作效率，機組已經在不斷擴大裝機容量，而火力發電廠也在不斷提高熱工自動化技術，和過去相比已經可以說是脫胎換骨，并且實現了熱工監控范圍的擴大，這樣非常有助于火電機在運行中提高安全性和經濟性。本文首先對電廠熱工自動化進行簡要介紹，然后分析熱工自動化的應用現狀，最后對其在未來的發展趨勢進行了簡要分析。

關鍵詞：火電廠；熱工自動化；DCS；FCS；智能控制

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A

當前我國無論是在社會上還是經濟上，都在快速發展，這些也給電力事業帶來了進步。火力發電廠也在不斷提高熱工自動化的技術和水平，現在，熱工自動化的技術在火力發電廠中的電力系統運行發揮著越來越重要的作用。當前我國已經對熱工自動化技術重視了起來，已經投入政策和精力幫助其進行技術革新。火力發電廠的熱工自動化技術作為一項新近產生的技術，在未來發展前景十分廣闊。所以我們應該依托現有基礎，加強改革創新，在設計理念和設計思路上不斷完善，同時尋找直接借鑒的先進對象，這樣才能讓我國的熱工自動化技術得到提升，真正適應當前我國電力發展的需要。

1.關于火力發電廠的熱工自動化技術

火力發電廠的熱工自動化技術是一種為設備提供安全、給機組提高經濟型、給工作人員降低勞動強度，并且可以改善工作環境。具體來說就是通過計算機和網絡技術實現自動化控制，并且基于自動化儀表來完成火力發電廠在工作中測量參數的工作，并且對參數進行處理、對設施自動控制，出現問題就可以自動報警以及保護，主要是通過主機、輔助設備和公用系統等環節的自動化來實現的。這其中包括4個方面：

第一，自動檢測，通過自動化儀表實現熱力過程針對熱力過程中的各種參數來進行測量，其中包括著溫度、壓力、流量以及液位和成分等。通過自動監測而生成的熱工參數往往成為火力發電廠判斷運行狀況的依據，根據這些數據來進行調整和控制，來進行經濟核算，并且在發生事故后，設備會根據這些參數來自動報警和分析數據。

第二，自動控制，熱工自動化中有自動控制裝置，應用這種裝置來在生產過程中進行自動運行和自動調節，這樣機組運行就能夠在經濟型和安全性上得到更好的保證。具體說來自動控制裝置功能分為自動調節、遠方控制以及順序控制這3個環節。

第三，自動報警，一旦自動檢測裝置發現系統參數發生異常，就會自動開始報警，通過自動報警的方式讓工作人員發現異常，以便能夠盡快進行處理故障排除。

第四，自動保護，自動檢測系統發現參數到達一定閾值，就會關停設備以免給設備造成更大的影響，造成更大的損失。

2.關于火力發電廠中熱工自動化技術的發展現狀

當前在全國范圍內，正處于一個發電機組改造的時期，在改造進行中，DCS控制系統被應用得十分廣泛。目前看來，國外的DCS控制系統和我國的DCS相比，有著很多值得借鑒的地方，例如在系統本身的運行可靠性方面值得我們學習，而維護也不需要投入較大工作量也是一個較明顯的優勢，但造價太高了，反過來看國內的DCS系統雖然投入較少成本即可完成，但面臨的問題是自動化程度低、水平差，機組在維護上需要較多的人手，工作量大、人工成本高。所以當前情況經過歸納之后如下，首先是由于國外的DCS系統技術較為先進、且經歷了較長時間的發展完善，在參數設置和運行狀態上都很完善，所以在機組、配套的儀表設備、DCS系統以及自帶的編制軟件都采取進口的方式從國外采買。

另外一方面，我國現在也十分重視引進技術，主要方式是進口DCS系統，但是在國內完成程序的編制。程序的編制是一項很復雜煩瑣的工作，所以需要采用專業技術好、素養高的人來進行相應的編寫工作。但即便這樣，也存在著程序編寫不合理或者其他差錯的情況，這在使用中會存在著一些隱患，需要在調試中積極尋找問題。

3.火電廠熱工自動化新進展

3.1 電氣控制正納入DCS

自從火電廠采用分散控制系統DCS 后， 汽輪機和鍋爐的控制水平有明顯的提高， 但作為單元機組中的一個重要環節， 即發電機變壓器組和廠用電系統的控制， 大多數仍保留了傳統的控制方式， 控制盤臺上裝設很多模擬儀表光字牌和開關按鈕， 在一個控制室內與汽輪機和鍋爐的DCS 控制很不協調， 嚴重影響了火電廠自動化水平。電器控制納入DCS 范圍主要為發電機系統和主廠房內的廠用電系統，主要包括發電機變壓器線路組、高壓啟動/ 備用變壓器、高壓廠用工作變壓器、低壓廠用工作變壓器、低壓廠用備用變壓器及低壓廠用工用變壓器等的控制和信號測量。

3.2 EIC 綜合技術

在以前的發電控制過程中，電氣控制裝置E（ Eleetric） 儀表I（ Instrument） 和計算機控制裝置C（ Computer） 都是彼此獨立的裝置，采取分別安裝的方式。在現代科技的支持下，國家開展了EIC 綜合技術運用，將這3種裝置結合起來，并DCS 進行統一規劃和完成，這是DCS 的未來發展方向。

3.3關于人工智能技術和神經網絡系統

人工智能技術和人工神經網絡是當前高新科技的最新成果，這些成果會在未來被逐漸應用于自動控制系統之中。

（1）模糊控制是對人類語言的變量進行控制，首先經過總結，把人類的操作經驗進行歸納，總結成為程序上的條件語句，然后以此建立模糊關系后，采用模糊邏輯的形式來控制復雜對象。

（2）神經網絡具有強大的非線性映射的能力，并且可以根據信息處理的結果進行自動學習，這樣就能夠實現對鍋爐的進一步控制。

（3）預測控制。熱工過程由于其工作的特殊性，慣性較強，同時伴隨有滯后性以及時變性，所以想要建立精確的建模是比較困難的。預測控制則對模型的準確性要求沒有那么高，所以預測控制技術今后將會廣泛應用于熱工控制中。

4.火力發電廠熱工自動化技術在未來的發展

在當前以及未來的較長時間內，在火力發電廠的新機組進行安裝以及老機組進行改造的首要選擇仍然是DCS技術和PLC技術。其中在電氣部分對DCS的采用量會很大，這是出于對爐機電監控一體化的考慮。而在現場設備上，則會趨向于微型化、數字智能化，同時得益于IT業的發展，控制室也會逐漸實現小型化、自動化以及智能化，最后經過發展，FCS技術終將取代DCS技術。現在計算機技術還在繼續發展，智能控制在理論上還會進步，計算機監控系統也是如此，理論上的進步終將會在實用層面也取得發展。

結語

當前，計算機技術和網絡技術都仍然在不斷成熟，這些都在促使著熱工系統繼續發展，所以以后熱工系統必然向著節能減排、環保以及自動化等方面進行發展，隨著發展終將帶來創造性的突破。同時在技術層面，熱工自動化也會實現一體化、網絡化，進而實現智能化和透明化。隨著新穎的測量技術的推廣，整個機組在運行操作上會變得更為穩定，故障排除方面也會簡單方便。所以火力發電廠的熱工自動化這門新科技也會獲得更好的發展，最終實現火力發電廠在經濟社會效益以及生態效益上的共同發展。

參考文獻

[1]宋文峰.如何提高電廠熱工自動化水平的探討[J].山東工業技術，2016（17）：138-138.

[2]劉志強，郭麗紅.關于電廠熱工自動化系統的探討[J].科技創新與應用， 2014 （33）：99-99.

[3]高東峰.電廠熱工自動化的現狀與發展趨勢分析[J].中國高新技術企業，2015（3）：126-127.