火電廠熱工儀表自動化技術應用的認識

李海樓

中國電建集團山東電力建設第一工程有限公司，山東濟南 250102

1 火電廠熱工儀表自動化技術概述

1.1 火電廠熱工儀表及其自動化技術的內涵

火電廠熱工儀表指的是綜合利用高智能儀表、熱能工程和電子計算機等技術，檢查和控制火電廠系統運行中的各項熱能參數，從而可有效提高火電廠在生產中的生產效率，降低生產中的能耗，達到安全管理和控制的目的。火電廠熱工儀表自動化技術指的是在鍋爐等裝置的運行過程中對其進行自動化控制，保證火電廠發電機組在生產中能夠適應各種工況變化。

1.2 火電廠熱工儀表自動化技術的特點

火電廠熱工儀表自動化技術主要特征包括智能化和高新化，智能化指的是火電廠熱工儀表可以針對各種設備裝置實現高度智能化監督控制，將計算機管理系統和電子系統配置精密元件緊密配合起來，實現對火電廠生產全過程的監督控制。高新化指的是現階段，火電廠熱工儀表可以綜合利用信息技術、新型控制理論和其他與火電廠熱工工程相關的技術，實現對火電廠機組電力參數的自動化監測和控制，自動化技術在火電廠熱工儀表工程中的應用已經逐步向高新技術化方向發展。

1.3 火電廠熱工儀表自動化技術的應用現狀

在火電廠系統中應用熱工儀表自動化技術可以有效推進我國火力發電事業的發展，為我國電力事業創新發展提供技術基礎。隨著科學技術的發展，我國火電廠對生產工藝和技術提出了新的要求，在新一輪技術改革中，熱工儀表自動化技術在火電廠系統中得到了廣泛的應用。由于熱工儀表自動化裝置的出現，組裝儀表逐漸向數字儀表發展，系統設備不管是在效率、性能和質量上都有所提高。火電廠根據自己的實際情況研發和設置專業的小型計算機，實時監測火電廠機組的運行情況。當然，熱工儀表自動化技術在應用中也存在如自動化控制系統復雜、監測管理范圍太廣、熱工測量點分布不集中、儀表設備安裝施工復雜、施工周期長等缺點，所以關于自動化熱工儀表的安裝和運行需進行研究，保證安裝和運行的完整與準確。

2 火電廠熱工儀表自動化技術的應用分析

2.1 熱工儀表自動化的安裝

火電廠熱工儀表的安裝包括設備和表盤安裝、管路敷設和配線安裝、以及管路吹掃和儀表調試。 在安裝自動化儀表時，先必須全面熟悉系統的功能，在現場一方面應認真全面地盤點并校驗現場所有儀表設備，測試設備的狀態，只有設備處于正常運行狀態才能用于施工。另一方面應該定值測試遠傳信號儀表，根據系統功能和相關規范標準進行測定，當遠傳信號儀表符合設計標準時才能開展安裝施工作業。當安裝表盤時主要注意的是控制室控制盤和儀表電源盤安裝，且需完全符合系統工藝特點。在進行信號管路、機械管路以及電源管路等管路敷設時，必須結合現場施工具體情況就地或遠程安裝設備，需要考慮到后期的維護管理，所以必須選擇合理的位置，遠離干擾源和磁場，降低外來因素對設備產生的不利影響，從而保證接線箱、儀表和保護管等儀表配電線安裝的完整和準確。在進行熱工儀表安裝前，需要先對管路吹掃和試壓，這樣才能保證傳輸數據完整和準確，否則必然會引起設備的不良，甚至會影響其他設備。當然在有溫度或壓力要求時還需單獨測試壓力，在完成儀表測試時應結合系統工藝要求進行單體的試運行，保證設備和數據的完整和準確，可同時開展試驗預警和連鎖回路檢測。

2.2 熱工儀表運行調試

關于熱工自動化儀表的運行調試，首先在正式應用之前應該全面了解和掌握有關運行原理，即優化電源系統并維持電壓穩定。如果電壓不穩定，設備就會出現不同程度的故障，嚴重的會直接影響設備運行的穩定和生產的連續性。另外，為了盡量減少或避免出現斷電現象，保證儀表所獲取數據的準確性和完整性，需及時檢測儀表電量。然后對儀表進行試運行，對設備開展檢驗，并根據檢驗的結果進行運行調試。在運行調試時一般可采用聯合校驗法，也就是同時開展儀表校驗工作和安裝工藝校驗工作，此外還應開展運行數據和系統的校驗，這是為了降低系統運行的風險，在運行3d后可進行試驗。其次，在運行調試期間要保證運行溫度的穩定，適宜溫度為1～60℃，運行的溫度過高會降低設備使用壽命，大大提高設備運行的故障；而運行溫度過低，又會降低設備運行的靈活度，影響設備的正常運行。最后，可采用電壓測試法、觀察法、電阻檢測法和敲打檢測法等對熱工儀表進行校準，但是這些校準方式均存在缺陷，而自動化儀表可以利用其自帶的自動校對功能實現對電流電壓和電阻的自動化監測，操作簡單、校對效率高，準確度高。

2.3 熱工儀表故障分析和處理

熱工儀表自動化現場故障分析時，首先必須對出現故障前后的數據進行比較，操作人員需對儀表的性能、系統工藝、生產條件、系統設計方案以及儀表在熱工系統中的功能等進行全面分析，做好系統在正常狀態下運行參數的記錄。故障一旦發生，需及時對相關數據進行檢查比對，然后分析故障發生的原因，更換熱工儀表。另外，由于熱工儀表在生產中參數隨時變化，所以熱工儀表自身也可能存在故障，在故障分析中要仔細分析參數的變化，對故障出現前后的記錄曲線變化規律進行研究，然后檢查手動控制裝置是否可以啟動。如果無法啟動，一般是由于系統工藝，比如死線引起的。在現場查看儀表數據時如果發現相差值較大，有可能是儀表系統出現了故障。在完成故障檢查、診斷和分析之后需要針對相應的問題開展針對性的故障排除、維護工作。雖然熱工儀表自動化技術具有自我修復的能力，但當出現故障時其也不能立即進行故障排除和修護，為安全起見，理應合理安排相關專業人員對設備儀表開展定期的檢查，及時發現和排除故障，降低故障發生的概率，將系統運行風險降低，保證熱工儀表的運行安全，從而可實現火電廠持續、安全的生產。

3 火電廠熱工儀表自動化技術的發展趨勢

3.1 綜合自動化

隨著科學技術的發展，現階段在火電廠的生產運營中，其主要具有技術密集、資金密集、數據量龐大以及即產即銷的特點，所以需要完整合理的管理系統對火電廠生產運行進行管理，尤其是在應用熱工儀表自動化技術的過程中必須進行綜合監督控制。在未來，關于熱工儀表系統綜合自動化的發展，首先，要從企業的生產經營整體目標出發，必須和企業火電廠的生產實際結合起來；其次，對于綜合自動化的研究應該能為企業的生產經營業務和運轉流程提供信息支持；此外，應將火電廠的廠級監控、過程監控和管理信息數據等結合起來利用，從而可達到優化資源、提高生產管理效率、提高火電廠經濟效益的目的。

3.2 電氣熱工控制一體化

在火電廠熱工儀表自動化技術的發展中，鑒于當前關于該技術是以現場總線控制系統為主，該系統和其他系統的兼容性較差，使得技術人員在進行現場熱工儀表檢查分析時很難及時準確地做出故障診斷和分析，管理維護的難度較大，從而限制了熱工儀表自動化技術功能的發揮。所以在未來熱工儀表自動化技術發展中，應該加強用地電氣熱工控制一體化的研究，電氣熱工控制一體化，一方面可實現現場總線智能化裝置的就地安裝連接，另一方面通過智能化傳感設備和執行器的安裝可有效減少電纜線的使用，減少資源浪費的同時還提高了設備運行的安全和穩定性。

3.3 高性能化

我國火電廠在應用熱工儀表自動化技術的過程中還存在自動化監控系統運行效率和質量方面的問題，主要原因是當前熱工儀表自動化軟件的人機對話界面存在問題。為了提高自動化系統運行監控的效果，在未來火電技術的發展中，不僅要不斷創新和應用組態軟件，還應引入和合理利用相關新技術和新理念。比如，當前國內火電廠熱工儀表自動化軟件的主要應用結構為PC和Winlntel結構，包括HMI控制組件和流程監控軟件等，這些技術或者設備為實現熱工儀表的高性能化發展提供了技術支持。

4 結語

綜上所述，火電廠是發電系統的重要組成，隨著科學技術的發展，火力發電廠設備已經基本實現了自動化，而熱工儀表又是火力發電廠系統中的重要組成，該設備自動化程度高，通過電纜線路將設備連接到一起形成回路，使各個發電機組設備之間可以進行互相協調。自動化設備的應用可有效降低工作強度，改善工作效率。為保證火電廠熱工儀表設備自動化應用的安全和平衡，需要對自動化設備的安裝和運行進行仔細研究，同時加強和提高實踐，整合先進理論和技術研究成果，實現熱工儀表自動化技術的高智能化、科學化、一體化和高性能化發展，保證火電企業的生產運行安全。