火力發電廠自動控制系統發展研究

張立本

（陜西渭河發電有限公司 熱工分場，咸陽 712085）

火力發電廠熱工自動化控制主要是指在發電過程中，利用科學技術在無人看守的情況下確保火電廠能夠正常運行。熱工自動化主要包括自動控制、順序控制、自動保護。火電廠熱工自動化控制可以確保火電廠運行安全，減少人工，提高運行效率，一定程度上符合可持續發展的理念。

1 熱工自動化控制系統概述及意義

1.1 熱工自動化的主要目的

熱工自動化的主要目的是在電力生產過程中使用自動化設施對電力生產進行實時控制，從而實現安全高效的生產。在生產過程中，不再需要人工進行操作，大規模減少了人工的投入量和報酬。火力發電過程憑借自動控制系統對數據測量和信息處理進行操作，完全實現了自動化[1]。

1.2 熱工自動化控制系統在火力發電廠的重要作用

一是熱工自動化控制系統確保了火電廠日常的正常運營。該系統可以規范合理地控制發電設備運行參數，從而保證設備的長期穩定運行。在運行過程中，機器設備如果發生故障，或者需要臨時修改數據而中途停止運行，熱工自動化控制系統都可以對其進行修復，保證機器設備能夠盡早恢復運行，減少火電廠的經濟損失[2]。

二是熱工自動化控制系統在機器設備發生故障時采取自動切斷電源的措施，并根據事先設定好的應急預案來采取相應的應急措施，在一定程度上避免因為機器異常而給人員造成的傷害，為員工的人身安全提供有力保障。在熱工自動化控制系統運行過程中，由于其自身特點，設備運行減少了對人工數量的要求，一定程度上節省了火電廠的人員報酬。

三是在信息全球化的背景下，熱工自動化控制系統充分滿足了現代電網管理工作對火電廠系統設備的要求。根據火電廠設備的耗能與生產效率對控制參數進行適當調整，它促進了火電廠綜合效益的提升。

2 火電廠熱工自動化控制系統的現狀分析

2.1 熱工自動化控制系統組成

2.1.1 自動檢測

在熱力發電過程中，對溫度、壓力、流量以及成分等參數自動進行具體測量，測量過程中不需要人工參與，一定程度上減少了人工的工作量。在測量過程中，其可以對不足的地方進行調整和改正。

2.1.2 自動控制

利用熱工自動化控制，在機組的自動控制裝置運行過程中，規范合理地對一些具體設備進行調整，從而提高機組的安全性和經濟性。

2.1.3 自動報警

在沒有工作人員控制的情況下，假如機組在運行的過程中產生數據偏差，自動報警可以對其偏差的數據進行記錄，并且反饋給工作人員從而作出具體的調整和糾正，避免重大事故和故障的發生。

2.1.4 自動保護

假如熱工參數超過事先設置好的預定參數，并且相關設備又無法滿足工作設備的具體要求，那么就需要機組設備進行自我修復，加大限度控制或直接終止工作，將事故的損傷降到最小。

2.2 熱工自動化控制系統中軟硬件的客觀問題

在熱工自動化控制系統中，通常將電池管理系統、協調控制、汽輪機數字電液控制系統等添加到熱控制系統中，從而保持設備的安全運行，并且在發生故障時立即終止設備的運作[3]。如果不進行限流，會很容易發生短路而導致輸入電路產生故障，無法通過遠程監測讓系統或者設備發出指令，導致信息的處理速度過慢而影響熱工自動控制系統的正常運行。

2.3 熱工自動化控制系統控制元件出現問題

熱工自動化控制系統的元件主要有電磁閥、流量、液位、壓力和溫度，假如這些元件由于老化或者是質量問題而產生故障，并且該系統沒有自動識別的功能，就會發出錯誤的信號，錯誤信號將會發出錯誤指令，導致設備出現跳閘。熱控元件發生設備故障對熱工自動控制系統的整體運行有很大的影響。

2.4 干擾造成的故障

接地問題是造成干擾的主要原因，例如，備用電源、大功率無線通信交換設備容易造成干擾。分布式控制系統的信號干擾問題已經備受關注，該系統經常因為手機、對講機等設備的干擾而產生停機等故障[4]。所以，相關工作人員一定要將系統的信號線和產生干擾信號的設備分開，特殊情況下采取措施手動控制開關。

3 火電廠熱工自動化控制系統優化策略

3.1 優化系統的運行性能

現階段，提升系統監測的能力，傳統做法都是從控制站點的分散處理單元入手，但其性能提升過于緩慢，因此，想要快速進行整體提升，就必須從信號入手。采取多點采樣的方法，對所采集的信息進行對比分析，從而全面提升監測能力和自我判斷能力[5]。提升分布式控制系統可以對關鍵的節點進行分散布置，發生故障時，可以先對壓力進行分擔，然后再對故障進行快速消除，也可以采用多點取樣獲得多參數數據，使數據信息更準確，然后將數據用于分離，可以更可靠、更準確地發現并解決問題。通常情況下，應該設計、安裝、多角度評價自動控制系統。優化分布式控制系統，應以提高預防系統努力、處理故障為主要目標，硬件和軟件質量的自我判斷優化為重點進行系統優化[6]。

3.2 集中部署監控系統

傳統的控制中心一般配備1～2臺單元機組，并且常規分割機組運行措施較為落后，無法滿足熱工自動化控制系統的廣泛應用和提升后的單位機組容量。這就需要火電廠對其進行改革，可以考慮把廠內的全部機組整合到一個房間內，大規模地集中控制設備，提高自動化控制管理工作的效率。

3.3 在控制過程中應用自動化軟件

在控制過程中，應用自動化軟件可以負擔部分工作人員的工作，減輕壓力，提高火電廠的生產運營效率。基于當前形勢，如果合理運用自動化軟件，那么火電廠的發展空間會更廣闊。當前，我國部分火電廠已經引入專用的熱工自動化控制軟件，針對電廠燃燒機整體溫度和設備性能進行控制。實踐證明，自動化軟件的合理運用，確實可以提升經濟效益，具有較強的安全性和通用性，在運營維護方面取得的效果也不錯[7]。

4 結語

本文主要針對熱工自動化控制在火電廠的具體應用和系統優化策略進行詳細的分析，從而發現在火電廠運行中合理使用熱工自動化控制，可以有效提高火電廠的工作效率，促進電力行業科學發展。總之，火電廠是我國電力供應的主力軍，不論從哪方面來說，人們都要密切關注國內外熱工自動化控制技術的最新發展趨勢，將最先進的技術和我國火電廠熱工自動化控制的實際情況聯系起來，從而推動我國火電廠熱工自動化控制技術全面發展。