試析常見電廠熱工自動控制技術要點

肖祺

摘? 要：近年來隨著我國經濟的不斷發展，超臨界、超超臨界發電機組已經逐步成為主流發展方向，傳統的熱工模式已無法滿足現在的工業化發展的需要，只有不斷創新，才能不斷推動電力事業的發展。本文將闡述電廠熱工的內容，并對電廠熱工自動技術的要點進行分析。

關鍵詞：電廠;熱工自動化;自動控制

引言

隨著生活水平的日益提高，對電力的需求也不斷增加。為了滿足現代化建設的需要，電廠的熱工系統技術也需要逐步提高其自動化程度。本文將對電廠熱工自動控制技術的內容和技術要點進行全面分析，并對今后如何優化電廠熱工系統提出建議。

1. 電廠熱工自動化的內容

電廠熱工自動化是指通過智能儀器、儀表、DCS系統對設備運行中相關參數進行檢測，控制，從而對生產過程實現檢測，控制，優化，實現控制智能化、過程自動化的目的。

1.1熱工測量技術

（1）溫度測量，溫度參數占有很大的比重，常見的測溫元件有熱電偶、熱電阻等。一些發電廠還使用其他的熱傳感器，如金屬膜汞溫度包、紅外測溫探頭等。

（2）壓力測量，壓力傳感器主要是基于應變原理的膜片，感受壓力的電器元件一般為電阻應變片。當基體受力發生應力變化時，電阻應變片也一起產生形變，使應變片的阻值發生改變，從而使加在電阻上的電壓發生變化。

按類型分為電動式和氣動式兩大類，電廠中主要應用的為電信號的壓力傳感器。

（3）流量測量，電廠中需要測量的流量參數包括：一、二次風量、風速及各種液體的流量流速等。

電廠中普遍應用的為差壓流量計，利用流體流經節流裝置所產生的壓差與流量之間存在一定關系的原理，通過測量壓差來實現流量測定。差壓式流量計由一次裝置和二次裝置組成。一次裝置稱流量測量元件，二次裝置稱顯示儀表。

（4）料位測量，按檢測物料的種類不同可分為液位、顆粒料位等檢測裝置;按原理可分為電容式、重錘式、雷達式等。在電廠中，測量液體主要用雷達式，測量顆粒料位主要應用重錘式。

（5）其他測量，如氧化鋯（測量氧氣濃度）、測振儀（測量軸承震動）、火檢系統、氨氣、氫氣側漏檢測儀等。

1.2.關于DCS及控制邏輯

現代大型火力發電機組的特點是高參數、大容量，普遍采用先進的自動化技術和產品，以提高電廠的競爭力。在單元機組控制方面，爐、機、電一體化采用DCS早已成為業內共同選擇。

DCS的骨架—系統網絡是DCS的核心。對整個系統的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。

2. 確保電廠熱工自動控制技術可靠的要點

2.1、防止熱工保護拒動誤動

在電廠熱力自動化控制系統運行中，保證機組設備的正常運行事首要問題。對于自動控制系統來說，熱工保護誤動及拒動將嚴重影響火電機組的安全經濟運行，對熱工保護誤動及拒動的防范研究一直以來都是熱控專業的熱點討論問題。

保護誤動、保護拒動的概念：在主輔設備正常運行時，保護系統因自身故障而引起動作，造成主輔設備停運，稱為保護誤動;在主輔設備發生故障時，保護系統也發生故障而不動作，稱為保護拒動，并可能因此造成設備損壞及事故的擴大。由此可見，保護拒動的危害比保護誤動更加嚴重，因此，熱工保護系統的基本配置原則為“杜絕拒動，防止誤動”。

這就需要熱工人員做到如下幾點：

1、對保護定值、邏輯進行合理優化完善，提高保護信號的可靠性和穩定性。

2、重要設備異常處理時，必須對所有相關設備原理及系統結構、特性等進行認真研究，對處理過程存在風險進行全面辨識。

3、開展針對機組重要控制裝置電源配置專項核查，針對供電級別、電源回路、冗余配置、多余設備對保護系統影響進行核查，消除隱患。

只要認清設備或系統存在的風險，并采取合適的防范措施，就一定能有效避免熱工保護的誤動及拒動，提升發電設備的可靠性及安全性。

2.2、提高電子元器件的可靠性，提高設備的可靠性

近年來由于熱控元器件故障造成機組非停次數越來越多，電子元器件的質量與可靠性水平是影響設備質量與可靠性水平的重要因素。

典型的卡件及電子元器件的壽命曲線是浴盆曲線。即電子元器件主要故障都出現在器件壽命周期開始和最后的十分之一階段。一般元器件在出廠前先進行一次老化測試，其目的就是加快器件在其壽命前10%部份的運行過程。

隨著電子元器件的使用，當經過恒定失效率區，接近損耗區時器件的故障率又開始增加，其特點是產品的故障率迅速上升，很快出現產品故障大量增加直至最后報廢。這一階段產品的故障主要是由老化、疲勞、磨損、腐蝕等耗損性因素引起的。通過對產品試驗數據分析，可以確定耗損階段的起始點，在耗損起始點到來之前停止使用，對耗損的零件、部件予于維修、更換，可以降低產品的故障率，延長使用壽命。

2.3 控制系統的優化

目前，我國電力事業已進入大電網時代，隨著電網容量的不斷增大，電網的用電結構也在發生巨大的變化，特別是太陽能發電、風電的裝機在電網的占比不斷加大，這些機組發電量的可控性較差，均需要電網內的其他機組做出相應的調節。如果火力發電機組沒有相應的調頻、調峰能力，電網就對供電品質失去了控制，也就不能對供電質量提供保證。這就要求機組的自動控制水平必須提高，不但滿足自身的安全、穩定、經濟運行，同時還要滿足電網自動化調度的嚴格要求。

根據電網公司的考核規定，在機組模擬量控制及優化時，能應該具有以下幾個要求。

1. 精確的負荷控制能力

2. 穩定的機組運行參數

3.機組出力具有限制功能

4.良好的煤種適應能力

3.結語

綜上所述，電廠熱工自動控制技術是一項非常復雜的工程，在電廠熱工控制系統中，每一個環節都對整體操作系統有著重要的影響，這就要求每個操作環節都要做到零失誤，這樣才能保障整個電廠熱工控制系統的安全性、高效性。

參考文獻

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[2]? 朱清，楊景萍.淺談電廠熱工自動化的現狀與展望[J].科技促進發展（應用版），2011（2）：27-28.