關于火電廠自動控制系統優化策略的分析研究

白國戰 白陽

【摘? 要】近年來，隨著我國經濟的快速發展，更多的人口逐漸涌入到城市中，從而使得城市化進程明顯加快速度，同時各個行業也相繼不斷的涌現出來，最終致使對于電力的需求更加的強勝。此外，火電廠是確保電力供應是否穩定的主力軍，而熱工自動控制系統不僅僅屬于火電廠的核心設備，同時也是對其他供電設備是否能夠安全運行和穩定供電重要支撐的有利保障。本文根據作者多年工作經驗，詳細分析了我國火電廠的熱工自動控制系統，以及探討了熱工控制系統在運行過程中存在的各種問題，并且對其提出了解決辦法。期望可以通過本文的分析和研究為業內同行給予些許幫助，并且也為我國電力工業的發展做出自己的貢獻。

【關鍵詞】火電廠;自動控制系統;優化策略

引言

通常來說，火電廠的熱工自動控制系統主要由檢測、執行設備和控制系統三部分構成。當然，我們知道，火電廠在生產過程中，其運行環境極為復雜，易燃、高溫、高壓等惡劣環境極為常見，所以現代火力控制系統除了上述的三部分構成之外，還包括順序控制、自動監測、報警和保護措施，主要目的就是為了確保火電廠的熱工自動控制系統在工作中的安全性。近年來，DCS控制系統也在科技信息化技術的推動下取得了很大的創新，火電廠的熱工自動化程度也隨之而得到了新的發展。本文結合筆者的相關工作經驗，對電廠的熱工控制系統進行了分析，主要是針對DCS系統中存在的問題進行了分析，同時提出了一些解決措施，希望可以給諸位同行做一些參考和借鑒。

1DCS控制系統概述

集散控制系統（簡稱為DCS系統），是建立在微處理器基礎之上的一個控制系統，糅合了屏幕顯示技術、通信技術、控制技術和計算機技術等多種自動化技術，所以在精度控制方面以及響應速度、工作可靠性等方面的功能都更加強大也更具優勢，同時還具備工作數據的采集和處理能力。它采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想，采用多層分級、合作自治的結構形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。

2熱工自動控制系統運行過程中的問題

2.1DCS系統中軟件和硬件問題

在DCS系統之中，經常在熱工控制系統中增加BMS、CCS、DEH等重要控制點，而這是為了確保設備是否可以安全運行以及故障發生之時是否能夠立即停止運行。然而，DCS系統在實際運行過程之中，時常會被許多外來的因素所影響，從而使它的安全性和穩定性逐漸降低。比如，在沒有限流保護的情況下，由于輸入電路和輸出電路發生短路，就會很容易使得通信網絡發生故障，所以這將會致使系統或者是設備不能利用遠程檢測等辦法給出正確的命令。另外，如果信息系統處理的速度和設定值設置不正確等，都有可能會影響到熱工自動控制系統是否可以正常運行。

2.2熱工控制元件問題

眾所周知，任何機器設備在運行過程中都有可能因為運行時間過久而產生設備或元件老化問題，熱工控制設備也不例外。在經過長時間運行后，熱工控制元件很容易因為老化或其他質量問題而產生故障，而且通常情況下這些元件產生故障，設備系統也沒有自動識別功能，所以很容易產生連鎖反應，導致其他的故障產生。比如某個元件老化或損壞，導致系統無法識別正確信號，也就無法發送正確指令，而錯誤信息和錯誤指令發出后，必定會對設備接下來的運行產生影響，甚至跳閘。有相關數據和實際工作經驗表明，在熱工自動控制設備故障中，由熱控元件故障而產生問題的概率占半數以上，由此可見，熱工控制元件故障對熱工自動控制系統整體運行的影響非常大，所以一定要注意這方面的問題。

2.3電源故障

對電源故障來說，它屬于熱工自動控制系統故障中重要部分的一種。一般情況下，造成電力故障或者是電路中斷的因素有很多種，例如很多工廠缺乏對危機的認識和缺少備用電源，或者是由信號干擾而引發的電路中斷、和電路接觸不良等，而這些因素都有可能會引發電源出現故障情況。然而，對電源故障的檢測也非常的容易，只要充分的利用保險配置，并且隨時讓備用電源處在電滿的狀態下，另外在加入一些阻礙信號干擾的系統，最終將會使得電源故障的問題得到有效消除。

3火電廠自動控制系統優化策略的分析

3.1提升系統的檢測能力

一般來說，提高系統檢測能力經常使用的方法是以控制站點DPU開始，然而，經過長時間的實踐證明，該方法對于提高系統性能的效率非常低且速度很慢，不能讓實際工作的需求得到很好地滿足。因此，建議大家可以通過信號著手，采用多點采樣的辦法來采集信號，而后通過對采集到的信號分析和比較可以獲得有用的信號，使系統的檢測能力與自我判斷能力得到進一步提升。

2.2提升DCS系統的可靠性

使用成熟度高和穩定性強的熱工元件隨著熱工自動化控制系統的復雜性與智能化程度的不斷提高，將會對控制和檢測元件的要求越來越高。此外，由于熱工控制元件發生故障概率比較高，而如果想要確保系統的穩定性和安全性，那么所應用的熱工元件就必須要具有很強的穩定性。在選擇熱工元件的過程中，不可以盲目地選擇那些高技術含量或者是低成本的元件，而是選擇的類型必須要和整個系統的匹配程度最高的元件。優化“壞質量”判斷功能當熱工自動話控制系統的通信出現異常的情況下，或者是與之相關的測量元件和輸出執行器等設備出現故障的時候，信號測量則會出現異常，而信號測量范圍會超過極限、速率變化異常，以及異常出現跳變，邏輯關系不符合實際情況等。為了能夠對“壞質量”進行判斷，應該自動排除故障點，同時及時發出警報，并采取自動剔除等措施。

2.3過程通道維護

根據實踐經驗得知，最常見的過程通道故障主要是指I/O故障。而且，由于不能利用人的主管意識來對I/O故障的部位和原因進行判斷，所以對它們的處理就會相當麻煩。只有將系統的相關數據與數據庫的相關數據結合之后在進行全面分析，才能夠得知I/O故障的主要原因和部位，并且由生廠商家來對其進行維護。另外，當設備出現故障之時，工作人員在短時間之內不能夠將故障的位置和原因快速排查出，所以必須要提高員工的專業素養。

2.4設計方面優化系統的運行性能

對于DCS控制系統的優化，要以提高系統的預防功能和軟化故障為主要目標，著重優化系統的硬件設備質量和軟件質量;優化設備的保護系統，對裝置的電流保護系統、跳閘保護系統等都進行優化;延長設備的使用年限，優化設備功能的穩定性也是一個重要方面，需要不斷優化設備的工作環境和條件，定期對設備進行通風和清理操作，確保設備通風干燥，無灰塵積壓，避免因為這些問題而導致設備故障。當然，就目前的情況看來，對于火電廠的自動化系統和設備的設計，我們仍然要將安全置于首位，其次才是從經濟角度考慮，這樣才能更好的提升自動化系統的性能，同時也保障企業的長遠發展。

結語

自動化控制水平的高低將會對火電廠機組運行的穩定性和企業的運行能力及經濟性起到直接性影響。通過上述分析，我們可以得知熱工自動化控制系統具有一定高復雜性。而且正是因為控制系統所具備的復雜性，使得相關因素有很多，所以這就需要對相關的優化策略進行升級。文章通過對控制系統的分析和相關策略的優化措施，使系統的運行穩定性在一定程度上得到提升。

參考文獻：

[1]崔大勇，崔晨發，馬雨晨.燃氣———蒸汽聯合循環電廠自動控制系統的探討[J].能源技術，2018（01）.

[2]王斌，白一，張文康.南屯礦電廠輸煤系統自動控制及信息化設計與實現[D].電子科技大學，2018.

（作者單位：1.內蒙古京科發電有限公司;2.武漢網電盈科科技發展有限公司）