熱工儀表中的自動(dòng)化控制及其應(yīng)用

單 迪，王效春，梁海娟

（山東海化集團(tuán)有限公司熱力電力分公司，山東濰坊 262737）

隨著電力科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，尤其是在熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用，促使熱工儀表的功能和安全性得到提升。合理利用熱工儀表自動(dòng)化技術(shù)，可以促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)久健康發(fā)展。熱工儀表是促進(jìn)正常生產(chǎn)運(yùn)行的關(guān)鍵組成部分，將電纜線路和儀表儀器連接起來(lái)形成回路，能夠?qū)峁は到y(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，從而保障設(shè)備的正常運(yùn)作，提高安全性和可靠性。

1 熱工儀表自動(dòng)化概括

熱工儀表主要由地表計(jì)、管路儀表等組成，通過(guò)電纜貫穿成為同路亦或者系統(tǒng)，能夠?qū)ιa(chǎn)過(guò)程中的溫度、壓力等熱工參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通常情況下應(yīng)用于工作流程和設(shè)備的檢測(cè)中。而熱工儀表自動(dòng)化，就是將電子技術(shù)、信息技術(shù)、熱能功能控制技術(shù)等相結(jié)合[1]。因此，熱工儀表有著智能化和技術(shù)性的特點(diǎn)，能夠自動(dòng)完成設(shè)備的檢測(cè)，為工作人員提供實(shí)時(shí)有效的熱工參數(shù)，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備存在的問(wèn)題，通過(guò)自動(dòng)化控制解決其問(wèn)題，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升和生產(chǎn)質(zhì)量的提高，促使企業(yè)能夠得到長(zhǎng)久發(fā)展。

2 熱工儀表自動(dòng)化控制應(yīng)用注意事項(xiàng)

2.1 嚴(yán)格按操作流程安裝

由于熱工儀表在企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。因此，為充分發(fā)揮其自動(dòng)化水平，應(yīng)嚴(yán)格按照操作流程規(guī)范安裝，并做好技術(shù)檢查工作。尤為需要注意的是，應(yīng)提高對(duì)熱工儀表規(guī)格和質(zhì)量檢測(cè)的重視度，其中包含溫度、壓力等相關(guān)儀表的檢測(cè)，為后續(xù)的測(cè)試工作提供保障，滿足企業(yè)生產(chǎn)要求[2]。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，明確儀表安裝位置，另外對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行技術(shù)方案的調(diào)整，并且分析實(shí)際數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)中存在的誤差，為自動(dòng)化控制技術(shù)在熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支持。

2.2 提高對(duì)測(cè)試工作的重視度

自動(dòng)化控制技術(shù)的熱工儀表自動(dòng)化測(cè)試工作通常都是在完成規(guī)范安裝和儀表二次聯(lián)校之后才開(kāi)展的，具體而言：①需要對(duì)單個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試，即通過(guò)傳動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)的作用對(duì)熱工儀表入口的壓力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。②對(duì)于大型機(jī)組設(shè)備而言，不僅需要對(duì)熱工電力參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，而且還需要測(cè)試聯(lián)鎖系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行能力，從而保障企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中熱工儀表可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制。③在進(jìn)行聯(lián)動(dòng)測(cè)試時(shí)，應(yīng)使用就地操作的方法，將壓力儀表、控制儀表等融入其中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和聯(lián)動(dòng)情況，對(duì)容器中的惰性氣體進(jìn)行更換，為后續(xù)工作的順利進(jìn)行做準(zhǔn)備。

2.3 加強(qiáng)后期維護(hù)和檢修

自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用在熱工儀表中，工作環(huán)境較為復(fù)雜多變，條件較差，并且動(dòng)作重復(fù)頻繁，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，所以很容易出現(xiàn)故障問(wèn)題。因此，應(yīng)能夠及時(shí)找到故障問(wèn)題所在范圍，恢復(fù)正常運(yùn)作十分必要，可以促進(jìn)熱工儀表自動(dòng)化能夠發(fā)揮自身作用，具體而言：①對(duì)熱工儀表故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入分析，包括對(duì)熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案、生產(chǎn)流程、正常數(shù)據(jù)信息等，從而為后續(xù)的檢修工作提供數(shù)據(jù)支持[3]。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)故障后機(jī)組負(fù)載能力進(jìn)行分析，并對(duì)記錄表進(jìn)行了解，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因。②對(duì)熱工儀表自動(dòng)化故障參數(shù)進(jìn)行分析，在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，熱工儀表自動(dòng)化參數(shù)不斷變化，是有記錄的曲線，根據(jù)曲線的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，如果曲線變化程度較大，表示無(wú)線雜亂無(wú)序，并且不能夠進(jìn)行手動(dòng)控制，這與系統(tǒng)工藝相關(guān)；而如果儀表的DCS 顯示儀器顯示異常，則需要現(xiàn)場(chǎng)檢查儀表數(shù)據(jù)；如果項(xiàng)目參數(shù)誤差較大，證明故障問(wèn)題是由儀表系統(tǒng)所致而成。

3 熱工儀表中自動(dòng)化控制的應(yīng)用

3.1 DCS

DCS 是熱工自動(dòng)化技術(shù)的主要表現(xiàn)形式，在企業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。DCS 控制是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)為前提，然后對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，從而形成網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)。在DCS 系統(tǒng)中擁有較多的處理器，在生產(chǎn)中應(yīng)用，能夠有效填補(bǔ)系統(tǒng)存在的缺陷，其最大優(yōu)點(diǎn)是如果一個(gè)處理器出現(xiàn)問(wèn)題，也不會(huì)影響DCS 系統(tǒng)的正常運(yùn)作[4]。另外，DCS 系統(tǒng)還能夠控制建設(shè)規(guī)模，控制電纜的使用情況，無(wú)需引進(jìn)大量的設(shè)備和原件。同時(shí)，DCS 系統(tǒng)還可以提升熱工自動(dòng)化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)收益。

3.2 自動(dòng)控制

熱工自動(dòng)化技術(shù)的自動(dòng)化控制可以應(yīng)用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，例如溫度、燃燒等，從而充分發(fā)揮自動(dòng)控制的優(yōu)勢(shì)。將自動(dòng)控制應(yīng)用在三個(gè)系統(tǒng)模塊中：①機(jī)、爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，單元制機(jī)組的鍋爐和汽機(jī)兩者密切相連，由機(jī)、爐兩側(cè)一同負(fù)擔(dān)對(duì)電網(wǎng)的供電量控制的穩(wěn)定性[5]。實(shí)際上就是過(guò)通統(tǒng)一的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，將鍋爐-汽機(jī)作為一個(gè)整體進(jìn)行控制，從而使得機(jī)、爐兩側(cè)的影響力有所減少。②燃燒系統(tǒng)。無(wú)論是增加電量，還是減少負(fù)載量，都需要通過(guò)自動(dòng)化控制的方式進(jìn)行，并且應(yīng)根據(jù)熱工自動(dòng)技術(shù)的相關(guān)要求進(jìn)行。③主汽壓力系統(tǒng)。自動(dòng)控制在水溫調(diào)節(jié)中應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)主汽溫度的調(diào)控[6]。熱工自動(dòng)化技術(shù)主汽壓力自動(dòng)控制中融入模糊控制方法，可以在一定程度上提升主汽的調(diào)控能力，保障設(shè)備正常運(yùn)作。

3.3 熱工測(cè)量

熱工測(cè)量是熱工自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分，擔(dān)任多項(xiàng)檢測(cè)工作，其中包含流量、壓力等測(cè)量。熱工測(cè)量的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①對(duì)流量的測(cè)量。根據(jù)差壓原理，在熱工測(cè)量中采用規(guī)范的節(jié)流件或者儀表，可以有效避免流量誤差的出現(xiàn)，促使熱工測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性有所提升，避免流量隱患問(wèn)題的發(fā)生[7]。②對(duì)壓力的測(cè)量。熱工測(cè)量在壓力中，需要遵循應(yīng)變準(zhǔn)則，并且與傳感器結(jié)合應(yīng)用，可以使得熱工檢測(cè)在壓力測(cè)量中得到合理的分配。③對(duì)溫度的測(cè)量。熱工自動(dòng)化控制技術(shù)在溫度中的測(cè)量，實(shí)際上就是傳感器，需要根據(jù)熱工測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)踐，執(zhí)行溫度測(cè)量工作，從而保障溫度測(cè)量的真實(shí)性。④對(duì)液位的測(cè)量。熱工測(cè)量中選擇符合實(shí)際的傳感器，能夠精準(zhǔn)地對(duì)液位變化進(jìn)行測(cè)量。

3.4 熱工保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)和拒動(dòng)的對(duì)策

3.4.1 對(duì)DCS本身特性進(jìn)行改變

為避免DCS 系統(tǒng)端子板保險(xiǎn)絲熔斷而發(fā)生的誤動(dòng)情況，可以在設(shè)備反饋信號(hào)回路中加入電流信號(hào)[8]。同時(shí)，為有效避免電流信號(hào)不佳，對(duì)熱工保護(hù)系統(tǒng)造成的拒動(dòng)影響，可以在電流回路中加入可以檢測(cè)質(zhì)量的模塊，即如果檢測(cè)質(zhì)量模塊檢測(cè)到電流信號(hào)不佳，及時(shí)切斷電流信號(hào)，避免由于電流信號(hào)不佳而造成的誤動(dòng)情況的發(fā)生，保障設(shè)備的正常運(yùn)作。

3.4.2 減少電纜故障造成的誤動(dòng)

如果想要避免電纜故障造成的誤動(dòng)，可以從管理和檢修兩個(gè)方面入手，具體而言：①杜絕一個(gè)機(jī)柜中安裝多個(gè)模件情況的發(fā)生，機(jī)柜電源總?cè)萘坎坏贸^(guò)單路供電電源的一半以上。②對(duì)電源模件的輸出電壓進(jìn)行定期檢查，如果發(fā)現(xiàn)電壓輸出量較低時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換電源模件。③對(duì)電源的接頭處溫度定期進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)要及時(shí)對(duì)接頭處進(jìn)行加固處理。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，熱工儀表中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，不僅是時(shí)代發(fā)展需求，而且也是必然選擇。因此，需要重點(diǎn)掌握應(yīng)用相關(guān)注意事項(xiàng)，合理、規(guī)范地應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，才可以充分發(fā)揮熱工儀表自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)，從而促使運(yùn)行效率有所提升，完善系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)安全可靠生產(chǎn)的目的，促進(jìn)企業(yè)的健康長(zhǎng)久發(fā)展，為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)效益提供強(qiáng)有力的支持和幫助。