熱工自動化DCS控制系統在火電廠的應用分析

尤濤

摘要：改革開放以來，我國社會經濟得到了持續發展，人們的生活水平逐步提高，各類用電設備走進了人們的生活和工作當中。目前我國的電力系統中火力發電量占總發電量的70%以上，這就對火力發電廠的發電能力、安全性及穩定性提出了更高的要求。自動化控制理論可以有效的保證我國電力事業完成現代化改革創新，本文通過對熱工自動化DCS控制系統在火電廠的應用進行分析，并探討將來火力發電自動化的發展趨勢。

關鍵詞：自動化；熱工機組；火電廠

1前言

近年來我國火力發電行業的熱工自動化水平有著明顯的提升，其中熱工自動化DCS控制系統在保障火力發電廠發電能力、安全性及穩定性方面起著越來越重要的作用。電廠熱工自動化作為一項重要的現代科技，可以預見到其發展前景十分廣闊。

2熱工自動化DCS控制系統的應用

人們對自動化控制理論的研究分為三個過程，第一，經典控制理論；第二，現代控制理論；第三，智能控制理論。值得注意的是這三種理論并非單純的延續關系還有著相互配合共存的關系。熱工自動化DCS控制系統在自動化控制系統中屬于較為先進和完善的控制系統，其中DCS是分布式控制體統的簡稱，因為其技術特點有被稱之為集散控制系統，DCS控制系統在火電廠的應用可以有效的降低運營成本、提高穩定性和安全性。

2.1熱工自動化DCS控制系統

熱工自動化DCS控制系統主要包括五個子系統：第一，DAS數據采集系統的主要作用是對熱工機組進行在線監測，計算熱工機組運行過程中的數據生產對應的參數，并以畫面的形式在顯示器上呈現給電廠操作人員。系統中包含的自動報警機制可有效的對機組性能指標進行計算，提高現場操作人員的準確性進而保證電廠運行的穩定性。第二，MCS系統主要作用是對生產過程中水、風等鍋爐和汽輪機的相關變量進行控制，同時調節汽輪機組的運行負荷進而保證機組運行的經濟型。MCS作為一個模擬量控制系統，可以分為控制鍋爐側的協調、蒸汽溫度控制、引風控制、水箱水位控制的部分，以及控制汽輪側的水系統調節、除氧器水位調節的部分。第三，SCS系統可以根據運行規定的順序對熱供設備運行狀態進行邏輯判斷，并根據判斷結果對設備發出控制指令，確保熱工機組中的各個部分按照規定的順序啟動，進而保證機組的安全性。SCS的主要控制對象是電廠內的主機和輔機，實現機組的自動開關機的同時對其運行參數進行監控，得益于其采用了分層設計，通過控制方面運用的優先級技術，可以有效的保證在較短時間內完成機組按照順序控制。第四，DEH系統主要針對汽輪機組的轉速、功率、壓力等參數進行控制，是提高電廠能源利用率的重要手段，同時在汽輪機組發生故障時能對機組中重要的設備進行保護。第五，FSSS系統通過對鍋爐爐膛運行情況監控數據的計算分析，并根據實際生產情況作出自動調整，可以對燃燒系統中的主要設備進行控制。由此保證鍋爐在運行過程中的安全性和穩定性。

2.2熱工自動化DCS控制系統的應用

應用熱工自動化DCS控制系統的的優勢主要體現在以下三個方面：首先，DCS控制系統具有良好的兼容性，可以對電廠生產過程中的各個設備進行科學有效控制，在保證機組安全穩定的前提下，自動化控制還能有效的提高廠生產效率。通過直接將機組運行的實際情況展示給操作人員，可以大大提高電廠操作人員的工作效率繼而降低整個電廠運營成本。其次，DCS 控制系統可以對熱工機組及時的維護與管理，通過是測試數據表明，該系統可以及時發現設備運行中發生的故障問題，并以迅速通知操作人員，操作人人員根據實際情況對設備記性維護和管理，利用這種方式大大縮小了熱工機組故障的影響范圍，進而保障了機組的運行可靠性。最后，DCS 控制系統擁有遠程控制輸入和輸出功能，在熱工機組運行過程中可對其進行遠程操控，尤其對于一些操作人員無法在現場進行處理的特殊工序，DCS 系統都可以實現遠程控制和運行過程數據處理的及時性，共同保證了電廠熱工機組的運行安全性。

3火電廠熱工自動化DCS控制系統的發展趨勢

為進一步提高火電廠熱工自動化程度，如何科學的使用DCS控制系統并引進其他先進的自動控制輔助系統，是當下火電廠熱工自動化的主要發展方向。

3.1DCS與PLC結合使用

PLC是一種具有可編程工程的儲存器，通過對系統本身的程序進行儲存，并運算指令進行分析執行。PLC相對于DCS有著使用靈活、造價低等優勢，所以在電廠的實際運行管理過程，火電廠中管理人員會選擇DCS系統對熱工機組等穩定程度要求高的生產工序進行控制，而在輔助車間中通常使用PLC控制系統。

3.2引入IGDS系統

通過引進工業領域目前最為先進的IGDS 工業圖形顯示系統，IGDS的作用能夠使DCS系統的人機交互界面整體效果提升、顯示速度更快、監控畫面增多，通過IGDS的使用可以使電廠操作人員的勞動強度降低、工作效率提升。

3.3發電機組運行檢修維護方面

目前我國的電力市場競爭愈加激烈，為了企業更好的生存和發展，生產管理系統的結構扁平化和集約化是發電行業管理發展的新趨勢。科學運用熱工自動化DCS控制系統在提高機組利用率的同時，不斷減少生產操作人員的數量，培養專業的檢修隊伍對于提高電廠的勞動生產率起著至關重要的作用。

結語：

綜上所述，熱工自動化系統是目前火電廠發電過程起著必不可少的作用，其運行的穩定性和安全性對于電網和社會關系重大。文章通過對熱工自動化DCS控制系統的組成部分解析，以及其在電廠中的應用對降低生產成本、提高穩定性、提高安全性方面進行了深入淺出的分析，針對火電廠熱工自動化DCS控制系統的發展趨勢提出了一定的展望。電廠及其上游其業應該高度重視熱工自動化方面學習和研究，不斷加大科研投入，熱工自動化技術應用前景必將更為廣闊，同時也對我國的可持續發展做出重要貢獻。

參考文獻：

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