火電廠自動化控制技術(shù)的運用研究

黃超勝

摘? 要：隨著我國用電量需求的不斷增加，這對火力發(fā)電廠的發(fā)電能力和可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求。自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用極大地提高了火力發(fā)電廠的工作效率，得到了電力企業(yè)的高度重視。

關(guān)鍵詞：火電廠;自動化;控制技術(shù);運用

1熱工儀表自動化技術(shù)概述

熱工儀表自動化技術(shù)，顧名思義就是將自動化技術(shù)融合應(yīng)用到熱工儀表中。自動化技術(shù)是包含控制、信息及系統(tǒng)等相關(guān)知識和技術(shù)的綜合學(xué)科，熱工儀表是包含壓力表、溫度計、液位變送器等在內(nèi)的裝置，廣泛應(yīng)用于各大現(xiàn)代化企業(yè)建設(shè)及發(fā)展中。熱工儀表自動化技術(shù)是將自動化技術(shù)和熱工儀表相融合，將熱工儀表的各項優(yōu)勢及作用通過自動化技術(shù)得到最大發(fā)揮的技術(shù)。該技術(shù)在火電廠及其他企業(yè)中的應(yīng)用，有不可替代的作用。

2電廠中自動化控制的運用

2.1自動化控制系統(tǒng)分析

火電廠的自動化控制系統(tǒng)包括集散控制技術(shù)、可編程控制、現(xiàn)場總線控制。但是無論是哪種自動化控制形式，都應(yīng)該達到以下要求：①能夠充分發(fā)揮控制系統(tǒng)的功能，要做到控制系統(tǒng)的規(guī)范化、簡便化、高效率、響應(yīng)快。要確保控制系統(tǒng)的平臺結(jié)構(gòu)足夠合理。②必須能夠滿足火電廠對自動化的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對火電廠各個設(shè)備的自動控制，并且在工作穩(wěn)定性和擴展性上存在一定的優(yōu)勢，后期能夠方便地進行升級。③必須要做到各個方面協(xié)調(diào)發(fā)展，對數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制等工作的優(yōu)先級進行優(yōu)化排序，以滿足不同程度的自動化控制。④最好是能夠建立一個控制策略數(shù)據(jù)庫，通過機器學(xué)習(xí)技術(shù)，提高自動控制系統(tǒng)的智能化水平。火電廠的自動化控制系統(tǒng)由SIS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)以及電氣監(jiān)控系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)組成。

2.2設(shè)備安裝

融合了自動化技術(shù)的熱工儀表具有智能性和系統(tǒng)性，這給表盤與設(shè)備安裝工作帶來了很大挑戰(zhàn)，工作也更加繁重，因此需要做好每個安裝環(huán)節(jié)的工作。

（1）安裝之前，應(yīng)做好統(tǒng)籌規(guī)劃工作，對表盤與設(shè)備安裝的安裝位置、安裝開始時間及完成時間提前做好規(guī)劃，并為具體安裝過程中可能出現(xiàn)的問題做好應(yīng)急措施。

（2）安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求，做好每個安裝環(huán)節(jié)的工作：（1）初步檢查、檢測儀器，對儀器的質(zhì)量檢查以及數(shù)據(jù)進行驗收，確保后續(xù)安裝步驟的有序進行;（2）注意安裝的位置，綜合考慮天氣、溫度、電磁波的干擾等，避免這些不利因素影響表盤、設(shè)備的工作;（3）注意安裝的角度，如測溫元件應(yīng)與管道保持45°左右的傾斜。

（3）安裝完成之后，應(yīng)進一步做好設(shè)備的調(diào)試工作，尤其是熱電偶、壓力變送器等的檢驗工作，確保這些設(shè)備的參數(shù)在允許的承受范圍之內(nèi)，并保證其工作的及時性、精準(zhǔn)性、高效性。

2.3局域網(wǎng)技術(shù)在自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

當(dāng)今時代微電子技術(shù)的長足發(fā)展促進了電氣綜合保護與測控設(shè)備功能的完善，交流信息的保護、測量和通信等諸多功能的實現(xiàn)，一系列的測控功能都需要借助工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)具有成本較低、容量較大以及傳輸速度高等優(yōu)點，可有效彌補以往控制系統(tǒng)中存在的缺陷，加強以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可促進火力發(fā)電廠的未來發(fā)展。

2.4自動化試運行

在設(shè)備安裝完成、線路鋪設(shè)以及調(diào)試與檢查完成之后，就可以進入自動化試運行階段。與設(shè)備及線路調(diào)試工作相比，試運行階段的工作更加繁重和復(fù)雜。在這一階段，需要對設(shè)備運行工作的長期穩(wěn)定性進行測試，設(shè)備運行在初期可能不會出現(xiàn)什么問題，但隨著時間推移，數(shù)據(jù)與信息的傳輸工作量加大，設(shè)備可能承受不了過大的信息載荷而出現(xiàn)問題，如：導(dǎo)致設(shè)備局部溫度過高，影響其他相關(guān)工作;導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失真，導(dǎo)致數(shù)據(jù)及信息傳輸?shù)牟粶?zhǔn)確性;系統(tǒng)運行正常，但不能反饋具體工作中的問題等。考慮到以上種種可能出現(xiàn)的問題，相關(guān)技術(shù)人員要觀察設(shè)備連續(xù)工作較長時間之后，對熱工自動化設(shè)計方案、生產(chǎn)流程、正常數(shù)據(jù)信息等進行記錄備份，還要注意整個工作系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)機制是否正常，能否對系統(tǒng)中哪一設(shè)備、哪一環(huán)節(jié)、什么問題作出反饋，并自動進行調(diào)節(jié)。

2.5DCS自動化控制系統(tǒng)

檢測、管理是DCS的兩大功能，可實現(xiàn)由不同廠家生產(chǎn)的不同設(shè)備聯(lián)合在一起運行才能達到的功能，所以DCS可實現(xiàn)多種不同功能，集“集”與“散”為一體是其主要優(yōu)勢。系統(tǒng)的每個功能往往由不同模塊來實現(xiàn)，每一個模塊可單獨稱為一個子系統(tǒng)，DCS自動控制系統(tǒng)就實現(xiàn)了這些模塊的組合。

DCS可在系統(tǒng)硬件和軟件都允許的條件下調(diào)整各個功能模塊，此舉可有效適應(yīng)火電廠的多樣化需求。拿常用的子系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)DAS可實現(xiàn)在線連續(xù)測量各部分的信號，如液位、溫度、流量、壓力等，也可獨立出來成為一個結(jié)構(gòu)（上下位機結(jié)構(gòu)），它還能形成小的集散型系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時控制。DAS可以為系統(tǒng)提供多種熱力系統(tǒng)流程圖，運行參數(shù)出現(xiàn)異常后可及時給出警告，同時還能夠高頻率、迅速地采集繼電器開關(guān)處所發(fā)出的信號，發(fā)現(xiàn)異常信號可及時記錄并發(fā)出警報。此外，DAS可以給出系統(tǒng)中主要參數(shù)的變化趨勢以便于預(yù)測系統(tǒng)的運行狀態(tài);定時打印制表可及時記錄系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，以便后來查閱。燃燒器管理系統(tǒng)BMS主要指針對鍋爐爐膛的安全監(jiān)控，一般在大型的火電機組都會設(shè)置這樣的自動控制系統(tǒng)。BMS可保證鍋爐能夠按照預(yù)設(shè)的燃燒程序進行操作。一旦出現(xiàn)緊急情況，系統(tǒng)能夠迅速關(guān)閉燃料投放程序，同時能夠起動降溫系統(tǒng)，從而防止鍋爐出現(xiàn)爆炸、爆燃等危害性極大的事故。

3儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用前景

3.1綜合自動化發(fā)展趨勢愈加明顯

雖然熱工儀表自動化技術(shù)的發(fā)展取得了很大的進步，但隨著我國電力工業(yè)及自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，熱工儀表自動化技術(shù)仍有很大的發(fā)展空間。未來，自動化技術(shù)將不再是熱工儀表等單一系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)，而是朝著系統(tǒng)集成的方向發(fā)展。這將實現(xiàn)對故障的全面檢查、有序管理和自動維護，進而顯著提高熱工儀表的自動控制效果。

3.2充分體現(xiàn)智力

對于熱工儀表自動化技術(shù)來說，大數(shù)據(jù)時代既是挑戰(zhàn)，也是機遇。在競爭激烈的市場中，企業(yè)只有與時俱進，與時俱進，才能在當(dāng)今社會中生存和發(fā)展。同時，各種科學(xué)技術(shù)的進步也為熱工儀表自動化技術(shù)的進步和發(fā)展提供了支撐。目前，國內(nèi)熱工儀表自動化軟件的主要功能是PC和winintel。這些軟件大多只起監(jiān)控功能。未來熱工儀表將集成更先進甚至前沿的技術(shù)，如SCADA、OPC等技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員一定能夠通過開發(fā)和創(chuàng)新實現(xiàn)智能熱工儀表。

3.3創(chuàng)新的更大體現(xiàn)

現(xiàn)階段火電廠熱工儀表系統(tǒng)需要大量的設(shè)備支持，其安裝也需要大量的電纜線路，不僅占用大量的空間資源，而且容易出現(xiàn)后期故障，導(dǎo)致檢修工作量增加。未來，電熱工控制的相關(guān)理論可以集成到熱工儀表自動化技術(shù)中，如將現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)集成到熱工儀表中，使用更多類型的傳感器，通過無線通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，不僅可以節(jié)省空間，同時也提高了傳輸?shù)男屎途取Ａ硗猓撔畔⑾到y(tǒng)可應(yīng)用于熱工儀表中，自動采集儀表運行數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)一分析，實現(xiàn)儀表參數(shù)的自動調(diào)整和自動校準(zhǔn)維護。

結(jié)論

自動化控制技術(shù)在火電廠熱工儀表中的應(yīng)用，是順應(yīng)時代發(fā)展的必然趨勢，對企業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ睢液蜕鐣加兄匾饔谩Ｗ詣踊刂萍夹g(shù)在火電廠熱工儀表中的應(yīng)用，體現(xiàn)在越來越多的方面，應(yīng)重視其在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，并逐步掌握解決這些問題的有效途徑。未來應(yīng)將更多、更先進和前沿的技術(shù)應(yīng)用到熱工儀表自動化控制系統(tǒng)，使其不斷發(fā)展和更加完善。

參考文獻：

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