電廠熱工自動化技術(shù)及其應(yīng)用分析

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摘 要：電力系統(tǒng)自動化是我國電力技術(shù)近年來的主要發(fā)展方向，本文針對電廠熱工自動化技術(shù)及其應(yīng)用情況展開了論述與探討。文章首先就電廠熱工自動化的概念及其在我國的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上就電廠熱工自動化技術(shù)的構(gòu)成及應(yīng)用情況進(jìn)行了論述與分析。 

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；熱工自動化；自動化技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用  隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)自動化程度越來越高。電廠熱工自動化隨火力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，是我國的電力系統(tǒng)的重要組成部分。目前，我國電廠熱動自動化已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。從自動裝置看，組裝儀表已經(jīng)向現(xiàn)在的數(shù)字儀表發(fā)展，系統(tǒng)控制設(shè)備也提升到了新的檔次，一些機(jī)組有專門的小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)督和控制，配以crt顯示，監(jiān)控水平較以前大大提高。  一、電廠熱工自動化及其在我國的發(fā)展  （一）電廠熱工自動化的概念  火力發(fā)電廠熱工自動化的主要概念是以火力發(fā)電過程中數(shù)據(jù)的測量、信息的處理、設(shè)備的自動控制、報警和自動保護(hù)為基礎(chǔ)，通過自動化系統(tǒng)的控制來達(dá)到無人操作的過程。在火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中為了使發(fā)電設(shè)備的安全有所保障，需要對設(shè)備進(jìn)行自動化控制，以避免重大事故的發(fā)生，同時也減少了一定的人力資源。一般的火電自動化系統(tǒng)都分為四個子系統(tǒng)，其中以自檢系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)為主。  （二）電廠熱工自動化在我國的發(fā)展  我國火力發(fā)電廠的熱工自動化技術(shù)近年來得到了非常迅猛的發(fā)展，其核心技術(shù)distributed control system（dcs）更是被我國發(fā)電企業(yè)所應(yīng)用。dcs技術(shù)主要是通過設(shè)備的分散控制來達(dá)到數(shù)據(jù)和信息的自動化處理，在我國350mw以上的火電機(jī)組上應(yīng)用較為廣泛，其經(jīng)濟(jì)性和安全性被我國發(fā)電企業(yè)所認(rèn)同。近年來隨著計(jì)算機(jī)軟件可視化效果的提高，dcs技術(shù)得到了極大的發(fā)展和應(yīng)用，通訊接口的識別和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享為火力發(fā)電廠的信息化處理提供了必要保障，同時dcs的分散控制也起到了非常好的效果。  二、電廠熱工自動化技術(shù)構(gòu)成  （一）熱工測量技術(shù)方面  1、溫度測量，火電廠熱工測量控制系統(tǒng)中的溫度測量傳感器（senser），采用熱電偶熱電阻，少數(shù)地方采用其他熱敏元件如金屬膜（雙金屬膜）水銀溫包等作為溫度測量的一次元件；2、壓力（真空）測量，傳感器為應(yīng)變原理的膜片，彈簧管，變送器為位移檢測原理或電阻電容檢測原理，（4-20ma），二次儀表以數(shù)顯為多；3、流量測量，以采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件依據(jù)差壓原理測量為主，少數(shù)地方采用齒輪流量計(jì)或渦輪流量計(jì)，如燃油流量的測量。大機(jī)組中的主蒸汽流量測量許多地方不用節(jié)流件，利用汽機(jī)調(diào)節(jié)級的壓力通用公式計(jì)算得出；4、液位（料位）測量，液位測量以差壓原理經(jīng)壓力補(bǔ)償測量為主流，電接點(diǎn)，工業(yè)電視并用。料位測量以稱重式或電容式傳感器配4-20ma變送器測量，也有用浮子式或超聲波原理。  （二）關(guān)于dcs  目前大機(jī)組的儀控系統(tǒng)大多選用dcs系統(tǒng)。dcs系統(tǒng)在火電廠發(fā)電機(jī)組控制中的應(yīng)用已有10多年的歷史了，而且正在越來越多地得到應(yīng)用。dcs系統(tǒng)是相對于計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)而言的計(jì)算機(jī)（或微機(jī)）控制系統(tǒng)，它是在對計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是過程控制專家們借用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)研究成果，把局域網(wǎng)變成一個實(shí)時性，可靠性要求很高的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)，運(yùn)用于過程控制領(lǐng)域。  三、電廠熱工自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢  （一）單元機(jī)組監(jiān)控智能化  單元機(jī)組dcs的普及應(yīng)用，使得機(jī)組的監(jiān)控面貌煥然一新，但是它的監(jiān)控智能化程度在電力行業(yè)卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監(jiān)視、控制軟件在國內(nèi)化工、冶金行業(yè)中都有較好的應(yīng)用并取得效益，可在我國電力行業(yè)直到近幾年才開始有所起步。隨著技術(shù)的進(jìn)步，火電廠單元機(jī)組自動化系統(tǒng)的智能化將是一種趨勢，因此未來數(shù)年里，實(shí)現(xiàn)信息智能化的儀表與軟件將會在火電廠得到發(fā)展與應(yīng)用。具體包括：儀表智能管理軟件、閥門智能管理軟件、重要轉(zhuǎn)動設(shè)備的狀態(tài)智能管理軟件、智能化報警軟件的發(fā)展與應(yīng)用。  （二）單元機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的物理配置趨向集中布置  過去一個集控室的概念，通常為一臺單元機(jī)組獨(dú)用或?yàn)槎_機(jī)組合用，電子室分成若干個小型的電子設(shè)備間，分別布置在鍋爐汽輪機(jī)房或其它主設(shè)備附近。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了電纜。但隨著機(jī)組容量的提高、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和管理水平的深化，近幾年集控室的概念擴(kuò)大，出現(xiàn)了全廠單元機(jī)組集中于一個控制室，單元機(jī)組的電子設(shè)備間集中，現(xiàn)場一般的監(jiān)視信號大量采用遠(yuǎn)程i/o柜的配置方式趨勢，提高了機(jī)組運(yùn)行管理水平。  （三）aps技術(shù)應(yīng)用  aps是機(jī)組級順序控制系統(tǒng)的代名詞在機(jī)組啟動中，僅需按下一個啟動控制鍵，整個機(jī)組就將按照設(shè)計(jì)的先后順序、規(guī)定的時間和各控制子系統(tǒng)的工作情況，自動啟停過程中的相關(guān)設(shè)備，協(xié)調(diào)機(jī)爐電各系統(tǒng)的控制在少量人工干預(yù)甚至完全不用人工干預(yù)的情況下，自動地完成整臺機(jī)組的啟停。但由于設(shè)備自身的可控性和可用率不滿足自動化要求，加上一些工藝和技術(shù)上還存在問題，需要深入地分析研究和改進(jìn)，所以目前燃煤機(jī)組實(shí)施aps系統(tǒng)的還不多見。  （四）過程控制優(yōu)化軟件將得到進(jìn)一步應(yīng)用  進(jìn)一步提高模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質(zhì)指標(biāo)，是火電廠熱工自動化控制技術(shù)研究的一個方向。雖然目前有關(guān)自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，在電廠控制系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用的報道有不少，但據(jù)筆者了解真正運(yùn)行效果好的不多。隨著電力行業(yè)競爭的加劇，安全、經(jīng)濟(jì)效益方面取得明顯效果、通用性強(qiáng)、安裝調(diào)試方便的優(yōu)化控制專用軟件將會在電廠得到親睞、進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。sis系統(tǒng)將結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行二次開發(fā)，促進(jìn)自身應(yīng)用技術(shù)走向成熟，在確?；痣姀S安全、環(huán)保、高效益，和深化信息化技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮作用。  （五）輔助車間集控將得到全面推廣  隨著發(fā)電廠對減員增效的要求和運(yùn)行人員整體素質(zhì)的提高，輔助車間通過輔控網(wǎng)集控將會得到進(jìn)一步全面推廣。但在實(shí)施過程中，目前還存在一些問題，比如確保通信信號的可靠性、接口連接協(xié)議等。  （六）無線測量技術(shù)應(yīng)用  無線測量技術(shù)能監(jiān)視和控制運(yùn)行過程中發(fā)生的更多情況，獲得關(guān)鍵的工藝信息，整合進(jìn)入dcs。除節(jié)省大量安裝成本以外，還將推動基本過程和自動化技術(shù)的改善。如供熱、供油和煤計(jì)量，酸堿、污水區(qū)域測量等，都可能通過無線測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。  （七）火電廠機(jī)組檢修運(yùn)行維護(hù)方式將改變  隨著電力市場的競爭，發(fā)電企業(yè)將趨向集約化經(jīng)營和管理結(jié)構(gòu)扁平化，為提高經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)電企業(yè)在多發(fā)電，以提高機(jī)組利用小時的同時，將會通過減少生產(chǎn)人員的配備，密切與外包檢修企業(yè)之間的聯(lián)系，讓專業(yè)檢修隊(duì)伍取替本廠檢修隊(duì)伍的方式來提高勞動生產(chǎn)率。因此檢修維修工作社會化將是一種趨勢。此外dcs的一體化及其向各功能領(lǐng)域滲透，提高電廠整體協(xié)調(diào)和信息化、自動化水平的同時，也將會使電廠原專業(yè)間及專業(yè)內(nèi)的分工重新調(diào)整，比如熱工與電氣二次回路的專業(yè)劃分打通。為了降低成本，電廠不再保持大批的檢修維修人員，因此檢修維護(hù)方式也將因此而改變，比如讓生產(chǎn)廠家和代理公司承擔(dān)dcs和相關(guān)設(shè)備的檢修工作。  四、結(jié)束語  總體來講，熱工自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是高速化、智能化、一體化和透明化。隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展與進(jìn)步，為熱工自動化系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提供了不斷拓展的空間。  參考文獻(xiàn)：  ［1］黎賓.智能控制及其在火電廠熱工自動化的應(yīng)用［j］.中國科技信息,2007,(19).  ［2］侯子良,侯云浩.火電廠熱工自動化安全技術(shù)配置若干指導(dǎo)思想［j］.中國電力,2007,(5).  ［3］張擎.淺論火電廠熱工自動化的現(xiàn)狀與進(jìn)展［j］.科技傳播,2010,(15).