浅析火电厂热工自动化的安全配置与技术改造

马志明

摘要：DCS控制系统是火电机组的神经中枢，它的连续、可靠运行是机组安全经济运行的重要保障。随着火电机组单机容量的增大、参数的提高，热力系统变得更加复杂。在信息技术的不断应用中，火电厂热工自动化控制技术得到进一步完善，成为现代电力能源管理的重要环节。在新的国际形势影响下，探讨火电厂热工自动化控制技术的创新与实践已成为目前火电厂运行生产的安全前提和保障依据。

关键词：火电厂 热工 自动化控制 能源

中图分类号：F407文献标识码： A

近年来，现代化技术的不断应用促进了电力事业和企业的规模逐步朝着规模化发展。火电厂作为电力系统中重要组成成分，在不断发展中各个运行环节对自动化要求不断提高。这就导致电厂热工监控在工作中对自动化要求不断提高，对监控范围也在不断扩大，这就使得热工自动化设备系统在火电站机组工作中为安全使用提供了保障基础。电厂热工自动化程度，应当根据火电厂在运行中各个机组的自身容量和特点以及电厂在运行管理中所存在的各种不确定因素来进行分析，确保在监控中能够满足电厂自身需求。随着我国电力工业的发展和电力结构的逐步调整与优化，各种大型的火电厂热工自动化控制技术、水平、方式及管理方法出现了大幅度的变动，已成为电力企业迈进现代化的重要标志。大型火电厂的热工自动化水平、控制方式以及管理模式。已经成为现代电力企业发展的重要管理目标。

一、火电厂的热工自动化控制技术实践策略

火电厂热工自动化控制技术在目前备受人们关注和重视，通过区域电网互联技术的应用能够保证国民经济的持续稳定发展。但是在实际操作应用中由于互联电网对事故发生容易出现连锁反应，从而导致火电厂工作出现重大的隐患和大面积停电事故。随着火电事业的快速发展，在互联电网和信息技术应用扩大的今天，各种电力之间的传输要求逐步增加，火电厂热工自动化控制方式也复杂多样，这一变化为火电厂工作带来了极大的压力，同时为火电厂的安全稳定运行带来了极大的负面影响。因此在工作中需要结合信息技术和互联网技术综合分析，确保火电厂热工自动化控制技术能够良好应用。火电厂热工自动化控制的内涵和特征主要是热工自动化技术是综合运用热能工程控制理论技术，通过电子计算机信息技术以及各种高智能型的机械仪表，对火电厂在运行中各种相关的热能电力参数进行科学检测和有效的监控，从而对电力生产进程中进行安全控制，优化管理措施和调配方式。实现稳定生产运行模式，降低耗能，并且同时能够提高生产模式和安全控制方式。电子计算机信息技术以及高智能型器械仪表。对火电厂相关热能电力参数进行科学检测和有效监控．从而对电力生产过程进行安全控制、优化调配与科学管理．实现安全稳定生产运行。降低消耗提高效益等目的的高新技术。电厂热工自动化控制主要是对锅炉蒸汽设备以及辅助设施运行的有效自动控制．使机组生产自动适应工况变化，并在安全经济环境下正常运行。热工自动化控制具有如下特征：

1.设备智能化 ．

随着现代电力能源开发技术的综合性提升．火电厂热工自动化控制系统的设备．往往借助先进的电子计算机管理系统．配置了高智能型的机械仪表或精密元件．以便对电力生产的科学智能化管控。

2.技术高新化

电厂热工自动化管理系统．一般运用电子计算机信息技术．热能工程技术和控制理论．从而实现对火电厂相关热能电力参数进行科学检测和有效监控．自动化管理技术趋向高新化和综合型发展。

二、火电厂热工自动化控制系统的构成

电厂热工自动化控制系统一般是由检测装置、执行设备和控制系统组成。由于火电厂热力生产过程复杂，多数设备长期处于高温、高压、易燃等恶劣环境下高速运行，现代热工控制系统往往还包括自动报警与保护、自动检测和顺序控制等内容。

1. DCS系统

(I)单元机组实现了集中控制，电气控制系统纳入了DCS技术．单元机组电气发变组和厂用高、低压电源系统实现DCS监控。烟气脱硝系统及汽机旁路系统的监控纳入机组Dl笃。

(2)两台机组的DCS之间设置公用网络．并通过网桥联接空压机房、燃油泵房等厂用电公用系统．公用网络可独立设置的操作员站．或通过单元机组操作员站对公用系统进行监控。

(3)机组操作台上设有DCS、DEH操作员站及安全操作控制按钮。当DCS发生通信故障或操作员站故障时，可通过后备控制手段实现安全停机或停炉，达到自动控制目的。

2.辅助系统集中监控网络

热力辅助系统的监控采用可编程控制器+交换机+人机接口方式，为满足安装、调试和初期运行过渡需要，按照水、煤、灰三点设置调试终端兼临时操作员站．正常运行后转移为集中控制室集中监控。

3.烟气脱硫系统

烟气脱硫系统的控制点．可与除灰系统合并设置控制室。烟气脱硫控制系统采用PLC实现。烟气脱硫系统的状态监控与报警保护等联锁信号．通过硬接线与机组DCS系统连接。以保证机组的正常运行。

三、DCS及其后备监控设备配置

目前DCS不仅覆盖了热工自动化方面的所有功能，还包括了电气监控功能，后备监控设备也几乎全部取消。DCS安全技术包括两个方面：（1）提高DCS可靠性，从源头上减小DCS故障发生率，如提高DCS电磁兼容性、开发安全控制器等。（2）合理配置DCS及其后备监控设备，减小DCS故障的影响程度。根据当DCS故障时最大限度减小对机组安全运行的影响这一指导思想，《火力发电厂热工自动化安全技术指南》中提出一系列新的DCS配置要求。（1）对于循环水泵、空冷机组的冷却水泵及仪用空压机等重要公用系统（或扩大单元系统），应按单元或分组纳入单元机组DCS中，以免因公用DCS故障而导致全厂或两台机组同时停止运行。（2）控制器宜按工艺系统功能区配置。重要的多台冗余或组合的辅机（辅助设备）应按下列原则配置，以确保一对控制器故障不会造成机组被迫停止运行：送风机、引风机、一次风机、凝结水泵和循环水泵等两台冗余的重要辅机及A、B段厂用电应分别配置在不同的控制器中，但允许送风机和引风机等纵向组合在一个控制器中。（3）为了减少一对控制器故障对模拟量控制系统失灵造成的影响，重要模拟量控制回路应适当分散配置，影响同一重要参数的控制回路应尽量配置在不同控制器中。（4）控制器（包括汽包水位控制器）的配置必须严格遵循重要保护和控制分开配置的独立性原则。（5）DEH控制器应按失电或故障时自动停止机组运行的故障安全原则配置。炉膛安全系统（FSS）和汽轮机紧急跳闸系统（ETS）控制器在其继电器执行回路已按故障安全原则配置时，其跳闸输出可按带电动作原则配置。对于DCS后备监控设备，也应根据下述问题对目前的配置方案重新进行思考：在DCS局部故障时能否维持短时稳定负荷下运行；DCS在发生全局性或重大故障而紧急停机过程中能否确保机组的真正安全。但对以上问题，系统分析和实践都无法给出肯定无误的回答。当DCS发生全局性或重大故障时，目前机组配置的后备操作设备提供了发出停机、停炉，启动交、直流润滑油泵，打开真空破坏门等指令的手段，但停机、停炉是一个复杂的过程，需要进行一系列操作，这将全部依赖独立于DCS的保护和联锁回路去自动执行。

四、热工自动化系统控制管理策略

1.拓展技术资源．优化自动化技术管理开发

电厂热工自动化控制系统，综合技能性较强。充分整合拓展人才资源优势．加强热工自动化技术培训。提高热控管理人员的综合技能素质．是现代电力企业热工自动化控制的管理需要。此外。采用技术成熟、质量可靠的热控元件设备，优化保护逻辑组态．对维护热工自动化系统的安全可靠性具有重要意义。

2.创新技术实践．确保自动化控制高效运行

随着现代市场经济的高速运行．火电厂热工自动化控制管理．必须坚持可持续发展的原则，坚持与时俱进，科技创新。实现科学优化和技术更新．立足于电力资源的合理开发基础上．落实技术实践措施。确保电厂热工自动化控制监管系统的高效运行。推动电力企业电力能源的正常生产和运营。

五、结束语

火电厂热工自动化控制是现代电力企业开发与管理的重要方式，在当前国际形势下，随着各种新技术、新材料和新工艺的不断应用，科学优化热工自动化控制管理技术已成为促进当前电力能源生产运营的重要保障。