火电厂热工自动化的现状与进展

2019-01-12王佳志

魅力中国 2019年33期

王佳志

（天津蓝巢电力检修有限公司，天津 300380）

一、火电厂热工自动化的概念及现状分析

（一）火电厂热工自动化概念

火电厂热工自动化指的是利用自动化的仪器与设备，在无人或较少人参与的条件下，自动监控火电厂热力的生产与转换过程。在火电厂自动化系统的辅助下，可以更加高效地收集和统计相关的热力数据，提高热力生产的安全性与经济性。火电厂热工的自动化在一定程度上也可以节省人力、物力，同时利用高科技因素的仪表与设备提高火电厂发电过程的安全系数与效率。

（二）火电厂热工自动化现状分析

当前我国大部分的火电机组都是采用DCS程控系统，而随着近几年科学技术的快速发展，DCS系统的应用也愈加广泛，火电厂热工自动化极大程度地方便了技术人员的操作，提高了发电的效率与安全性。就我国当前火电厂热工自动化现状来看，热工自动化主要体现在自动检测、自动控制、自动报警与自动保护四个方面。DCS系统通过监控整个过程的压力、温度与流量等热力学参数，能够有效监督火电厂的运行情况，同时为后期的自动控制、事故分析与经济核算提供依据。此外系统中的自动控制装置能够有效调节电厂热工自动化生产过程中的设备运行，确保火电厂机组的稳定运行。同时DCS系统在进行自动检测时如果发现热工参数出现异常，将发出信号报警，提醒相关人员及时处理异常情况。在热工参数出现异常或是相关设备运行出现故障时，需要暂停设备进行调整避免因设备运行故障而引起安全事故。

二、热工自动化系统的构成

（一）DCS系统（分散控制系统）是以微处理器为核心，以控制功能分散、显示操作集中为设计原则，同时强调了系统各组成的协调性，在DCS系统中通常采用分级递阶的结构，实现了仪表控制。近几年，DCS系统在我国的火力发电中的应用范围愈加广泛，在很大程度上提高了汽轮机的控制水平，同时DCS系统凭借自身的分散控制优势能够有效提高锅炉的控制水平，有效解决了锅炉控制难的问题。随着科学技术的发展，DCS系统的功能更加多样化，从原有的封闭化模式逐渐向开放化发展，开放式的DCS系统在兼容性方面有所提高，企业可以根据自身的特定需要针对性地选择设备与软件，进一步优化火电厂热工系统。此外，仪表技术的快速发展也使得DCS系统的分散控制功能进一步增强，在仪表测算与诊断上更加精确。

（二）辅助系统集中监控网络

辅助系统集中监控网络主要以可编程的控制器、交换器与人机接口为依托，可以实现系统运行的调试、安装与运行过渡的要求，同时辅助系统集中监控网络按照水、煤、灰设置调试的终端，在火电厂发电过程中，在辅助系统的帮助下，监控系统逐渐由各个外围系监控转换为控制室的集中监控，由此，火力发电实现了全自动的监控，提高了监控的效率与准确度。

（三）烟气脱硫系统

烟气脱硫系统主要以火电厂发电的实际情况为依据，与除灰系统合并设置在电除尘控制室或除灰控制系统中。烟气脱硫系统主要功能为监视与报警，通过机组与硬接线盒机组DCS进行有效连接，确保机组能稳定安全运行。

三、火电厂热工自动化的发展

（一）电气控制纳入

DCS近几年，分散控制系统DCS在火电厂中的应用愈加广泛，极大程度地提高了汽轮机与锅炉的控制水平，但同时作为单元机组内一个重要的组成部分，很多火电厂对发电机变电器用电系统的控制仍采用原有的控制方式进行单元机组的控制，将大量模拟仪表光字牌与开关按钮装设在控制盘台上，这在一定程度上影响了控制室对汽轮机与锅炉DCS系统的控制效率，限制了火电厂热工自动化的发展。因此，火电厂需要积极将DCS纳入保安电源系统、发电机励磁系统、支流系统等，优化电气控制，以完善电气自动化性能。

（二）智能控制应用

随着科学技术的快速发展，火电厂热工自动化技术快速发展，智能控制应用逐渐增多，越来越多的火电厂利用计算机技术进行发电管控，这在一定程度上减少了被控对象的模型。智能控制应用主要采用模糊控制的应用语言变量，将操作经验总结为若干个条件语句，并建立相应的模糊关系，对模糊逻辑进行推理，这样便可以快速地对复杂对象进行控制。此外，神经网络也具备较强的非线性函数逼近与非线性映射能力，可以快速准确地对信息进行处，这样一来，锅炉控制中的非线性建模与非线性控制就可以得到有效的控制，因此，在计算机控制技术的辅助下，可以准确检测出整个系统在运行过程中的故障，同时起到主动保护的效果，确保火电厂热工系统能够正常运行。

四、火电厂热工自动化的发展前景

当前很多火电厂发电仍采用传统的火电厂热工自控技术，未来火电厂热工自动化电气控制技术也会被广泛利用，整个流程将会实现一体化的监控。同时，现场监控设备也将会向数字化、自动化与机械化方向发展，计算机监控系统将会对热工仪表测量结果进行科学分析，进而实现火电厂热工自动化的进一步发展。从国际上来看，很多国家都在火电厂自动化技术上投入了大量的资金，使得火电厂热工自动化技术快速发展，我国也需要密切关注国内外火电厂热工自动化技术的最新发展，研发更为先进的火电厂热工自动化技术，促进锅炉与汽轮机控制水平的提高。