火电厂热工自动控制应用中的问题与策略研究

杨剑 国家能源集团国神集团店塔电厂

火电厂是城市电力供应的主要场所，其电力生产时所用的自动控制系统，是提升电力资源生产效率的关键。但是由于自动化控制生产系统结构的复杂性，火电厂在应用自动控制技术时，还应重点排查各类系统故障，减少电力设备、生产装置自动化控制风险，减少系统故障产生的损失。

一、火电厂热工自动控制相关概念

火电厂自动化控制具体指相关电力企业，以“自动化控制技术”为核心，对火电厂电力生产、设备控制、燃料运输等环节的自动化管理，是火电厂自动化建设的基础。基于自动化控制技术，火电厂能够对现有的生产设备、电力设备进行自动化管理与保护，构建更为智能、高效的自动化控制系统[1]。从而减少火电厂生产活动中的人力成本，减少风险事故的发生，保障火电厂电力资源生产质量。同时可通过自动化设备保护功能，增强火电厂设备运行安全性、可靠性，促进火电厂现代化发展。但随着火电厂自动化水平的不断提高，火电厂内部控制系统设计愈发复杂，自动化控制难度增加，导致火电厂自动化控制过程中存在较多现实性问题，阻碍着火电厂控制体系的进一步完善。

二、火电厂热工自动控制应用中的问题

（一）控制元件问题

通常情况下，火电厂自动化控制系统中，流量、压力、温度、电磁阀等相关控制元件会伴有明显的老化、质量问题。这些问题的产生会诱发一系列自动控制系统故障，使系统控制灵敏度减弱、设备参数或信息识别效率降低。甚至在火电厂电力资源生产中，促使自动控制系统内部结构中发出错误信号，给出不符合生产要求的指令，引起系统故障，如跳闸、其他安全生产风险。据了解，火电厂自动化控制系统中，控制元件引起的问题较多，故障风险概率大，严重影响着火电厂生产效率的提升。

（二）DCS系统问题

火电厂DCS系统运行期间，同样存在较多软件、硬件问题，具体体现在火电厂自动化控制系统内CCS、BMS等控制点上。在DCS问题产生后，为确保自动化控制设备的安全性，需及时停止运行，以此控制故障引起的经济损失、安全风险。比如在火电厂DSC系统运行时，若因软件、硬件问题导致电力生产中限流保护不到位，则会使火电厂自动化控制系统稳定性减弱，输出电路、输入电路短路风险加剧，继而容易引起网络童心故障，使系统无法远程控制相关生产元件[2]。另外，火电厂DCS软件设计中，若自动化装置设定值、运行速度等参数不合理，同样会对火电厂自动化控制系统产生不利影响，使其无法稳定运行。

（三）通信干扰问题

火电厂自动化控制体系中，备用电源、电子设备接地问题会对自动控制系统通信模块造成干扰，使对讲机、手机或其他通信终端信号连接不畅。具体来说，随着火电厂电力设备功率的增加，自动化控制系统内的通信干扰问题愈发严重，并且会直接导致系统运行受阻，出现停机故障。对此，相关人员需严格控制大功率电子通信设施的使用，持续分析增强系统元件抗干扰性的方法，借此维护系统通信的稳定性。

三、火电厂热工自动控制应用的解决策略

（一）增强DCS系统运行的可靠性

首先，选择稳定性强、结构设计完善的控制元件。为满足当前阶段火电厂自动化控制系统相关要求，在应用自动控制技术时，应通过控制元件质量的把控，降低火电厂热工控制元件故障率。所以，相关人员应结合火电厂自动化控制系统设计方案、电力资源生产需求，科学选择参数适宜、匹配度高的控制元件。

其次，为避免火电厂自动化控制系统通信故障，使用输出执行装置、数据测量器、传感器时，应选择抗干扰类设备。避免火电厂电力供应过程中，因信号测量不准确而出现通信问题。此外，相关人员还需增强自控设备的抗干扰性，智能监控设备通信信号，若存在信号跳变，需尽快定位故障点，发出警报。最后，设计火电厂自动控制系统时，可在通信电缆处增加屏蔽装置，强化控制设备本身的抗干扰能力。

（二）改进火电厂自动控制方案

为发挥自动控制技术应用价值，火电厂在设计自动化控制系统时，应结合火电厂电力资源生产特点，灵活设置自动控制设备[3]。首先，在火电厂燃料运输环节，设计子系统，从而利用子系统的组合作用，自动控制燃料量，消除、减少装置内的燃料。使火电厂自动控制系统运行时，燃料量调整更为灵活，避免燃料量数据异常影响火电厂蒸汽蒸发量、内压等参数，预防设备故障，有效解决火电厂自动控制系统存在的控制问题。

其次，选择恰当的电子器件、电气设备优化自动化控制系统设计，灵活控制锅炉蒸汽量、送风及送水量，使电力资源生产中燃料能够顺利燃烧，确保火电厂电力供应的稳定性。在此过程中，相关人员应用自动化控制技术时，还应加强系统保护，重视燃烧装置、温度控制装置的自动化调节，以及锅炉超压、温度变化期间的自动保护。使火电厂自控系统可以依据生产参数的变化，及时采取应急处理措施，维持稳定、可靠、安全的工况。最后，积极促进自动控制技术与发电机组的融合，用以提高机组安全性，构建有效的保护装置。

（三）优化自动控制系统设计

优化火电自动控制系统时，相关企业应结合火电厂电力资源生产实际、设备调控模式，从电力供应多个环节入手，完善火电厂生产设备的控制方案。首先，以“提升电力资源生产效率”为方向，分析火电厂生产设备调控需求，针对性设置自动化控制保护设备，保证系统软件设计、硬件设计质量。为火电厂自动控制系统稳定运行创造有利条件，使其能够借助电流、设备运行参数的优化，减少电流供应、输送过程中的安全风险，落实系统自动化控制装置保护方案[4]。

其次，加强火电厂生产设备维护与保养，引进先进自动化控制仪器，使其在运行中自动检测生产设备，定期排查设备故障，制定完善的设备检修、保养方案。进一步规范火电厂自动控制流程，改进生产条件，为电力资源生产打造良好环境。比如通过设置自动化检测仪器，记录分析区域内通风交换系统，可灵活控制设备温度，避免因设备温度过高而引起一系列的安全风险，增强火电厂电力资源生产的安全性。最后，以“安全生产”为方向，增设自动化安全控制模块，使系统能够将安全作为生产基础，可以根据常见火电厂生产安全风险因子，调控系统内部的设备。

（四）重视I/0故障风险的排查

通常情况下，火电厂自动控制技术在应用时，同样会存在I/0故障，而系统内的I/0故障类型多为“通道型”“接口型”故障。为解决I/0故障问题，系统运维管理人员需要根据故障类型，分析问题产生的原因、寻找其规律，继而在自动控制系统排查I/0故障。具体来说，相关人员应针对火电厂自动控制系统结构、功能设计，汇总I/0故障信息，构建数据库，分类存储I/0故障问题的相关资料、处理信息。便于系统在运行过程中，依据数据库内提供的I/0故障信息，针对性的处理该问题。

在此期间，火电厂自动控制系统可基于数据库、大数据分析技术，自动化处理I/0故障数据，并根据该故障与火电厂电力资源生产活动的关联，分析故障原因、风险因子，全面分析I/0故障的处理方案。同时在系统维护、保养过程中，使运维人员及时按照系统提供的方案，对相关运行参数进行设置，促进火电厂自动控制系统内部数据的深层加工，使其可以在I/0故障产生后，差异化制定故障处理方案，迅速定位故障点，且对故障问题进行定性，减少I/0故障对火电厂电力供应造成的不利影响。提升火电厂自控系统I/0故障处理效率，为火电厂电力资源安全生产目标的实现打好基础。

（五）加强火电厂热工仪表检查

为减少火电厂热工自动控制问题，还应加强热工仪表的检查工作，如液位控制仪表、温度测控仪表、流量测控仪表。首先，火电厂热工仪表中，用于自动控制的也为控制仪表是影响电力安全生产的重要组件。仪表运行中，给水流量、混合燃料、出口流量等参数均会使火电厂锅炉液位产生改变。但锅炉蒸汽流量过高时，液位控制仪表会存在水位数值不准确的情况，使火电厂生产操作出现严重误差。因此，需实时检测仪表液位控制系统，记录、测量其运行期间的波动值，对比分析锅炉安全性，推算准确的液位值。

其次，流量测控仪表。该设备的主要控制主体为火电厂生产系统中的汽、水，但自动控制系统内的压力值、操作因素、泵流量等问题会使仪表数值存在误差。所以在检查流量测控仪表时，应重视调节阀的检验，确保其在电力生产中能够稳定操作，且定时输送流量信号。最后，温度测控仪表。对于火电厂热工自动控制系统，温度测控仪表在具体应用时，热电偶、电阻、系统的补偿导线会使仪表伴有“失灵”情况，继而使得仪表值波动较大，并存在极值问题。在定位仪表故障时，检查人员可按照仪表调节阀的输出信号、输入信号判断可能存在的设备故障，如定位器故障、膜头故障，随后采取对应的处理措施。

四、结语

综上所述，为在自动化控制技术应用中，优化火电厂控制系统整体设计，减少系统自动化控制中的信号干扰、控制元件问题。相关企业应重视信号干扰风险的防范，持续增强火电厂DCS系统可靠性，针对性的处理各类故障风险，完善火电厂自动化控制体系，提升火电厂电力资源生产效率。借此推进电力生产的现代化建设，夯实火电厂安全生产基础。