探析火电厂热控自动化控制设备的调试与安装

屈斌虎

摘要：火电厂热控自动化控制系统由控制器与控制对象组成，目的在于维持火力发电各个设备的工作状态与参数按照预定的规律正常运转。本文就调试思路与重点环节两个方面梳理了热控自动化控制设备的调试要点，围绕设备环境的契合度、接地设备、电缆敷设三项内容分析了热控自动化控制设备的安装要点，以供参考。

关键词：火电厂;热控自动化;控制设备;调试;安装

引言

火电厂的热控自动化与一般工业自动化控制的思路并无本质差异，是过程自动化控制的一种常见形式，即针对火电厂火力发电过程中的锅炉、汽轮机等设备的运行情况进行监控，可进行反馈控制、前馈控制、最优控制。为了保证控制质量，在调试与安装热控自动化控制设备时，技术人员必须提高重视程度。

1 火电厂热控自动化控制设备的调试要点梳理

1.1 调试思路

火力发电厂的发电思路为：在锅炉中添加煤炭等化石能源或其它可燃物，利用该类资源燃烧产生的热能，使锅炉中的水汽化为水蒸气，推动汽轮机的旋转，将热能转变为机械能，进一步带动发电机旋转，最终转化为电能。在人工监控运行模式下，上述过程中，对锅炉温度的监控、是否需要添加水分、当前发电量是否满足地方供電网络的需求等，均由人工负责。此种方式不仅费时费力，还会因衔接不畅而出现差错。随着机械制造行业以及自动控制理论的发展，通过计算机预先编制控制程序，控制各监控设备对火力发电生产线设备的运行等情况进行监控，根据需要即行控制，已经成为火力发电厂不可或缺的重要工作环节。实际上，控制系统正式运行前的设备调试工作，其主要思路在于：①检验监控设备的灵敏度。比如锅炉中正在燃烧的煤炭资源数量是否能够提供充足的热量，使足够的水分转化成水蒸气;或是锅炉中的水分含量是否已经不足，需要添加水分等。②计算机总控端发出的指令与监控设备生成的被控制设备运行状况等信息是否能够及时、准确地传递。如果设备之间无法在规定时间内完成信息交流，则火电厂的热控自动化系统便无法发挥作用，一旦无法及时发现发电设备出现的故障，轻则使火电厂遭受损失，重则会引发大型安全事故。

1.2 重点环节

火电长热控自动化控制设备的调试重点环节如下：①监控设备一般采用上电复位的启动模式，待通电后，是否能够即时启动，并立刻参与监控工作。②自计算机控制端向各监控设备发出指令，由技术人员负责对监控设备的灵敏度进行调试;该过程应具备“双向性”，即监控设备围绕生产线设备的运行状况整理而成的信息是否能够及时传递至计算机端，两端设备的反馈效率是调试的重点。③当监控设备发现生产线设备的有关参数（预先设定的重点参数，如锅炉的热量、水蒸气的气压等）已经达到临界标准后（同样由程序自行设置），如果自动控制系统发布调整指令后，监控设备是否能够及时控制生产线设备完成调整。④定期检测监控设备时，技术人员需对设备记录的信息进行整理和备份，防止因信息丢失或错乱而导致设备运行出现故障。

2 火电厂热控自动化控制设备的安装要点分析

2.1 保证运行环境与热控自动化设备的契合度

火电厂热控自动化控制设备安装的首项要点为：务必保证环境与设备性能之间高度契合。比如在一般的电力自动化控制系统中，为了防止某一设备出现短路等故障，技术人员常常使用PLC可编程逻辑控制系统，结合热敏传感器，监督电路的温度。一旦温度过高，便说明监控范围内的某个电力设备正面临风险，故计算机控制系统会及时发布制定，即时调用PLC中的“断开模块”功能，断开故障电气设备与总路的连接。此种此路能够实现的原因在于，在正常情况下，电气自动化设备的运行温度相对较低，与热敏传感器的高温临界范围之间具备较大的参数差异，故温度出现明显变化时，控制系统几乎在瞬间便会捕捉到异常情况。但火电厂的锅炉温度控制不同，锅炉本身进行化石燃料燃烧，温度长期处于极高的状态，如果应用常规的热敏元件，不仅不会完成自动控制的任务，还会在“相对正常”的情况下，由监控设备向总控端发出异常信号，致使正常的火力发电流程被迫中断。基于此，在安装监控设备时，技术人员那必须对现场环境与设备之间的契合度进行分析，避免非引发不良事件。

2.2 接地设备安装

几乎所有类型的自动化控制系统均需依靠电能实现正常运转，因此，为了保证监控设备的稳定运行，热控自动化系统中的所有设备均必须配备接地装置。安装接地装置或设备的重点为：①接地网和电力供应系统必须具备独立性，不能与热控自动化系统中的其他设备共享电源和接地网[2]。②流经接地设备的电流必须严格控制，一旦电流持续过大，很可能致使设备陷入过载状态，轻则损坏设备内部构件，重则直接导致爆炸，造成恶性事故。③资料显示，安装接地设备时，技术人员经常发现设备底线焊接不牢、连接线异常松动等问题。如果未能及时重视，一旦接电，设备本身及系统整体均可能发生故障。因此，保证控制设备的安装深度，保证接地线稳定，方可使设备正常运行。

2.3 电缆敷设要点

火电厂热控自动化控制系统中，电缆的敷设质量至关重要。如果电缆布线的规范程度不足，或是未能重视对表层绝缘皮的保护，又或是对屏蔽电缆和非屏蔽电缆之间缺乏有效区分，将会导致有源及非源信号之间的互相干扰甚至是漏电事故。因此，敷设电缆时：①技术人员首先需要对电缆的布线方式进行检验，精确计算电缆长度;②区分屏蔽电缆与非屏蔽电缆，尽量在单次工作中完成信号分散工作，无需设置端子箱。③注重不同设备电缆之间的距离，防止磨损和干扰。

3 结语

自动控制是指无人参与的情况下，依靠预先编制的控制程序，监控各控制设备呈规范运行。通常情况下，当生产过程的某些参数发生变化后，控制程序会向特定的设备下达指令，进而改变生产线设备当前的运行状态，实现自主调整。为保证该过程的稳定性，控制设备的调试与安装至关重要，不可出现任何差错。

参考文献：

[1]DL/T 774-2004.火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S].2004.

[2]电力行业热工自动化技术委员会.火电厂热控系统可靠性配置与事故预控[M].中国电力出版社，2010.

[3]席明伟.火电厂热控自动化控制设备的科学调试与合理安装分析[J].工程技术研究，2019，4（7）：106-107.