电厂热控自动化系统运行的稳定性研究

2022-11-26梁枭

中国设备工程 2022年20期

梁枭

（国能浙江北仑第一发电有限公司，浙江宁波 315800）

在电厂运行过程当中，热控自动化系统具有十分重要的作用，也是机组控制系统当中的一项重要组成。热控自动化系统的结构相对复杂，在实际运行时对稳定性具有较高要求。具体来说，热控自动化系统的运行稳定性，直接影响到电厂机组的平稳运行，与电厂未来的发展具有密切联系。因此，相关电厂需要采取有效的措施，维持热控自动化系统的稳定运行。而对于电厂热控自动化系统而言，系统自身的稳定性与优劣程度，影响到电厂热工系统的稳定性，随着电厂系统机械设备储存量不断增大，需要进一步完善其自动化技术，并总结经验，使自动化管理系统得到优化，全面提升系统运行的稳定性，从而保证火电厂机组的正常和稳定发电，使电厂发电的整体供应效率得到提高。

1 热控自动化技术概述

为了保证电厂发电机组的安全稳定运行，使电厂经济效益得到提升，需要采取有效的控制措施。在现代社会的发展过程当中，人们的日常生活与生产都和电力资源具有密切联系。为了使社会发展需求得到满足，需要有效保证电厂生产质量和效率，并加大机组投入量，提升机组容量，这也对相关生产体系的自动化管理系统有了更高要求。在电力生产期间，相关工作人员需要对低碳经济理念进行坚持，并对节能降耗原则进行贯彻与执行，使热控自动化技术得到积极应用，使传统的电厂生产系统和管理体系得到改造。具体而言，相关工作人员需要合理运用编程语言，有效控制系统操作，以此来使电能生产的自动化水平得到提升。在此过程当中，通过控制电场生产过程中的温度变化，可以相同燃料来获得更多电力产量，这样一方面可以提升生产效率，另一方面还能够确保生产活动的有效开展。

2 热控自动化系统结构组成

2.1 分散控制系统

分散控制系统属于综合性的多级计算机系统，其主要由过程控制级与监控级所组成，其沟通纽带为通信网络。此系统对计算机的4G技术进行了充分应用，具有控制、通讯以及显示等功能。在系统的运行过程当中，可以有效实现分级管理、分散控制、集中操作、配置灵活、组态方便以及集中显示等运行目标。与此同时，分散控制系统的硬件系统，即使在电厂热控较为恶劣的环境当中，其可靠性仍相对较高。此系统通常包括四个独立接口部分，分别为网间通信接口、开发维护接口、运行操作接口以及现场控制接口。通过灵活组态与合理配置各个接口，可以分散控制多个控制系统，具体涉及到炉膛安全系统、数据采集系统、锅炉燃烧控制系统以及顺序控制系统等。

2.2 辅助控制系统

在热控自动化系统当中，辅助控制系统是十分重要的组成部分，该系统可通过可编程控制器所预设的自动控制指令，无人控制热控系统，使系统能够有效实现自动化运行，使人力资源成本得到降低，进一步保证了系统运行的稳定性。

2.3 实时监控系统

为了有效维持热控自动化系统的安全稳定运行，需要对系统运行状态进行实时监测，并通过分析相关数据对系统运行过程当中所产生的隐患问题及时发现，向工作人员发出警示，使其能够有效排查和维护故障隐患部位，提高热控自动化系统的运行稳定性。

2.4 网络视频监控系统

对于实时监控系统而言，其虽然具有较高的实用性，但在具体运行时还存在相应缺陷。多数热控系统在管理数据信息时需要对监控记录功能进行使用，无法以实时监控来进行代替。对此，需要对网络视频监控系统加以引进，有效存储现场过去发生的问题，并通过网络功能在服务器存储区当中有效存储信息，为事后的调用以及查看提供帮助。而且网络视频监控系统还能够作为实时监控系统进行使用，在一些方面要具有更为优越的性能。

3 电厂热控自动化系统运行中存在的问题

近些年来，伴随电厂机组容量的不断提升，以及热控自动化系统所出现的相关设计缺陷，进而对系统的稳定运行产生了极大影响。针对电厂热控自动化系统运行过程中所出现的问题进行分析，具体包括以下几个方面。

3.1 影响系统稳定性的因素较多

随着我国经济的持续发展，各行各业的整体发展水平也得到显著提升，同时对电力也有了更大的消耗量。在此背景下，电力行业的发展步伐不断加快，为了满足社会发展需求，在电力生产与供应方面也进行了相应改进。而随着电力分布范围的逐渐扩展，在信号传输时也有了更多的中间接口，由于受到相关因素带来的影响，进而减缓了信号传输速度，也使故障离散性有所增大。在这一情况下，热控自动化系统在运行时容易出现控制逻辑混乱以及保护信号耗时长等相关问题，严重影响到系统的稳定运行。对此，相关电厂需要对设备加强设计、维护与调试，以此来保证热控系统的稳定运行。

3.2 热控设备检修模式落后

我国多数电厂在开展设备检修工作时，仍采用传统的定期检修模式，在规定时间内全面检修电厂设备，使机组能够保证安全和稳定运行。但此种检修模式不仅具有较大的投入，经济效果不够明显，而且还影响到了电厂的稳定运行。与此同时，由于设备故障具有不定时性特点，在实际检修过程当中一些热故障也会影响到机组的运行安全性，容易造成相关的机组停机事故。所以，此种检修模式无法满足当前阶段电厂的实际发展需求，需要对热控设备检修模式进行有效创新与改进。

3.3 故障问题

（1）热控元件故障。针对电厂热控自动化系统的热控软件故障问题进行分析，比较常见的一类故障为元件信号失真，其主要表现为生产过程中相关设备存在拒动或误动等现象，进而对电厂的稳定生产造成了极大影响。当ETF或FSSS等设备有故障问题出现，会导致设备直接跳闸，进而对设备造成损坏，一方面会降低生产安全性，另一方面还会建成造成相应的经济损失。导致热控元件出现故障的原因相对较多，尤其是电厂生产环境具有一定特殊性，在实际生产中容易受到元件安装、设备服务时间和环境等因素所带来的影响，而且由于管理不够到位，进而引发相关故障问题。想要有效预防元件出现故障问题，需要不断总结管理经验，并对系统容量和负载超荷问题加大注意。

（2）DCS系统故障。DCS系统主要是指分布式控制系统，其具有高度集成的特点，具体需要涉及到CRT技术、计算机技术、网络技术以及过程控制技术等相关学科，而对于不同技术及功能也存在相应的差异。通过合理组合各项设备，可以有效实现数据采集、远程监控、设备状态、数据监测与记录等功能。分布式控制系统的组成部分具体包括CPU和配置监控，而且主态监控屏可对历史数据进行查询，并显示数据，同时还能够对操作员进行监控。一旦DCS系统发生故障，将会直接影响到电厂热控自动化系统的稳定运行，对其数据的采集、监测以及分析带来相应影响。

（3）系统逻辑故障。对于系统逻辑故障而言，其通常在新设备当中出现，运行时间比较短，所以也容易出现不完美的逻辑设计，导致系统发生故障，无法对系统误差进行及时判断，最终形成错误动作，影响到机组的稳定运行。

4 电厂热控自动化系统运行稳定性的优化对策

4.1 热控控制逻辑优化

通过优化热控逻辑，可以使热控维修过程得到最大限度完成，避免其被电磁场等相关因素所影响，使其能够有效实现自身功能。在维护热控系统时，例如对喷水减温系统在主动输入温度测量方面所提出的要求，需要由信号来支持温度测量，但由于受到外部环境所带来的影响，例如电磁场信号，进而影响到其测量精度。而通过维护工作开展使热工控制逻辑得到优化，可以使系统容错性得到有效提高，降低外部环境对其所造成的影响。在设计容错逻辑时，需要对系统中设备高概率攻击问题的原理展开分析，确保能够顺利完成热控检修技术标准以及供电保障等过程。而优化勿扰切换逻辑，可以有效体现出火电厂的热控维修技术。通过对此种优化方法进行采用，能够调整负载条件，控制最高与最低负荷处于合理范围，结合机组的运行情况加以调整，保证负荷的平稳性。

4.2 热工测量

针对热工测量展开分析，其具体包括以下几个方面。首先，流量测量。在测量热火性时应对标准外观或者设备进行采用，在减小流量测量误差后，可以使设备精度得到提升，并产生差压流量，使危险问题得到有效消除。其次，压力测量。相关压力测量部门应对其加以控制，确保符合传感器原则，并在压力测量中合理使用与分配热检测。最后，温度测量。对于主控对象都是热有功功率，其主要为温度测量传感器，需要结合实践热系统来测量温度，使其测量功能保持可靠。

4.3 维护保护装置的信号传递与技术创新

在火电厂热控自动化系统的实际运行过程当中，需要保证相关保护装置的稳定运行。在具体操作时，由于地理环境存在差异，进而对保护装置也产生了相应影响。例如，温度因素所带来的影响，尤其在低温地区，可能会损坏相关信号传输设备，而对于部分地区则可能会受到强磁场干扰，进而导致信号传输被破坏。因此，相关工作人员需要合理改进与优化系统和设备组件，从而维持系统的稳定运行。在此过程当中需要对这些特殊设备进行检查与维修，保证设备的安全性。与此同时，还应确保系统功能与组件的有效执行，使其生产技能得到提高，确保各组件能够对各种环境充分适应，维持设备的安全稳定运行。随着社会的快速发展，相关设备也在不断更新与完善，因此需要有效创新火力发电厂的热控保护装置。通过有效实现技术创新，可以使保护装置具有全新的功能与作用，从而维持设备的正常运行。除此之外，在采用相关创新技巧后，可以使保护装置的不足得到弥补，并更新其功能。在保护装置快速发展的背景下，已有效解决了相关装置运行中出现的问题，但同时也可能会有一些新的问题产生，因此需要相关工作人员持续改进与创新，以此来满足装置的运行需求。

4.4 系统硬件管理的优化

硬件设施在热控系统当中是十分重要的一类组成部分，一旦硬件设施发生故障，将会极大地影响到系统运行稳定性，因此需要以硬件设施为对象，合理构建管理体系，并使相关系统硬件设施的功能质量得到保证，全面提高系统设备的管理水平，使其耐老性能得到提升，防止在外界因素的影响下出现相关故障问题。在对设备进行选型时，应对设备的实际运行环境进行考察，以此来使设备的质量得到保证，并确保其性能和型号满足具体要求，并与运行环境充分适应。除此之外，还需要严格落实质量检查工作，加大管理力度，有效维护系统电源、通信情况和机房温度，采取有效的管理措施，使硬件故障的发生概率得到降低。