淺析中小型火電廠熱工自動化現(xiàn)狀及進展

1、淺析中小型火電廠熱工自動化現(xiàn)狀及進展 【摘 要】在過去的十幾年間，dcs在我國大型火電廠應(yīng)用取得了巨大發(fā)展，在我國的大型火電機組上已全面推廣應(yīng)用，同時中小型電站也得到了推廣應(yīng)用。他的功能覆蓋已從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（das）、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（ccs）兩大功能擴大到包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（bms）、順序控制系統(tǒng)（scs）、汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（deh）等。 【關(guān)鍵詞】中小型火電廠；熱工自動化；現(xiàn)狀；發(fā)展 對于火電廠的發(fā)電機組來說，熱工自動化的重要作用就是保證自動化設(shè)備安全運行的重要方式，也是減少勞動強度，使勞動的條件得到根本改善的重要途徑和措施，本文就著重講一下現(xiàn)在一些中小型的火電廠的熱工自動化發(fā)展的現(xiàn)狀與對

2、未來前景地展望。 一、火電長廠的熱工自動化概念 所謂火電廠的熱工自動化，其定義為采用并通過各種自動化儀表和裝置（包括計算機系統(tǒng)）對火力發(fā)電廠的熱力生產(chǎn)過程進行開環(huán)的和（或）閉環(huán)的監(jiān)視、控制，使之安全、經(jīng)濟、高效運行的技術(shù)。主要指的就是相關(guān)的技術(shù)參數(shù)在火電廠熱力過程中的信息處理、自動報警和控制、測量、以及進行自動保護的工作，不需要人直接參與工作，只是經(jīng)過自動化的儀表和控制裝置來完成。熱工自動化有效保障了熱工設(shè)備的安全，提高了機組的機械性能，在勞動強度上減輕了工作人員的壓力，使勞動的條件得到了大幅度改善。 二、中小型火電廠熱工自動化的發(fā)展現(xiàn)狀 我國火電廠應(yīng)用計算機大致可分為兩個階段，一為計算機監(jiān)視

3、系統(tǒng)（das）；二為計算機監(jiān)控系統(tǒng)，即采用以微機為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)（dcs）。前者只有數(shù)據(jù)采集與處理功能，但起到“鋪路開道”的作用；后者兼有控制功能，正在使計算機應(yīng)用向縱深發(fā)展，對提高電廠的自動化水平起著決定性的作用。在過去的十幾年間，dcs在我國大型火電廠應(yīng)用取得了巨大發(fā)展，在我國的大型火電機組上已全面推廣應(yīng)用，同時中小型電站也得到了推廣應(yīng)用。他的功能覆蓋已從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（das）、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（ccs）兩大功能擴大到包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（bms）、順序控制系統(tǒng)（scs）等?，F(xiàn)在我國的300mw以下的火電機組中，大部分的火電機組都是采用以計算機分散控制系統(tǒng)（dcs）為核心的自動化控制系統(tǒng)。

4、 根據(jù)我國的能源規(guī)劃發(fā)展， 300mw以下的火電機組中，純粹發(fā)電不供熱的機組已基本上不存在?，F(xiàn)存中小型火電機組多數(shù)為熱電聯(lián)產(chǎn)的工業(yè)自備電站，即對工廠供應(yīng)生產(chǎn)用汽的同時提供電力供應(yīng)。同時存在很少一一些還是傳統(tǒng)常規(guī)的模擬儀表以及一些老式的控制裝置，例如mz-iii、ddz-ii、tf-900作為控制系統(tǒng)的老電廠。這些裝置由于年數(shù)比較久遠，存在的故障也是比較多的，自動投入率方面比較低，在日常運行的時候經(jīng)常會造成儀表的準(zhǔn)確性差，在進行保護工作的時候，準(zhǔn)確率低，針對于這些狀況，這些火電廠采取了相應(yīng)措施，希望運用了這些措施，可以使發(fā)電機組性能更加完善，更加有效。比如嘉陽電廠準(zhǔn)備新上的脫硫脫硝改造項目，就是

5、在保留原有老式控制裝置的基礎(chǔ)上，在原控制室新增獨立于原老式機爐控制裝置的一套dcs系統(tǒng)用于脫硫脫硝系統(tǒng)已達到新舊兼顧的目的。 三、火電廠熱工自動化發(fā)展的新進展 （一）將電氣系統(tǒng)控制納入到dcs系統(tǒng)中 火電廠采用了分散控制系統(tǒng)dcs以后，很大程度上改善了運行人員的運行環(huán)境，提高了機組監(jiān)控的可靠性，給提高發(fā)電機組運行的經(jīng)濟性和事故處理提供了運行和分析的依據(jù)，在機爐控制室形成了以操作員站位中心的監(jiān)控方式。但如果電氣部分采用常規(guī)的儀表和控制，則在整套單元機組的監(jiān)控上顯得不協(xié)調(diào)，同時也給電廠實現(xiàn)機爐電一體化監(jiān)控和管理帶來不便，使火電廠的自動化發(fā)展受到制約。在目前的大型電站中，都把發(fā)電機-變壓器組和廠用電

6、源系統(tǒng)直接并入dcs系統(tǒng)中，由dcs完成包括廠用電源切換控制、發(fā)電機并列/解列等電氣監(jiān)控項目。而中小型電站通常是在機爐控制室設(shè)置單獨的電氣操作員站及電氣監(jiān)控系統(tǒng)，甚至有些電廠還采用老式的模擬屏對電氣廠用主接線進行監(jiān)控，這導(dǎo)致了機爐電系統(tǒng)維護的不方便，需要多種設(shè)備的備件，也影響了電站自動化程度。針對這種情況，現(xiàn)在的中小型電站也在向大機組靠攏，把電氣系統(tǒng)納入dcs系統(tǒng)中來，這樣就減少了維護備件過多，運行協(xié)調(diào)性也大大提高。在最近的江西理文化工動力車間一期工程中，業(yè)主就想采用傳統(tǒng)的模擬顯示屏，在于其協(xié)商后也把電氣系統(tǒng)納入了dcs系統(tǒng)中來，從最近的運行反應(yīng)來看運行良好。 （二）對于智能控制方面的應(yīng)用逐漸

7、增多 在火電廠的熱工控制理論中，已經(jīng)先后經(jīng)歷了經(jīng)典的控制理論，現(xiàn)代的控制理論，以及當(dāng)前比較盛行的智能控制理論，其中經(jīng)典的控制理論的形成時期主要是在上個世紀(jì)的四十到五十年代，這種理論的成果主要是根據(jù)函數(shù)傳遞以及在這個基礎(chǔ)上建立起來的軌跡圖的解析和設(shè)計方法以及頻率的特性，對于單方面的輸入和輸出的系統(tǒng)是非常有利的。但是在在對它進行描述的時候不能夠在系統(tǒng)內(nèi)部變量傳遞的函數(shù)方式下，在這個基礎(chǔ)上也忽略了初始條件的影響。所以說，在函數(shù)進行傳遞的描述范圍內(nèi)不包括系統(tǒng)中的所有信息。 對于智能的控制理論來說，它的形成時期主要是在上個世紀(jì)的九十年代，是在經(jīng)典以及現(xiàn)代的控制理論之上逐漸發(fā)展起來的，這種智能型的控制理論

8、，不僅可以控制大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)，還可以逐漸發(fā)展成為一種運用當(dāng)下發(fā)展比較迅速的計算機技術(shù)來進行控制。運用計算機技術(shù)就是控制技術(shù)工具發(fā)生了變革，保證了智能控制系統(tǒng)的正常運行，智能控制可以順利實現(xiàn)，它作為一種新的控制方法，基本上解決了無精確的數(shù)學(xué)模型對象以及變結(jié)構(gòu)、大時滯和非線性等一些控制問題。 （三）dcs系統(tǒng)逐漸被fcs取代 雖然dcs系統(tǒng)是目前電力行業(yè)對線運行機組的最主要的控制系統(tǒng)，但其檢測和執(zhí)行等現(xiàn)場儀表信號仍然采用的事模擬量信號，不能為工作人員對現(xiàn)場設(shè)備的檢測、維護以及管理提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，極大的限制了對火電廠熱工過程的控制視野。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，為電站自動化控制提供了一個新的

9、模式，現(xiàn)場總線是指通信網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)化，即將安裝在現(xiàn)場的智能變送器和智能執(zhí)行機構(gòu)，掛在現(xiàn)場總線上，可與任何一個dcs相連，實現(xiàn)現(xiàn)場信息的數(shù)字化傳送。一根現(xiàn)場總線可以掛多臺智能變送器，同時傳送工藝變量，控制信息和診斷信息，能在控制室的dcs工程師站上進行現(xiàn)場智能變送器的校驗、調(diào)速和診斷。雖然現(xiàn)階段現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一，現(xiàn)場智能儀表造價也很高，但在現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)化和智能變送器、執(zhí)行機構(gòu)發(fā)展、完善的基礎(chǔ)上，與現(xiàn)有dcs技術(shù)（計算機數(shù)字通信、控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）相結(jié)合，通過現(xiàn)場總線為紐帶，組成一代新的控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fieldbus control system，fcs），將是控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。 四、結(jié)語 在目前的火電廠控制系統(tǒng)中，自動化的發(fā)展是很快的，所以說，作為火電廠的熱工自動化技術(shù)人員應(yīng)該通過不斷學(xué)習(xí)來提升自己的專業(yè)水平，對國內(nèi)外的自動化發(fā)展?fàn)顩r要時刻關(guān)注，為提高企業(yè)自身乃至我國的火電廠的熱工自動化水平貢獻出自己的一份力量。 參考文獻： 1鄔菲，龔雪麗.火電廠熱工自動化的發(fā)展、現(xiàn)狀與展望j.可編程控制器與工廠自動化，2008