戴進(jìn)

【摘 要】電廠熱工自動(dòng)化已成為火電廠未來(lái)基本的發(fā)展趨勢(shì)。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)不斷進(jìn)步，自動(dòng)化與我國(guó)電力發(fā)展之間的聯(lián)系日益緊密，并已成為我國(guó)火電廠生產(chǎn)能力的主要推動(dòng)力量。本文將從電廠熱工自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，討論未來(lái)電廠熱工自動(dòng)化的基本發(fā)展趨勢(shì)，旨在為未來(lái)電廠熱工自動(dòng)化發(fā)展提供發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】電廠熱工自動(dòng)化；發(fā)展現(xiàn)狀；探討

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力事業(yè)的進(jìn)步，電廠熱工自動(dòng)化水平不斷提高，電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的作用越來(lái)越重要。目前，我國(guó)已經(jīng)加快了技術(shù)革新，電廠熱工自動(dòng)化已經(jīng)取得了很大的發(fā)展。同時(shí)，作為一項(xiàng)現(xiàn)代科技，電廠熱工自動(dòng)化有著廣闊的發(fā)展前景。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，還需要我們不斷加強(qiáng)改革和創(chuàng)新，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念和思路，借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，努力開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)電廠真正需要的熱工自動(dòng)化技術(shù)。

1 我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化事業(yè)從20世紀(jì)中葉起步，在隨后的幾十年發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了電廠熱工由人工操作到現(xiàn)智能化、自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變，可以說(shuō)我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化已經(jīng)取得了顯著成就。但目前，我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化水平和西方發(fā)達(dá)國(guó)家比依然有很大的差距。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的電廠熱工機(jī)組主要采用DCS控制系統(tǒng)，由系統(tǒng)進(jìn)行操作，熱工自動(dòng)化基本成型。國(guó)內(nèi)DCS系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)較低，但后期系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)成本都較高，嚴(yán)重制約了該系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣。同時(shí)，國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)在程序運(yùn)行、程序編制存在一定缺陷，設(shè)備之間的匹配、系統(tǒng)之間的搭建都不夠合理，國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)的弊端十分明顯。

國(guó)內(nèi)電廠機(jī)組雖然都采用DCS控制系統(tǒng)，但由于國(guó)內(nèi)外DCS系統(tǒng)存在的差距，導(dǎo)致我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化出現(xiàn)以下兩種情況。一是由于國(guó)外的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)十分成熟，并且各種儀表與機(jī)組的穩(wěn)定性能好、參數(shù)設(shè)置符合我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化需求、設(shè)備運(yùn)行起來(lái)十分完善，導(dǎo)致我國(guó)電廠機(jī)組、DCS系統(tǒng)及相關(guān)編制軟件都從國(guó)外進(jìn)口。二是國(guó)產(chǎn)機(jī)組、進(jìn)口儀表設(shè)備、DCS系統(tǒng)與國(guó)內(nèi)DCS運(yùn)行程序的組合。雖然我國(guó)自主研制的DCS系統(tǒng)中存在一些問(wèn)題，但由于價(jià)格低廉，但依舊有部分電廠采用國(guó)內(nèi)自主編制的DCS運(yùn)行程序，用來(lái)降低整個(gè)生產(chǎn)成本。這些企業(yè)往往相關(guān)設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)依靠進(jìn)口，但運(yùn)行程序采用國(guó)產(chǎn)品牌。

電廠熱工自動(dòng)化是一項(xiàng)集智能生產(chǎn)、智能系統(tǒng)運(yùn)行為一體的現(xiàn)代系統(tǒng)科技。雖然我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)有諸多不足，但總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展前景更加廣闊。在未來(lái)，隨著科技的發(fā)展，我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)必然會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、編程、設(shè)計(jì)思想上的突破，實(shí)現(xiàn)自身跨越式發(fā)展。

2 我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 全廠輔控系統(tǒng)走向集中監(jiān)控

通常情況下，一個(gè)火電廠的輔助車(chē)間在10個(gè)左右。在傳統(tǒng)生產(chǎn)中，國(guó)內(nèi)通常是利用PLC與上位機(jī)構(gòu)成系統(tǒng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，在各車(chē)間控制室內(nèi)進(jìn)行單獨(dú)控制，這一方法雖然保證了控制的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，但卻造成了人力資源浪費(fèi)，增加企業(yè)運(yùn)行成本。隨著DCS技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊能力不斷提高，各個(gè)輔助車(chē)間的控制系統(tǒng)已逐步走向集中，組合成一個(gè)輔控網(wǎng)（簡(jiǎn)稱BOP即Balance OfPlant的縮寫(xiě)），通過(guò)將相互獨(dú)立各個(gè)外圍輔助系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系、再利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)整個(gè)車(chē)間的整體運(yùn)行控制，該系統(tǒng)與企業(yè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)之后，也可實(shí)現(xiàn)在全廠IT系統(tǒng)上進(jìn)行監(jiān)控，降低監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控人員數(shù)量的需求。

我國(guó)一些企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了這方面的嘗試，例如，華能銅川電廠已經(jīng)開(kāi)始將輸煤、水處理、脫硫系統(tǒng)、除灰除渣作為一個(gè)整體網(wǎng)絡(luò)在控制室進(jìn)行集中控制。達(dá)到減員的目的。

2.2 新技術(shù)將得到進(jìn)一步應(yīng)用

2.2.1 無(wú)線測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

無(wú)線測(cè)量技術(shù)可以對(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行情況進(jìn)行有效的監(jiān)視與控制，該技術(shù)能夠獲取更多地關(guān)鍵工藝信息，為技術(shù)管理、信息收集提供真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；在整合DCS系統(tǒng)中，該技術(shù)可以節(jié)省大量安裝成本，在解決成本的同時(shí)進(jìn)一步提高企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平；在污水區(qū)域、煤計(jì)量和供油、酸堿的測(cè)量、供熱等方面，無(wú)線測(cè)量技術(shù)均可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.2.2 APS技術(shù)的應(yīng)用

APS技術(shù)通過(guò)改變機(jī)組運(yùn)行順序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠機(jī)組啟停的控制，在應(yīng)用APS技術(shù)之后，操作人員只需按一下啟動(dòng)鍵就能使機(jī)組按設(shè)計(jì)好的順序、狀態(tài)等基本設(shè)定運(yùn)行，有效降低生產(chǎn)過(guò)程中人力資源的投入。該技術(shù)由于生產(chǎn)工藝與技術(shù)水平中存在不足，導(dǎo)致APS技術(shù)不能在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)用于實(shí)際工作中，但APS技術(shù)的產(chǎn)生與應(yīng)用，為電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行打下了良好基礎(chǔ)。

2.3 電氣控制開(kāi)始納入DCS

火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中，電氣自動(dòng)化與熱工系統(tǒng)自動(dòng)化水平反映整個(gè)火電廠運(yùn)行管理水平。隨著DCS系統(tǒng)被火電廠采用后，火電廠各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)都大幅提升。但是大多數(shù)電廠中電氣自動(dòng)化仍然作為單獨(dú)的一部分獨(dú)立運(yùn)行，嚴(yán)重制約了火電廠自動(dòng)化的發(fā)展。目前，部分電廠正在嘗試將電氣控制納入DCS系統(tǒng)運(yùn)行范圍，用于控制發(fā)電機(jī)系統(tǒng)與工廠用電系統(tǒng)，它主要由高壓?jiǎn)?dòng)/備用變壓器、發(fā)電機(jī)變壓器線路組、低壓廠用工作變壓器、高壓廠用工作變壓器、低壓廠用工用變壓器等部分組成。今后，尤其在自動(dòng)準(zhǔn)同期、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、廠用電快速切換等方面都會(huì)考慮DCS的納入。

2.4 SIS系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展

SIS系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)其他基本系統(tǒng)運(yùn)行部門(mén)與電廠總管理信息系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、信息共享的媒介，該系統(tǒng)的功能包括采集、監(jiān)視工廠數(shù)據(jù)、分析廠級(jí)性能等。在國(guó)家明確調(diào)度方式并且相關(guān)應(yīng)用軟件技術(shù)已經(jīng)成熟的前提下，可以設(shè)置負(fù)荷調(diào)度實(shí)現(xiàn)功能的分配。自從國(guó)家電力公司電力規(guī)劃總院提出這一概念和規(guī)劃后，至今估計(jì)有200家多電廠建立了SIS系統(tǒng)，可謂發(fā)展相當(dāng)迅速。

但是自SIS系統(tǒng)投入使用以來(lái)，其所發(fā)揮的功能十分有限，只局限于收集數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存信息、打印報(bào)表等淺層次工作，SIS系統(tǒng)的真正功能得不到有效發(fā)揮。設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題還不是造成這些現(xiàn)象的主要原因，在生產(chǎn)過(guò)程中，多數(shù)生產(chǎn)廠家并沒(méi)有完全掌握該系統(tǒng)的后臺(tái)程序及運(yùn)算算法，導(dǎo)致該系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中頻發(fā)出現(xiàn)問(wèn)題；同時(shí)部分電廠存在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)與實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行能力相脫節(jié)的現(xiàn)象，因此現(xiàn)階段SIS代理商只能利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、按照SIS基本架構(gòu)邊進(jìn)行摸索。但總體來(lái)說(shuō)，SIS系統(tǒng)的建設(shè)符合技術(shù)發(fā)展的需要和中國(guó)電力市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，能為發(fā)電廠尤其是大型的現(xiàn)代化發(fā)電廠帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

熱工自動(dòng)化發(fā)展代表了未來(lái)火電廠的基本發(fā)展趨勢(shì)，其自動(dòng)化技術(shù)同樣成為我國(guó)發(fā)展勢(shì)頭最快、生命力最旺盛的生產(chǎn)力之一，同時(shí)國(guó)際上很多國(guó)家都在相關(guān)技術(shù)上投入大量資金，以此確保其可在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。對(duì)于我國(guó)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)人員而言，要不斷提升自己綜合素質(zhì)，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)知識(shí)的交流，克服火電廠專業(yè)之間的偏見(jiàn)，互相學(xué)習(xí)借鑒，以推動(dòng)我國(guó)火電廠自動(dòng)化的發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：薛俊歌]