陳風(fēng)霖

摘要：在我國(guó)的電力系統(tǒng)中，火力發(fā)電廠屬于非常重要的組成部分，目前社會(huì)對(duì)電能的需求量越來(lái)越高，對(duì)火力發(fā)電技術(shù)起到了推動(dòng)作用。為了提升發(fā)電效益和安全性，火電廠對(duì)熱工自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了積極的引進(jìn)，從而能夠?qū)?jié)能輸變電過(guò)程進(jìn)行不斷完善，使發(fā)電廠的供電質(zhì)量得以提升。文章對(duì)火力發(fā)電廠中的熱工自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；熱工自動(dòng)化技術(shù)；電力系統(tǒng)；電能需求；發(fā)電技術(shù)；節(jié)能輸變電 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文章編號(hào)：1009-2374（2016）06-0021-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.011

在火力發(fā)電廠中，熱工自動(dòng)化技術(shù)具有十分重要的作用，其能夠?qū)⒁惑w化和智能化的服務(wù)提供出來(lái)，從而確保電廠實(shí)現(xiàn)安全正常運(yùn)行。通過(guò)熱工自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)動(dòng)廠的自動(dòng)化控制是完全可行的，這對(duì)火力發(fā)電廠的可持續(xù)化發(fā)展有著積極的作用。熱工自動(dòng)化技術(shù)除了能夠使火力發(fā)電廠的運(yùn)行水平得以提升之外，同時(shí)也可以使電能的供應(yīng)的質(zhì)量得到有效的強(qiáng)化，最終能夠全面增強(qiáng)火力發(fā)電的安全性。我國(guó)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中對(duì)于電力的需求量越來(lái)越大，熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)概述

所謂的火電廠熱工自動(dòng)化主要是指通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)等自動(dòng)控制裝置和自動(dòng)化儀表的應(yīng)用在無(wú)人參與的情況下，對(duì)火力發(fā)電廠熱力過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)控制、信息處理和參數(shù)測(cè)量?；鹆Πl(fā)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)屬于改善勞動(dòng)條件、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、強(qiáng)化機(jī)組性能以及保障設(shè)備安全的一種非常重要的技術(shù)措施，其主要內(nèi)容包括以下四個(gè)方面：（1）自動(dòng)保護(hù)：在相關(guān)設(shè)備沒(méi)有滿(mǎn)足運(yùn)行條件或者出現(xiàn)超過(guò)限定值的熱工參數(shù)時(shí)，將相應(yīng)裝置投入進(jìn)去，從而將異常的生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備暫停或終止，防止出現(xiàn)由于事故而引發(fā)設(shè)備損壞的問(wèn)題；（2）自動(dòng)報(bào)警：通過(guò)自動(dòng)化檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)熱工參數(shù)偏離了正常值，就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，運(yùn)行人員可以通過(guò)聲響和燈光來(lái)獲得情報(bào)，并對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)處理；（3）自動(dòng)控制：所謂自動(dòng)控制，就是通過(guò)對(duì)自動(dòng)控制裝置的應(yīng)用，從而自動(dòng)地運(yùn)行和調(diào)節(jié)火電廠機(jī)組中的生產(chǎn)設(shè)備和過(guò)程，使機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性得到充分的保證，其主要包括遠(yuǎn)方控制、順序控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)；（4）自動(dòng)檢測(cè)：通過(guò)自動(dòng)化儀表能夠?qū)崃^(guò)程中的熱工參數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，具體參數(shù)包括壓力、流量、液位、成分和溫度等。要判斷火電廠的機(jī)組是否正常運(yùn)行，并對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)就必須以自動(dòng)監(jiān)測(cè)的熱工參數(shù)作為依據(jù)，以此為基礎(chǔ)由自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，并開(kāi)展自動(dòng)報(bào)警事故分析和經(jīng)濟(jì)核算等

工作。

2 熱工自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的具體應(yīng)用

在火力發(fā)電廠中應(yīng)用熱工自動(dòng)化技術(shù)具有非常強(qiáng)的實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，其能夠使火力發(fā)電廠的基本需求得到充分的滿(mǎn)足，除了能夠極大地提升火力發(fā)電廠的運(yùn)行水平之外，也能夠進(jìn)一步減少火力發(fā)電廠運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗，推動(dòng)火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

2.1 在火力發(fā)電廠中對(duì)熱工測(cè)量的具體應(yīng)用

熱工測(cè)量作為熱工技術(shù)中的關(guān)鍵，在火力發(fā)電廠中發(fā)揮著重要的作用，流量測(cè)量、壓力測(cè)量等多項(xiàng)測(cè)量工作都需要使用熱工測(cè)量技術(shù)。熱工測(cè)量技術(shù)在火力發(fā)電廠中主要有以下方面的具體應(yīng)用：（1）流量測(cè)量：在熱工測(cè)量工作中嚴(yán)格地遵守差壓原理，然后通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流件或者儀表的應(yīng)用防止有誤差的情況出現(xiàn)在流量測(cè)量工作中，最終能夠使熱工測(cè)量的精準(zhǔn)度得到進(jìn)一步的提升，而且有利于排除潛在的流量隱患，提高運(yùn)行安全性；（2）壓力測(cè)量：熱工測(cè)量在壓力部分必須遵循應(yīng)變?cè)恚⑶彝ㄟ^(guò)對(duì)傳感器等儀器的應(yīng)用，從而對(duì)壓力測(cè)量工作中熱工檢測(cè)的應(yīng)用進(jìn)行合理的分配；（3）溫度測(cè)量：在溫度測(cè)量中熱工自動(dòng)化技術(shù)的主要對(duì)象就是傳感器，要開(kāi)展熱工測(cè)量工作就必須以熱工測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)踐為基礎(chǔ)，切實(shí)提高溫度測(cè)量的可靠性；（4）液位測(cè)量：在火力發(fā)電廠的液位變化測(cè)量和計(jì)算工作中可以應(yīng)用傳感器。

2.2 自動(dòng)控制在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用

在火力發(fā)電廠調(diào)節(jié)系統(tǒng)的管控中廣泛地應(yīng)用到了自動(dòng)化控制技術(shù)，比如對(duì)燃燒的自動(dòng)化控制、對(duì)溫度的自動(dòng)化控制等，這樣就使得火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制的特點(diǎn)。比如某火力發(fā)電廠就在三個(gè)系統(tǒng)模塊中應(yīng)用了自動(dòng)化控制技術(shù)，從而將熱工自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分地發(fā)揮了出來(lái)：（1）汽包水位系統(tǒng)：自動(dòng)化控制能夠以該火電廠的電量負(fù)荷狀態(tài)為根據(jù)對(duì)單充和三沖量進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)節(jié)；（2）燃燒系統(tǒng)：其最為主要的目的就是對(duì)火電廠運(yùn)行中的送風(fēng)量和爐膛內(nèi)的壓力進(jìn)行重點(diǎn)控制，完全地以熱工自動(dòng)技術(shù)的要求、按照自動(dòng)化控制的方式實(shí)施減少負(fù)荷或者增加電量的操作；（3）主汽壓力系統(tǒng)：在水溫調(diào)節(jié)方面應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)能夠很好地調(diào)節(jié)主汽溫度，該火電廠將模糊控制方法引入到主汽壓力自動(dòng)控制方面，因此使得主汽的調(diào)節(jié)能力得以極大提升。

2.3 DCS技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用

在熱工自動(dòng)化技術(shù)中DCS屬于一項(xiàng)代表技術(shù)，而且很多火電廠都積累了大量的應(yīng)用DCS技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)。DCS控制的主控條件就是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上控制發(fā)電機(jī)組，最后形成一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。在整個(gè)DCS系統(tǒng)中存在著非常多的處理器，因此其具備非常完善的控制功能，可以將系統(tǒng)缺陷的影響消除掉，即使其中有個(gè)別處理器出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用和

運(yùn)行。

3 火電廠應(yīng)用熱工自動(dòng)化技術(shù)的新進(jìn)展

3.1 DCS技術(shù)正在納入電氣控制

自從DCS技術(shù)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用到火電廠中之后，火電廠控制汽輪機(jī)和鍋爐的水平得到了極大的強(qiáng)化。然而火電廠用電系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)變壓器組作為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，仍然采用了傳統(tǒng)的控制方式，這樣就使得火電廠的自動(dòng)化水平受到了嚴(yán)重影響。目前主廠房的廠用電系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是DCS技術(shù)納入電氣控制的主要范圍，而且正在逐漸納入不停電電源系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、保安電源系統(tǒng)等各個(gè)系統(tǒng)，因此DCS技術(shù)在火電廠中正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

3.2 DCS技術(shù)將會(huì)被FCS逐漸取代

DCS技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用使得整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)輕易受到某個(gè)局部故障的影響，再加上目前各個(gè)軟硬件技術(shù)變得越來(lái)越成熟，因此使得火力發(fā)電廠中各個(gè)系統(tǒng)具有越來(lái)越高的可靠性，所以其很快就變成了自動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。但是DCS技術(shù)都存在著明顯問(wèn)題，其并不能夠使在現(xiàn)場(chǎng)儀表方面上位機(jī)系統(tǒng)的信息要求得到充分的滿(mǎn)足，并且使控制過(guò)程視野受到了限制，嚴(yán)重阻礙了上位系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。在這種情況下，就需要上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)儀表之間進(jìn)行數(shù)字通信，也就是要將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的上位機(jī)系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)儀表相互連接的數(shù)字通信線(xiàn)路建立起來(lái)，而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)就是這條通信線(xiàn)路，于是FCS技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。

3.3 分級(jí)遞階智能控制

通過(guò)模擬人腦的分層結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)分級(jí)遞階智能控制，主要包括組織級(jí)、協(xié)調(diào)級(jí)和執(zhí)行級(jí)，分級(jí)低階智能控制中又包括專(zhuān)家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制等各種智能控制。

4 結(jié)語(yǔ)

火力發(fā)電廠對(duì)熱工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用予以了高度重視，積極地發(fā)展和創(chuàng)新熱工自動(dòng)化技術(shù)能夠使火力發(fā)電廠的運(yùn)行狀態(tài)得到有效改善，并且確保實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全的火力發(fā)電。在現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)和信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，熱工自動(dòng)化技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了較快的發(fā)展和創(chuàng)新，并且使得火力發(fā)電廠具有越來(lái)越穩(wěn)定、高效的運(yùn)行狀態(tài)，最終促進(jìn)了火力發(fā)電廠的健康持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：周 瓊）