王丹丹　吳金楊　袁楠　侯芳

摘 要：隨著社會的發(fā)展，國家對電力事業(yè)的支持力度越來越大，電力事業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，機(jī)組裝機(jī)量逐步增大，火電廠的熱工自動化水平正在不斷提高。為了更好的保障火電機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，本文以電廠熱工自動化為切入點，介紹了電廠熱工自動化的相關(guān)概念與基本內(nèi)容，分析了電廠熱工自動化的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了電廠熱工自動化系統(tǒng)未來的發(fā)展動向及前景，以期對相關(guān)工作者能有所助益。

關(guān)鍵詞：電廠；熱工自動化；現(xiàn)狀；未來發(fā)展；前景

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.152

1 電廠熱工自動化的概念及基本內(nèi)容

電廠熱工領(lǐng)域是我國應(yīng)用自動化技術(shù)比較早的領(lǐng)域之一，如我國早期比較典型的自動化研究成果有電廠鍋爐給水調(diào)節(jié)裝置以及蒸汽機(jī)離心擺調(diào)速裝置，隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，各企業(yè)所需的電能量越來越大。這就給各電廠的產(chǎn)能提出了更高要求，無論是小容量，小機(jī)組的小型電廠，還是大容量，大機(jī)組的大型電廠，都迫切需要相應(yīng)的熱工自動化改造，通過必要的自動化改造，可切實提高我國各電廠發(fā)電機(jī)組的自動化水平，進(jìn)而實現(xiàn)電廠的高產(chǎn)、高效。

主機(jī)自動化，輔助設(shè)備自動化以及公用系統(tǒng)自動化是電廠熱工自動化主要包括的內(nèi)容。具體可把自動化的基本內(nèi)容分為5個：

（1）自動檢測（測量與顯示）；

（2）自動調(diào)節(jié)（模擬量控制）；

（3）順序量控制（開關(guān)量控制）；

（4）自動保護(hù)；

（5）綜合自動化技術(shù)。

2 電廠熱工自動化的現(xiàn)狀

2.1 電廠熱工自動化在我國的發(fā)展歷程

我國的自主研發(fā)與創(chuàng)新熱工技術(shù)起始于1950年，由于當(dāng)時的技術(shù)比較落后，加之資金匱乏，各電廠使用的都是小容量的火電單機(jī)，發(fā)電機(jī)組的操作也主要由人工完成，只是用一些相對比較簡單的儀表來輔助生產(chǎn)控制，整個生產(chǎn)過程自動化水平特別低。至到1970年后，我國的國產(chǎn)機(jī)上才開始大量應(yīng)用各種儀表，操作人員監(jiān)視與控制整個機(jī)組才可借助按鈕與儀表完成。

2.2 火電廠的DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)的最初研制與使用起始于國外，大約在1970年左右，中國的火電廠引進(jìn)與應(yīng)用這套系統(tǒng)起始于80年代，火電廠廣泛應(yīng)用DCS系統(tǒng)后，使火電廠的自動化水平得到了大幅提升。首先，電廠監(jiān)視與控制發(fā)電機(jī)組可借助DCS系統(tǒng)進(jìn)行，在試運(yùn)行機(jī)組分部時，使用DCS系統(tǒng)后可大幅縮短發(fā)電機(jī)組的安裝調(diào)試時間，并且DCS系統(tǒng)的使用，對啟動調(diào)試整機(jī)也十分有利，可使發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行得到更好的保障，其次，由于DCS系統(tǒng)操作方式的獨(dú)特CRT/鍵盤，經(jīng)過相關(guān)操作人員長時間的熟悉，可大大降低對常規(guī)儀表以及控制設(shè)備的依賴性，此外對于一些輔助生產(chǎn)的輸煤與除灰等操作，可借助相應(yīng)的微機(jī)型可編程控制器，來完成順序控制。當(dāng)前對于DCS系統(tǒng)的開發(fā)與研究，我國的很多科研機(jī)構(gòu)都在攻堅克難，這樣可大大提高我國的DCS系統(tǒng)水平，從國外進(jìn)口DCS系統(tǒng)的局面也會逐步擺脫，這樣可有效降低電廠DCS系統(tǒng)的造價。

當(dāng)前，在各大電廠改造發(fā)電機(jī)組時，DCS系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用也越來越廣泛，國外的DCS系統(tǒng)與我國的DCS系統(tǒng)相比其優(yōu)越性比較明顯，主要表現(xiàn)在DCS系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行與維護(hù)工作上，但相應(yīng)的國外DCS系統(tǒng)具有很高的成本造價，而國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)與國外的相比，其成本造價相對較低，但國產(chǎn)的DCS系統(tǒng)自動化水平不如國外高，并且機(jī)組在實際運(yùn)行過程中，需要有很多運(yùn)行人員進(jìn)行相關(guān)維護(hù)，各工作人員都需要承擔(dān)較大的工作量。

3 電力行業(yè)熱工自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展動向及前景

隨著社會的發(fā)展，人們的環(huán)保意識也越來越強(qiáng)，同時國家也不斷重視各工業(yè)企業(yè)實際發(fā)展進(jìn)程中對環(huán)境的影響。環(huán)保、節(jié)能、減排必將成為各電廠發(fā)展的主旋律，各項改造也會不斷增多，當(dāng)前在電子計算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益成熟的推動下，一體化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化將成為未來各電廠改造的主要方向，這樣也必將簡化了機(jī)組的運(yùn)行、操作、以及故障的排除。

火電廠未來熱工自動化的一個重要研究方向就是把模擬量控制系統(tǒng)的實際調(diào)節(jié)范圍與各項品質(zhì)指標(biāo)逐步提高。雖然現(xiàn)在已經(jīng)研究出了很多先進(jìn)技術(shù)，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、狀態(tài)預(yù)測等，但他們還不完善，在電廠中實際應(yīng)用的也不是很多，隨著未來我國電力行業(yè)各項競爭的不斷激烈，我們必須重視這些技術(shù)的應(yīng)用研究，讓它們真正服務(wù)于我國的電力建設(shè)。

單機(jī)方式運(yùn)行是當(dāng)前我國AGC機(jī)組主要的運(yùn)行方式，基于電網(wǎng)負(fù)荷存在變化頻率，變荷狀態(tài)成為了AGC機(jī)組的常出狀態(tài)，這就要求對鍋爐的實際蒸汽壓力與溫度要不斷進(jìn)行改變，增加了各設(shè)備的操作量，這樣操作必然會嚴(yán)重影響到機(jī)組的使用壽命。隨著電力市場競爭的日益激勵，當(dāng)前各電廠都在努力降低自身發(fā)電成本，并且在最大限度的延長機(jī)組使用壽命，為此，我們可在電廠中配備分配全廠負(fù)荷的系統(tǒng)，通過電網(wǎng)調(diào)度部門全廠負(fù)荷指令的下發(fā)，借助全廠的負(fù)荷分配系統(tǒng)，綜合分析各機(jī)組的實際煤耗特性，科學(xué)，合理的安排各機(jī)組的運(yùn)行，最大限度的降低全廠的發(fā)電煤耗成本，進(jìn)而促進(jìn)電廠發(fā)電成本的降低。相信隨著電廠科技的發(fā)展，全廠負(fù)荷分配方式將會逐步取代單機(jī)AGC方式。

4 結(jié)束語

總之，電廠熱工自動化技術(shù)屬于一種新興技術(shù)，其具有一定復(fù)雜性，要想在電廠中更好的應(yīng)用這項技術(shù)，國家必須重視該技術(shù)的研發(fā)，加大相關(guān)領(lǐng)域的資金投入，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。這樣熱工自動化技術(shù)的發(fā)展才會越來越好，熱工自動化技術(shù)才能為電廠實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益以及生態(tài)效益保駕護(hù)航，才能促進(jìn)我國電力事業(yè)的長期、健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓璞，王建國.自動化專業(yè)概論[M].北京：科技出版社，2007.

[2]霍耀光，侯子良，李麟章等.中國火電廠熱工自動化技術(shù)改造建議[J].電力系統(tǒng)自動化，2004（02）.

[3]李子連，王漢生.火電廠熱工自動化的發(fā)展、現(xiàn)狀及前景[J].中國電力，1996（12）.

[4]侯樹文，陳燕，李方方.火電廠熱工自動化的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].山酉建筑，2007（03）.

[5]楊美一.電廠熱工自動化系統(tǒng)的發(fā)展[J].工業(yè)設(shè)計，2012（01）.

作者簡介：王丹丹（1981-），女，蒙古族，內(nèi)蒙古赤峰人，學(xué)士學(xué)位，研究方向為電廠熱工自動化技術(shù)發(fā)展方向。