莫龔坤 李欣梅 陳友良

火電廠熱能自動化控制技術(shù)的可靠性及發(fā)展前景研究

莫龔坤 李欣梅 陳友良

（廣西桂能科技發(fā)展有限公司 廣西南寧 530000）

火電廠是我國重要的供電企業(yè)，在電能供給體系中發(fā)揮著重要的作用，其重要性主要表現(xiàn)在火電廠熱能自動化控制具備一定的可靠性，可以保持機械設(shè)備的安全平穩(wěn)運行?；痣姀S熱能自動化技術(shù)可以體現(xiàn)火電廠技術(shù)的發(fā)展，并且可以有效提高供電的水準(zhǔn)和供電質(zhì)量。本文主要分析了火電廠熱能自動化控制系統(tǒng)的基本概念和發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合具體的情況提出了提升自動控制可靠性的措施。

火電廠；熱能自動化控制技術(shù)；可靠性；發(fā)展前景

隨著科技的發(fā)展，熱能自動化技術(shù)取得了不小的成就，并且有利于促進生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)機組的容量也逐漸增大，出現(xiàn)了高參數(shù)的單元機組，電力工業(yè)正處于發(fā)展的上升時期，為了進一步滿足生產(chǎn)的需要，熱能自動化裝置的控制系統(tǒng)需要進行進一步的改進，提高自動化水平。

1 火電廠熱能自動控制系統(tǒng)的基本概念

在火電廠熱能自動控制系統(tǒng)中，包含了很多大型機械設(shè)備的安全運行問題，它是對火電廠進行管理工作的重要組成部分。熱能自動控制系統(tǒng)包含了很多方面：鍋爐的燃燒量、過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、汽包水位等，除此之外，它還和引、送風(fēng)控制等系統(tǒng)存在著一定的聯(lián)系。從中可以看出，熱能控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，維持熱能控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行是一項復(fù)雜的工作。因此，首先需要對設(shè)備進行定期檢修，使硬件設(shè)備可以正常運轉(zhuǎn)，針對各個部門、各個零件容易發(fā)生故障的情況進行檢測；同時，檢修人員要有專業(yè)的技術(shù)水平，了解設(shè)備的工作原理，實現(xiàn)對故障的快速檢修。另外，要對設(shè)備的運行環(huán)境和運行方式進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障，并保證可以在第一時間對故障進行處理，保證熱能自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

2 我國火電廠熱能控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 儀表和控制裝置

80年代初，我國引進了300W、600W機組的制造技術(shù)，同時采用先進的技和國外研究機構(gòu)研制了的儀表和控制裝置，因此改變了過去儀表和控制裝備品種不全、可靠性差的問題，基本可以滿足火力發(fā)電廠的的要求。目前我國儀表制造部緊跟世界發(fā)展的趨勢，積極吸收國外先進的生產(chǎn)技術(shù)，主張打造自己的產(chǎn)品，提高我國儀表產(chǎn)品的質(zhì)量、性能等，有利于提高電廠自動化控制技術(shù)和水平。

2.2 分散控制技術(shù)

我國火力發(fā)電廠的自動化控制系統(tǒng)中采用分散控制技術(shù)，通過分散控制技術(shù)出改造出很多類型的分散控制系統(tǒng)，比如T-ME、MOD-300等，但是分散控制系統(tǒng)在電廠中的品種過于繁多，影響了電廠自動化控制的水平，為檢修帶來了困擾，因此為了防止火力發(fā)電廠中的分散控制系統(tǒng)品種過多，我國精選了八種分散控制系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠的首選，與利于減少眾多的干擾因素，促進自動控制水平的提高。

2.3 鍋爐爐膛安全保護系統(tǒng)

過去鍋爐爐膛職能通過反光鏡來對爐膛的燃燒情況進行監(jiān)控，但是在監(jiān)控室內(nèi)無法監(jiān)視爐膛的火焰狀況，導(dǎo)致爆炸事件的發(fā)生。目前爐膛保護技術(shù)有了新的發(fā)展，在鍋爐爐膛內(nèi)安裝爐膛保護裝置，可以對火焰進行檢測、對燃燒物進行吹掃、對爐膛內(nèi)的壓力進行保護，增強鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和安全性。

2.4 計算機技術(shù)的應(yīng)用

我國火力發(fā)電廠主要在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用計算機技術(shù)，它既具有數(shù)據(jù)采集的功能，也具有控制的功能，在提高火力發(fā)電廠自動化水平中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。因此大量減少了常規(guī)儀表和手動操作設(shè)備的使用，有利于提高火力發(fā)電廠的管理水平，增強了自動化技術(shù)的可靠性。

3 火力發(fā)電廠自動控制技術(shù)提升可靠性的措施

3.1 軟件優(yōu)化

目前我國火電行業(yè)發(fā)展速度較快，企業(yè)之間的競爭加劇，因此要想提高自動控制技術(shù)的可靠性，就必須保證整體運營的安全性和經(jīng)濟性。在火力發(fā)電廠的經(jīng)營過程中，控制系統(tǒng)會涵蓋大量的軟件，因此在管理中較為復(fù)雜，所以要不斷優(yōu)化軟件，才能為提高火力發(fā)電廠自動控制技術(shù)的可靠性準(zhǔn)備良好的條件。比如可以將火力發(fā)電廠的信息管理系統(tǒng)和通信接口相連接，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的整體管理，并關(guān)注軟件在日常運行中的具體情況，保證軟件的平穩(wěn)運行。

3.2 使用APS技術(shù)

APS技術(shù)表示主動階段開關(guān)。APS可以實現(xiàn)對CPU供電相數(shù)的自動調(diào)節(jié)，它基本上可以在無人干預(yù)的情況，自主完成機組的運行。由于APS是程序化的技術(shù)，因此可以減少人力成本的消耗，并減少人為的干擾，有利于保證機組的平穩(wěn)運行。

3.3 智能化控制

智能化控制是當(dāng)前自動控制系統(tǒng)中最重要的發(fā)展態(tài)勢，在未來的研究中也最為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠單元機組主要采用分散控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，雖然可以增強對單元機組的監(jiān)控，實現(xiàn)較好的監(jiān)控效果，但是它的智能化程度較低。隨著計算機技術(shù)的普及，微型控制器、智能儀表等設(shè)備的出現(xiàn)，有利于促進職能控制系統(tǒng)的發(fā)展，并減少了人力成本的消耗，有利于提高火力發(fā)電廠系統(tǒng)運行的效率，促進經(jīng)濟效益的提高，可以有效避免一些由于人為干擾而引發(fā)的故障，增加自動化控制技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性。

4 我國火力發(fā)電廠熱能自動控制技術(shù)的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代控制理論的進一步應(yīng)用，計算機技術(shù)在火力發(fā)電廠熱能控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且提供了可靠的技術(shù)支持。針對近年來技術(shù)的發(fā)展情勢，在計算機技術(shù)、通訊技術(shù)等技術(shù)的綜合運用下，未來將會產(chǎn)生更多可靠性強、功能完善的新型熱能測量和控制儀表，火電廠熱能自動化專業(yè)將會得到進一步的發(fā)展，有利于縮小我國和掌握世界先進火力發(fā)電技術(shù)的國家的差距。而且火電廠熱能自動化技術(shù)的進步，也會推動設(shè)備制造、系統(tǒng)調(diào)試和維護等多方面的進步，促進行業(yè)的整體進步和相鄰行業(yè)的進步。

4.1 實現(xiàn)單元爐、機、電控制的一體化

分散控制系統(tǒng)涵蓋了整個機組的所有參數(shù)信息和設(shè)備運行狀態(tài)的信息，有利于保證信息管理系統(tǒng)的快速采集，促進電網(wǎng)的統(tǒng)一管理，保證電網(wǎng)在工作時可以處于最佳的運行狀態(tài)，同時也有利于發(fā)揮分散控制系統(tǒng)的控制功能，減小控制室的規(guī)模，并較少控制人員的數(shù)量，有利于減少成本的投入，促進機組監(jiān)控效率的提高。在火電廠自動控制系統(tǒng)中可以采DCS和PLC控制技術(shù)的相互配合的方式，逐漸縮小甚至取消BTG盤，工作人員在進行檢修時，要按照機組的控制功能進行分類，注意人員的配合。

4.2 實現(xiàn)機組的整組啟動

實現(xiàn)機組的整組啟動，可以反應(yīng)機組工作時的自動化水平，通過整組啟動可以說明分散控制系統(tǒng)、爐膛安全保護系統(tǒng)、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)等系統(tǒng)之間具有良好的配合能力，也反應(yīng)了主機設(shè)備和輔機設(shè)備之間具有良好的可控性，并可以保證信號檢測、執(zhí)行機構(gòu)指導(dǎo)工作的可靠性。

4.3 信息管理系統(tǒng)

機組的機、爐、電的統(tǒng)一管理有利于實現(xiàn)發(fā)電廠信息管理系統(tǒng)的有效管理。全廠MIS系統(tǒng)可以對火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)進行收集和整理，并對全廠的每個機組進行負(fù)荷的合理分配，對用電進行科學(xué)調(diào)度，可以有效提高每個單元的機組的運行效率。而電網(wǎng)管理則主要可以利用遠(yuǎn)動通訊接口，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、通信的工作。

4.4 新的控制和保護策略

隨著計算機技術(shù)的發(fā)貨在哪，現(xiàn)代控制方法也減少了對被控模型的依賴，應(yīng)該由控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)參數(shù)，采用控制器和黑箱控制器等技術(shù)，減少復(fù)雜場合對被控模型的依賴，通?？梢垣@得良好的控制效果。

通過計算機控制技術(shù)，可以及時檢測系統(tǒng)的故障，并可以排查設(shè)備的隱患，設(shè)置主動保護措施等來保護系統(tǒng)，使系統(tǒng)可以正常運行，增加了系統(tǒng)防護的可靠性和安全性?，F(xiàn)代控制和保護策略借助計算機技術(shù)的支持，將有利于提高火力發(fā)電站控制系統(tǒng)的水平，并進一步促進人工智能技術(shù)、免干預(yù)等技術(shù)的發(fā)展。

4.5 現(xiàn)場總線和智能儀表

現(xiàn)場總線是一種串行通訊系統(tǒng)，可以連接現(xiàn)場儀表和控制系統(tǒng)，具有數(shù)字化、智能化的特點?，F(xiàn)場總線不僅可以實信號的采集和控制的輸出，還可以利用設(shè)置現(xiàn)場的儀表和裝置實現(xiàn)對系統(tǒng)的而控制、智能診斷等功能，并且可以減少控制電纜的使用，實現(xiàn)多個現(xiàn)場之間的交互?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)有多重運用的模式，其中最主要的是用于現(xiàn)場總線的系列模塊，即由控制器、傳感器、執(zhí)行部門、監(jiān)控站組成的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。因此，在未來的發(fā)展中，應(yīng)該首先保證現(xiàn)場總線的儀表監(jiān)視和通訊相應(yīng)的可靠性，再對局部的分工和合作進行處理，以促進系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

5 結(jié)語

我國火力發(fā)電廠熱能控制系統(tǒng)仍然處在發(fā)展階段，在未來的發(fā)展中還需要不斷實現(xiàn)單元爐、機、電控制的一體化；實現(xiàn)機組的整組啟動；強化信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用；并新的控制和保護策略，以保證火電廠熱能自動化控制技術(shù)的可靠性。

[1]白愛平.火力發(fā)電廠自動化控制技術(shù)的運用及其改進[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，13：262～263.

[2]余 宏.火電廠熱工儀表自動化技術(shù)應(yīng)用探討[J].通訊世界，2014，09：110～111.

[3]李成志.火電廠熱工自動控制可靠性的探討[J].科技風(fēng)，2013，16：176～177.

TM621

A

1004-7344（2016）27-0104-02

2016-8-24

莫龔坤（1989-）男，助理工程師，大專，主要承擔(dān)大、中型火電廠機組的熱工相關(guān)試驗和輔機各項實驗課題，承擔(dān)新建電廠投產(chǎn)前的啟動調(diào)整和試運行、熱工自動化調(diào)整、熱工邏輯審查，遠(yuǎn)程順序控制工作。