王少君

摘 要：文章結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗，針對當前我國火電廠的熱工控制系統(tǒng)做了相關(guān)分析，其運行過程中存在的各種問題也做了相關(guān)探討，同時給出了一些解決方案。希望通過文章的分析研究，可以為業(yè)內(nèi)同行提供一些微薄的幫助，與此同時，也為我國的電力事業(yè)貢獻出自己的一份力量。

關(guān)鍵詞：火電廠；熱工自動控制系統(tǒng)；問題；優(yōu)化策略

中圖分類號：TM621.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）27-0117-02

Abstract： Based on the author's working experience for many years， this paper analyzes the thermal control system of thermal power plant in our country， discusses the problems existing in the process of its operation， and gives some solutions at the same time， in the hope that the analysis and research of this article can provide some help for the industry colleagues， as well as for the power industry in China.

Keywords： thermal power plant； thermal automatic control system； problem； optimization strategy

引言

通常來說，火電廠的熱工自動控制系統(tǒng)主要由檢測、執(zhí)行設備和控制系統(tǒng)三部分構(gòu)成。當然，我們知道，火電廠在生產(chǎn)過程中，其運行環(huán)境極為復雜，易燃、高溫、高壓等惡劣環(huán)境極為常見，所以現(xiàn)代火力控制系統(tǒng)除了上述的三部分構(gòu)成之外，還包括順序控制、自動監(jiān)測、報警和保護措施，主要目的就是為了確?；痣姀S的熱工自動控制系統(tǒng)在工作中的安全性。近年來，DCS控制系統(tǒng)也在科技信息化技術(shù)的推動下取得了很大的創(chuàng)新，火電廠的熱工自動化程度也隨之而得到了新的發(fā)展。本文結(jié)合筆者的相關(guān)工作經(jīng)驗，對電廠的熱工控制系統(tǒng)進行了分析，主要是針對DCS系統(tǒng)中存在的問題進行了分析，同時提出了一些解決措施，希望可以給諸位同行做一些參考和借鑒。

1 DCS控制系統(tǒng)概述

集散控制系統(tǒng)（簡稱為DCS系統(tǒng)），是建立在微處理器基礎(chǔ)之上的一個控制系統(tǒng)，糅合了屏幕顯示技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)等多種自動化技術(shù)，所以在精度控制方面以及響應速度、工作可靠性等方面的功能都更加強大也更具優(yōu)勢，同時還具備工作數(shù)據(jù)的采集和處理能力。它采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想，采用多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。如圖1所示，是DCS系統(tǒng)簡圖。

2 熱工自動控制系統(tǒng)運行過程中存在的問題

近年來，我國在DCS技術(shù)運用方面取得了很大的進步，這主要是科學不斷發(fā)展和革新的必然趨勢。相對于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)而言，DCS系統(tǒng)在火電廠的生產(chǎn)過程中，其運行更加安全穩(wěn)定，而且從一定程度上大大增強了機組的可操作性和控制性。盡管如此，我們也不得不承認，我們的DCS技術(shù)在某些方面仍然存在很多的不足之處。這也和我們國家在DCS技術(shù)方面的起步較晚有很大聯(lián)系。所以目前在DCS的技術(shù)層面還有很多問題是亟待我們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q的。常見的問題有如下幾種：

2.1 DCS系統(tǒng)中的軟硬件問題

在我們常見的DCS系統(tǒng)中，經(jīng)常會把BMS、CCS、DEH等相對來說比較重要的控制點放置到熱控系統(tǒng)當中，其主要原因是因為這幾個重要的控制點是確保設備安全運行的保障，同時也是設備在能否在運行過程中發(fā)生故障時第一時間發(fā)揮作用，控制設備停止運作的重要保障。但是事實情況是，設備在實際運行過程當中，有很多外在的或者人為不可控的因素會對DCS系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，進而影響到設備的安全性和穩(wěn)定性。例如，設備中的限流保護措施是保護電路避免因電流輸入輸出產(chǎn)生故障的措施，但是如果設備中沒有安裝限流保護措施，就很有可能導致設備產(chǎn)生電路故障，進而影響到設備其他一些列的運轉(zhuǎn)。除此之外，設備運行過程中的信息處理速度等相關(guān)額定值如果設置不恰當，也會在一定程度上影響到熱工自動控制系統(tǒng)的正常運行。

2.2 熱工控制元件問題

眾所周知，任何機器設備在運行過程中都有可能因為運行時間過久而產(chǎn)生設備或元件老化問題，熱工控制設備也不例外。在經(jīng)過長時間運行后，熱工控制元件很容易因為老化或其他質(zhì)量問題而產(chǎn)生故障，而且通常情況下這些元件產(chǎn)生故障，設備系統(tǒng)也沒有自動識別功能，所以很容易產(chǎn)生連鎖反應，導致其他的故障產(chǎn)生。比如某個元件老化或損壞，導致系統(tǒng)無法識別正確信號，也就無法發(fā)送正確指令，而錯誤信息和錯誤指令發(fā)出后，必定會對設備接下來的運行產(chǎn)生影響，甚至跳閘。有相關(guān)數(shù)據(jù)和實際工作經(jīng)驗表明，在熱工自動控制設備故障中，由熱控元件故障而產(chǎn)生問題的概率占半數(shù)以上，由此可見，熱工控制元件故障對熱工自動控制系統(tǒng)整體運行的影響非常大，所以一定要注意這方面的問題。

2.3 電源故障

電源故障也是熱工自動控制系統(tǒng)故障的一個重要部分。通常，造成電力故障或者中斷的原因很多，例如缺乏備用電源，或者其他信號干擾而導致的斷路、接觸不良等。不過相對來說，電源的故障排查較為簡單，一般只要確保保險配置正常運轉(zhuǎn)即可發(fā)揮出相應的保護作用，同時，一定要增強危機意識，時刻確保備用電源處于滿電狀態(tài)也是很有必要的。除此之外，也要注意加裝防信號干擾系統(tǒng)，避免信號干擾而產(chǎn)生故障。

2.4 干擾造成的故障

在火電廠的熱工自動控制系統(tǒng)中，造成干擾的原因主要有接地問題、備用電源問題以及大功率無線通信交換設備（比如工作中用到的對講機、手機等）。常見的就是DCS系統(tǒng)會在運行過程中由于一些大功率電氣設備的運行而產(chǎn)生停機等故障，因此近年來DCS系統(tǒng)的干擾信號問題已經(jīng)逐漸受到人們的關(guān)注。所以在實際生產(chǎn)過程中，務必要分清楚可能產(chǎn)生信號干擾的設備和線路，將之與系統(tǒng)的信號線分離開來，避免產(chǎn)生干擾故障。同時，在設備中可以安裝必要的抗干擾設備或設計抗干擾操作程序，避免干擾的產(chǎn)生。

3 熱工控制系統(tǒng)運行問題的優(yōu)化策略

近三十年以來，由于改革開放的緣故，我國的經(jīng)濟水平快速提升，各行各業(yè)也都取得了前所未有的發(fā)展，電力企業(yè)的發(fā)展也在21世紀以后取得了前所未有的成就，當前，電力企業(yè)的發(fā)展方向也逐漸向自動化和集成化靠攏，無論是發(fā)電設備，還是企業(yè)規(guī)模，亦或是發(fā)電技術(shù)，都在近幾年取得了新的成就。但是如前所述，由于多方面的原因，我國的火電廠在熱工控制系統(tǒng)的運行過程中，仍然存在諸多問題，因此，我們必須在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對熱工控制系統(tǒng)存在的問題進行深入的分析與探索，并積極地去解決這些問題，不斷的對熱工控制系統(tǒng)進行創(chuàng)新與優(yōu)化，提升企業(yè)的自動化水平的同時，推動電力企業(yè)的進一步發(fā)展，為我國的電力實業(yè)做貢獻。

3.1 提升系統(tǒng)的監(jiān)測能力

通常來說，提升系統(tǒng)的監(jiān)測能力的常用辦法就是從控制站點的DPU為基礎(chǔ)開始入手，但是經(jīng)過長時間的實踐看來，這種方式對于提升系統(tǒng)性能來說效率太低，太緩慢，無法滿足實際工作中的需求。因此，根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗，建議大家可以從信號入手?？梢圆扇《帱c采樣的方法來進行信號的采集，然后將采集到的信號再進行系統(tǒng)分析與對比，從中得出有用信息，進一步提升系統(tǒng)的監(jiān)測能力和自我判斷能力。

3.2 提升DCS的安全性能

要想提升DCS的安全性能，就需要改變傳統(tǒng)的設備關(guān)鍵節(jié)點布置方法，而是在設備的關(guān)鍵節(jié)點進行分散布置，如此一來，即便設備產(chǎn)生故障，多個節(jié)點會一起分攤壓力，然后再一起協(xié)同工作，解決故障問題，可以有效的降低損失。除此之外，采樣點也應當設置為多點取樣，這樣獲得的參數(shù)數(shù)據(jù)也更精確，從而提升系統(tǒng)的可靠性和準確性，對于系統(tǒng)中的故障問題也能及時發(fā)現(xiàn)和避免。

3.3 設計方面優(yōu)化系統(tǒng)的運行性能

對于DCS控制系統(tǒng)的優(yōu)化，要以提高系統(tǒng)的預防功能和軟化故障為主要目標，著重優(yōu)化系統(tǒng)的硬件設備質(zhì)量和軟件質(zhì)量；優(yōu)化設備的保護系統(tǒng)，對裝置的電流保護系統(tǒng)、跳閘保護系統(tǒng)等都進行優(yōu)化；延長設備的使用年限，優(yōu)化設備功能的穩(wěn)定性也是一個重要方面，需要不斷優(yōu)化設備的工作環(huán)境和條件，定期對設備進行通風和清理操作，確保設備通風干燥，無灰塵積壓，避免因為這些問題而導致設備故障。當然，就目前的情況看來，對于火電廠的自動化系統(tǒng)和設備的設計，我們?nèi)匀灰獙踩糜谑孜唬浯尾攀菑慕?jīng)濟角度考慮，這樣才能更好的提升自動化系統(tǒng)的性能，同時也保障企業(yè)的長遠發(fā)展。

3.4 過程通道維護

根據(jù)實際工作經(jīng)驗來看，當前的過程通道故障最常見的就是I/O故障。而且I/O故障由于無法通過人為的主觀意識來判斷故障的部位和原因，因此處理起來比較麻煩。I/O故障的原因和部位只能通過結(jié)合系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的相關(guān)數(shù)據(jù)進行綜合分析才能得出，且維修也是經(jīng)由生產(chǎn)商家進行。所以當設備發(fā)生故障時，工作人員無法在短時間內(nèi)迅速排查出故障位置和原因，因此，提升工作人員的職業(yè)素養(yǎng)也是極有必要的。

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