楊劍 國家能源集團(tuán)國神集團(tuán)店塔電廠

火電廠是城市電力供應(yīng)的主要場所，其電力生產(chǎn)時所用的自動控制系統(tǒng)，是提升電力資源生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。但是由于自動化控制生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，火電廠在應(yīng)用自動控制技術(shù)時，還應(yīng)重點(diǎn)排查各類系統(tǒng)故障，減少電力設(shè)備、生產(chǎn)裝置自動化控制風(fēng)險，減少系統(tǒng)故障產(chǎn)生的損失。

一、火電廠熱工自動控制相關(guān)概念

火電廠自動化控制具體指相關(guān)電力企業(yè)，以“自動化控制技術(shù)”為核心，對火電廠電力生產(chǎn)、設(shè)備控制、燃料運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的自動化管理，是火電廠自動化建設(shè)的基礎(chǔ)?；谧詣踊刂萍夹g(shù)，火電廠能夠?qū)ΜF(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備、電力設(shè)備進(jìn)行自動化管理與保護(hù)，構(gòu)建更為智能、高效的自動化控制系統(tǒng)[1]。從而減少火電廠生產(chǎn)活動中的人力成本，減少風(fēng)險事故的發(fā)生，保障火電廠電力資源生產(chǎn)質(zhì)量。同時可通過自動化設(shè)備保護(hù)功能，增強(qiáng)火電廠設(shè)備運(yùn)行安全性、可靠性，促進(jìn)火電廠現(xiàn)代化發(fā)展。但隨著火電廠自動化水平的不斷提高，火電廠內(nèi)部控制系統(tǒng)設(shè)計愈發(fā)復(fù)雜，自動化控制難度增加，導(dǎo)致火電廠自動化控制過程中存在較多現(xiàn)實(shí)性問題，阻礙著火電廠控制體系的進(jìn)一步完善。

二、火電廠熱工自動控制應(yīng)用中的問題

（一）控制元件問題

通常情況下，火電廠自動化控制系統(tǒng)中，流量、壓力、溫度、電磁閥等相關(guān)控制元件會伴有明顯的老化、質(zhì)量問題。這些問題的產(chǎn)生會誘發(fā)一系列自動控制系統(tǒng)故障，使系統(tǒng)控制靈敏度減弱、設(shè)備參數(shù)或信息識別效率降低。甚至在火電廠電力資源生產(chǎn)中，促使自動控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中發(fā)出錯誤信號，給出不符合生產(chǎn)要求的指令，引起系統(tǒng)故障，如跳閘、其他安全生產(chǎn)風(fēng)險。據(jù)了解，火電廠自動化控制系統(tǒng)中，控制元件引起的問題較多，故障風(fēng)險概率大，嚴(yán)重影響著火電廠生產(chǎn)效率的提升。

（二）DCS系統(tǒng)問題

火電廠DCS系統(tǒng)運(yùn)行期間，同樣存在較多軟件、硬件問題，具體體現(xiàn)在火電廠自動化控制系統(tǒng)內(nèi)CCS、BMS等控制點(diǎn)上。在DCS問題產(chǎn)生后，為確保自動化控制設(shè)備的安全性，需及時停止運(yùn)行，以此控制故障引起的經(jīng)濟(jì)損失、安全風(fēng)險。比如在火電廠DSC系統(tǒng)運(yùn)行時，若因軟件、硬件問題導(dǎo)致電力生產(chǎn)中限流保護(hù)不到位，則會使火電廠自動化控制系統(tǒng)穩(wěn)定性減弱，輸出電路、輸入電路短路風(fēng)險加劇，繼而容易引起網(wǎng)絡(luò)童心故障，使系統(tǒng)無法遠(yuǎn)程控制相關(guān)生產(chǎn)元件[2]。另外，火電廠DCS軟件設(shè)計中，若自動化裝置設(shè)定值、運(yùn)行速度等參數(shù)不合理，同樣會對火電廠自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，使其無法穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）通信干擾問題

火電廠自動化控制體系中，備用電源、電子設(shè)備接地問題會對自動控制系統(tǒng)通信模塊造成干擾，使對講機(jī)、手機(jī)或其他通信終端信號連接不暢。具體來說，隨著火電廠電力設(shè)備功率的增加，自動化控制系統(tǒng)內(nèi)的通信干擾問題愈發(fā)嚴(yán)重，并且會直接導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行受阻，出現(xiàn)停機(jī)故障。對此，相關(guān)人員需嚴(yán)格控制大功率電子通信設(shè)施的使用，持續(xù)分析增強(qiáng)系統(tǒng)元件抗干擾性的方法，借此維護(hù)系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性。

三、火電廠熱工自動控制應(yīng)用的解決策略

（一）增強(qiáng)DCS系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性

首先，選擇穩(wěn)定性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計完善的控制元件。為滿足當(dāng)前階段火電廠自動化控制系統(tǒng)相關(guān)要求，在應(yīng)用自動控制技術(shù)時，應(yīng)通過控制元件質(zhì)量的把控，降低火電廠熱工控制元件故障率。所以，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合火電廠自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案、電力資源生產(chǎn)需求，科學(xué)選擇參數(shù)適宜、匹配度高的控制元件。

其次，為避免火電廠自動化控制系統(tǒng)通信故障，使用輸出執(zhí)行裝置、數(shù)據(jù)測量器、傳感器時，應(yīng)選擇抗干擾類設(shè)備。避免火電廠電力供應(yīng)過程中，因信號測量不準(zhǔn)確而出現(xiàn)通信問題。此外，相關(guān)人員還需增強(qiáng)自控設(shè)備的抗干擾性，智能監(jiān)控設(shè)備通信信號，若存在信號跳變，需盡快定位故障點(diǎn)，發(fā)出警報。最后，設(shè)計火電廠自動控制系統(tǒng)時，可在通信電纜處增加屏蔽裝置，強(qiáng)化控制設(shè)備本身的抗干擾能力。

（二）改進(jìn)火電廠自動控制方案

為發(fā)揮自動控制技術(shù)應(yīng)用價值，火電廠在設(shè)計自動化控制系統(tǒng)時，應(yīng)結(jié)合火電廠電力資源生產(chǎn)特點(diǎn)，靈活設(shè)置自動控制設(shè)備[3]。首先，在火電廠燃料運(yùn)輸環(huán)節(jié)，設(shè)計子系統(tǒng)，從而利用子系統(tǒng)的組合作用，自動控制燃料量，消除、減少裝置內(nèi)的燃料。使火電廠自動控制系統(tǒng)運(yùn)行時，燃料量調(diào)整更為靈活，避免燃料量數(shù)據(jù)異常影響火電廠蒸汽蒸發(fā)量、內(nèi)壓等參數(shù)，預(yù)防設(shè)備故障，有效解決火電廠自動控制系統(tǒng)存在的控制問題。

其次，選擇恰當(dāng)?shù)碾娮悠骷?、電氣設(shè)備優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)設(shè)計，靈活控制鍋爐蒸汽量、送風(fēng)及送水量，使電力資源生產(chǎn)中燃料能夠順利燃燒，確?；痣姀S電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。在此過程中，相關(guān)人員應(yīng)用自動化控制技術(shù)時，還應(yīng)加強(qiáng)系統(tǒng)保護(hù)，重視燃燒裝置、溫度控制裝置的自動化調(diào)節(jié)，以及鍋爐超壓、溫度變化期間的自動保護(hù)。使火電廠自控系統(tǒng)可以依據(jù)生產(chǎn)參數(shù)的變化，及時采取應(yīng)急處理措施，維持穩(wěn)定、可靠、安全的工況。最后，積極促進(jìn)自動控制技術(shù)與發(fā)電機(jī)組的融合，用以提高機(jī)組安全性，構(gòu)建有效的保護(hù)裝置。

（三）優(yōu)化自動控制系統(tǒng)設(shè)計

優(yōu)化火電自動控制系統(tǒng)時，相關(guān)企業(yè)應(yīng)結(jié)合火電廠電力資源生產(chǎn)實(shí)際、設(shè)備調(diào)控模式，從電力供應(yīng)多個環(huán)節(jié)入手，完善火電廠生產(chǎn)設(shè)備的控制方案。首先，以“提升電力資源生產(chǎn)效率”為方向，分析火電廠生產(chǎn)設(shè)備調(diào)控需求，針對性設(shè)置自動化控制保護(hù)設(shè)備，保證系統(tǒng)軟件設(shè)計、硬件設(shè)計質(zhì)量。為火電廠自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造有利條件，使其能夠借助電流、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化，減少電流供應(yīng)、輸送過程中的安全風(fēng)險，落實(shí)系統(tǒng)自動化控制裝置保護(hù)方案[4]。

其次，加強(qiáng)火電廠生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)，引進(jìn)先進(jìn)自動化控制儀器，使其在運(yùn)行中自動檢測生產(chǎn)設(shè)備，定期排查設(shè)備故障，制定完善的設(shè)備檢修、保養(yǎng)方案。進(jìn)一步規(guī)范火電廠自動控制流程，改進(jìn)生產(chǎn)條件，為電力資源生產(chǎn)打造良好環(huán)境。比如通過設(shè)置自動化檢測儀器，記錄分析區(qū)域內(nèi)通風(fēng)交換系統(tǒng)，可靈活控制設(shè)備溫度，避免因設(shè)備溫度過高而引起一系列的安全風(fēng)險，增強(qiáng)火電廠電力資源生產(chǎn)的安全性。最后，以“安全生產(chǎn)”為方向，增設(shè)自動化安全控制模塊，使系統(tǒng)能夠?qū)踩鳛樯a(chǎn)基礎(chǔ)，可以根據(jù)常見火電廠生產(chǎn)安全風(fēng)險因子，調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備。

（四）重視I/0故障風(fēng)險的排查

通常情況下，火電廠自動控制技術(shù)在應(yīng)用時，同樣會存在I/0故障，而系統(tǒng)內(nèi)的I/0故障類型多為“通道型”“接口型”故障。為解決I/0故障問題，系統(tǒng)運(yùn)維管理人員需要根據(jù)故障類型，分析問題產(chǎn)生的原因、尋找其規(guī)律，繼而在自動控制系統(tǒng)排查I/0故障。具體來說，相關(guān)人員應(yīng)針對火電廠自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計，匯總I/0故障信息，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，分類存儲I/0故障問題的相關(guān)資料、處理信息。便于系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，依據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)提供的I/0故障信息，針對性的處理該問題。

在此期間，火電廠自動控制系統(tǒng)可基于數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，自動化處理I/0故障數(shù)據(jù)，并根據(jù)該故障與火電廠電力資源生產(chǎn)活動的關(guān)聯(lián)，分析故障原因、風(fēng)險因子，全面分析I/0故障的處理方案。同時在系統(tǒng)維護(hù)、保養(yǎng)過程中，使運(yùn)維人員及時按照系統(tǒng)提供的方案，對相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，促進(jìn)火電廠自動控制系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的深層加工，使其可以在I/0故障產(chǎn)生后，差異化制定故障處理方案，迅速定位故障點(diǎn)，且對故障問題進(jìn)行定性，減少I/0故障對火電廠電力供應(yīng)造成的不利影響。提升火電廠自控系統(tǒng)I/0故障處理效率，為火電廠電力資源安全生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打好基礎(chǔ)。

（五）加強(qiáng)火電廠熱工儀表檢查

為減少火電廠熱工自動控制問題，還應(yīng)加強(qiáng)熱工儀表的檢查工作，如液位控制儀表、溫度測控儀表、流量測控儀表。首先，火電廠熱工儀表中，用于自動控制的也為控制儀表是影響電力安全生產(chǎn)的重要組件。儀表運(yùn)行中，給水流量、混合燃料、出口流量等參數(shù)均會使火電廠鍋爐液位產(chǎn)生改變。但鍋爐蒸汽流量過高時，液位控制儀表會存在水位數(shù)值不準(zhǔn)確的情況，使火電廠生產(chǎn)操作出現(xiàn)嚴(yán)重誤差。因此，需實(shí)時檢測儀表液位控制系統(tǒng)，記錄、測量其運(yùn)行期間的波動值，對比分析鍋爐安全性，推算準(zhǔn)確的液位值。

其次，流量測控儀表。該設(shè)備的主要控制主體為火電廠生產(chǎn)系統(tǒng)中的汽、水，但自動控制系統(tǒng)內(nèi)的壓力值、操作因素、泵流量等問題會使儀表數(shù)值存在誤差。所以在檢查流量測控儀表時，應(yīng)重視調(diào)節(jié)閥的檢驗，確保其在電力生產(chǎn)中能夠穩(wěn)定操作，且定時輸送流量信號。最后，溫度測控儀表。對于火電廠熱工自動控制系統(tǒng)，溫度測控儀表在具體應(yīng)用時，熱電偶、電阻、系統(tǒng)的補(bǔ)償導(dǎo)線會使儀表伴有“失靈”情況，繼而使得儀表值波動較大，并存在極值問題。在定位儀表故障時，檢查人員可按照儀表調(diào)節(jié)閥的輸出信號、輸入信號判斷可能存在的設(shè)備故障，如定位器故障、膜頭故障，隨后采取對應(yīng)的處理措施。

四、結(jié)語

綜上所述，為在自動化控制技術(shù)應(yīng)用中，優(yōu)化火電廠控制系統(tǒng)整體設(shè)計，減少系統(tǒng)自動化控制中的信號干擾、控制元件問題。相關(guān)企業(yè)應(yīng)重視信號干擾風(fēng)險的防范，持續(xù)增強(qiáng)火電廠DCS系統(tǒng)可靠性，針對性的處理各類故障風(fēng)險，完善火電廠自動化控制體系，提升火電廠電力資源生產(chǎn)效率。借此推進(jìn)電力生產(chǎn)的現(xiàn)代化建設(shè)，夯實(shí)火電廠安全生產(chǎn)基礎(chǔ)。