王春

（國(guó)家能源集團(tuán)宿遷發(fā)電有限公司，江蘇 宿遷 223800）

基于低碳環(huán)保理念下，電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠保障相關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，降低設(shè)備運(yùn)行成本，減少控制人員投入，提升電廠生產(chǎn)節(jié)能效率。由此看出，電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)也是未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)，熱工自控系統(tǒng)作為整個(gè)電廠的核心系統(tǒng)，還會(huì)受到各種因素影響威脅穩(wěn)定運(yùn)行，為此需要綜合考慮熱工自控系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行特征，總結(jié)其在運(yùn)行中的具體問(wèn)題，形成有效解決策略，提升電廠生產(chǎn)的安全性。

1 電廠熱工控制系統(tǒng)分析

1.1 熱工控制系統(tǒng)

電廠中的熱工自控系統(tǒng)主要涵蓋三部分構(gòu)成，分別是控制模塊、運(yùn)行系統(tǒng)以及檢測(cè)模塊。大部分條件下，各種先進(jìn)的現(xiàn)代化熱工自控系統(tǒng)還融合了保護(hù)預(yù)警、自動(dòng)化檢測(cè)以及順序控制等功能，因?yàn)殡姀S相關(guān)設(shè)備所處環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，普遍處于高溫高壓以及易燃環(huán)境內(nèi)。熱工自控系統(tǒng)隨著相關(guān)技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，系統(tǒng)功能不斷優(yōu)化。熱工自控系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，全面集成計(jì)算機(jī)、信息網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、信息通信以及屏幕顯示等多種技術(shù)，在穩(wěn)定運(yùn)行、迅速反應(yīng)以及精準(zhǔn)控制等方面具有突出優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)還可以對(duì)各種運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集處理，支持閉環(huán)管理、順序控制以及聯(lián)鎖保護(hù)等操作。處于熱工自控系統(tǒng)內(nèi)，隨著信息技術(shù)的加速發(fā)展，進(jìn)一步提升了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和安全性，初步實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)和單機(jī)組控制的融合發(fā)展，能夠進(jìn)一步提升系統(tǒng)功能覆蓋范圍，增強(qiáng)機(jī)電控制能力。單元機(jī)組能夠進(jìn)行集中控制，在電氣系統(tǒng)內(nèi)融合自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以促進(jìn)電廠內(nèi)的高壓、低壓電源系統(tǒng)以及各個(gè)單元機(jī)組電氣發(fā)變組順利實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控。機(jī)組操作臺(tái)中設(shè)置自控系統(tǒng)，相關(guān)操作員在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)通信故障以及安全運(yùn)行故障后，能夠利用后備控制措施進(jìn)行自動(dòng)停爐以及停機(jī)運(yùn)行控制目標(biāo)。

1.2 控制系統(tǒng)意義

熱工自控系統(tǒng)作為電廠整體運(yùn)行核心部分，可以保障各種設(shè)備裝置的安全運(yùn)行，實(shí)時(shí)監(jiān)控電廠中的核心裝置運(yùn)行參數(shù)，假如設(shè)備不可控，熱工自控系統(tǒng)中的保護(hù)模塊可以和其他裝置產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)反應(yīng)，聯(lián)系現(xiàn)實(shí)狀況對(duì)系統(tǒng)設(shè)備形成針對(duì)性保護(hù)策略，預(yù)防設(shè)備損傷持續(xù)擴(kuò)大，威脅系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。此外，還能夠縮減人員傷害，為此需要進(jìn)一步提高重視，提升熱工自控系統(tǒng)操作安全性和可靠性。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)建設(shè)發(fā)展中，進(jìn)一步深化熱工自控系統(tǒng)相關(guān)研究，并融合各種創(chuàng)新技術(shù)，影響電廠設(shè)備安全。比如，電廠內(nèi)部各個(gè)機(jī)組運(yùn)行中，相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量以及采集效率相繼提升，保障了各項(xiàng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，能夠進(jìn)一步提升電廠熱工自控系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在設(shè)備運(yùn)行中，應(yīng)用熱工自控系統(tǒng)可以促進(jìn)電廠實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電。但因?yàn)闊峁y(cè)量范圍持續(xù)擴(kuò)大，被測(cè)對(duì)象持續(xù)增加，容易導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)問(wèn)題，為預(yù)防上述問(wèn)題，需要提升熱工自控系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，優(yōu)化各種設(shè)備機(jī)組的運(yùn)行效率。

2 電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題分析

2.1 系統(tǒng)軟硬件問(wèn)題

熱工自控系統(tǒng)內(nèi)普遍會(huì)結(jié)合電廠實(shí)際生產(chǎn)管理需求，額外針對(duì)各個(gè)重要生產(chǎn)設(shè)備節(jié)點(diǎn)設(shè)置控制節(jié)點(diǎn)，融合DEH、CCS 以及BMS 等措施，提升電廠機(jī)組運(yùn)行安全性，支持系統(tǒng)處于電廠運(yùn)行故障下能夠自動(dòng)停止機(jī)組運(yùn)行，保護(hù)安全生產(chǎn)。而在實(shí)際運(yùn)行中，電廠中的熱工自控系統(tǒng)容易受到各種因素影響，從而削弱系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，威脅生產(chǎn)安全，比如，各個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息通信中容易產(chǎn)生流量斷點(diǎn)等問(wèn)題，出現(xiàn)突發(fā)性通訊故障，形成流量過(guò)載現(xiàn)象，處于流量限制保護(hù)措施不足和防護(hù)機(jī)制短缺條件下，整個(gè)系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)以及傳輸路線將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重堵塞，無(wú)法將系統(tǒng)命令傳遞到各個(gè)節(jié)點(diǎn)、部件當(dāng)中，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)電廠設(shè)備無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確動(dòng)作，產(chǎn)生操作失誤問(wèn)題。除此以外，熱工自控系統(tǒng)在實(shí)際操作中還存在信號(hào)處理速度緩慢、信息無(wú)法正常輸出以及設(shè)置值不合理等問(wèn)題，阻礙系統(tǒng)運(yùn)行。

2.2 控制元件問(wèn)題

熱工自控系統(tǒng)中的壓力計(jì)、液位表、電磁閥、測(cè)溫裝置、流量表等基礎(chǔ)元件在持續(xù)運(yùn)行中，隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)容易產(chǎn)生質(zhì)量下降和設(shè)備老化等問(wèn)題，導(dǎo)致嚴(yán)重運(yùn)行故障。系統(tǒng)實(shí)際操作中，無(wú)法對(duì)相關(guān)故障冗余問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，導(dǎo)致信號(hào)傳輸故障和命令識(shí)別錯(cuò)誤等問(wèn)題，基于錯(cuò)誤信號(hào)指導(dǎo)下，容易使系統(tǒng)發(fā)送錯(cuò)誤行為命令，從而使電廠機(jī)組設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)以及拒動(dòng)等問(wèn)題。結(jié)合往期工作經(jīng)驗(yàn)分析，相關(guān)元件故障在熱工自控系統(tǒng)所有故障總和中所占比例超出一半，會(huì)直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電纜回路問(wèn)題方面，電纜回路故障普遍是因?yàn)殡娎|鋪設(shè)不合標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范性不足導(dǎo)致的，比如，高溫區(qū)鋪設(shè)電纜、電纜老化、絕緣層受損以及接線部位進(jìn)水等問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致線路產(chǎn)生斷路和虛接等問(wèn)題，導(dǎo)致熱工自控系統(tǒng)產(chǎn)生操作誤動(dòng)問(wèn)題。

2.3 設(shè)計(jì)安裝問(wèn)題

電廠中的熱工自控系統(tǒng)系統(tǒng)涵蓋多樣化技術(shù)和多種設(shè)備，系統(tǒng)規(guī)模較大，為此在實(shí)際規(guī)劃布置、安裝、測(cè)試中也容易產(chǎn)生各種問(wèn)題，從而影響系統(tǒng)運(yùn)行，導(dǎo)致熱工自控系統(tǒng)產(chǎn)生誤動(dòng)以及拒動(dòng)等故障。比如，汽水取樣管在初期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)未能綜合考慮各種因素影響，留下一定隱患，存在運(yùn)行缺陷，導(dǎo)致水位表具體量程出現(xiàn)誤差，從而影響流量汽包水位準(zhǔn)確性，在水位跳閘情況下，無(wú)法準(zhǔn)確傳輸相關(guān)信號(hào)，導(dǎo)致熱工自控系統(tǒng)整體運(yùn)行中容易遇到各種鍋爐事故?；蛳袷瞧蛔兯推魉幁h(huán)境不合理以及安裝中出現(xiàn)問(wèn)題，也容易導(dǎo)致后續(xù)測(cè)量結(jié)果失準(zhǔn)，不能對(duì)汽包水位拒動(dòng)操作形成合力保護(hù)，增加了電廠內(nèi)部鍋爐缺水故障概率。

3 電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化策略

3.1 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

當(dāng)前處于電廠全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展背景下，大電網(wǎng)以及大機(jī)組成為主流發(fā)展趨勢(shì)，電廠內(nèi)部各種發(fā)電機(jī)組逐漸從高參數(shù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為單元機(jī)組，從最初的中小容量設(shè)備轉(zhuǎn)化為大容量裝置。為此在電廠實(shí)際運(yùn)行中，需要針對(duì)熱工自控系統(tǒng)現(xiàn)存問(wèn)題開(kāi)展綜合分析，形成有效處理措施，也是促進(jìn)電廠自動(dòng)化轉(zhuǎn)型的重要舉措。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，需要注重系統(tǒng)性能優(yōu)化，為增強(qiáng)保護(hù)功能，需要針對(duì)各種執(zhí)行設(shè)備實(shí)施全面監(jiān)控，在過(guò)程控制站相關(guān)DPU 以及電源模塊中合理滲透冗余設(shè)計(jì)思路，充分迎合熱工自控系統(tǒng)的自動(dòng)化操作需求。在部分重要節(jié)點(diǎn)熱工信號(hào)傳輸環(huán)節(jié)可以增加冗余設(shè)計(jì)，對(duì)相同檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行反復(fù)取樣，增強(qiáng)系統(tǒng)判斷和監(jiān)控能力，為保障系統(tǒng)安全性和可靠性，可以在各個(gè)卡件中合理設(shè)計(jì)核心測(cè)點(diǎn)通道，幫助分解故障壓力。除此以外，關(guān)鍵檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的取樣孔需要以多點(diǎn)取樣為主，為順利得到多點(diǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)，提升檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性，可以利用互相獨(dú)立措施，促進(jìn)整個(gè)控制系統(tǒng)維持可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，預(yù)防事故問(wèn)題發(fā)生。總體而言，熱工自控系統(tǒng)中需要重點(diǎn)關(guān)注安裝設(shè)計(jì)工作，從多種角度、層面入手實(shí)施科學(xué)測(cè)評(píng)。

優(yōu)化設(shè)計(jì)熱工自控系統(tǒng)，增強(qiáng)整個(gè)控制系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)、防控能力，將故障軟化作為主要目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)軟硬件具體自主診斷能力進(jìn)行不斷優(yōu)化。創(chuàng)新改善系統(tǒng)保護(hù)邏輯，輔助改善熱工控制系統(tǒng)中的誤動(dòng)和拒動(dòng)等問(wèn)題。在系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，注重不斷提升系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)設(shè)備應(yīng)用性能，對(duì)系統(tǒng)所處環(huán)境的溫度、雜質(zhì)灰塵以及振動(dòng)等環(huán)境工況進(jìn)行不斷優(yōu)化，進(jìn)一步降低外部環(huán)境因素對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的不利影響。從基礎(chǔ)原則角度分析，電廠針對(duì)熱工自控系統(tǒng)實(shí)施綜合設(shè)計(jì)中，需要按照穩(wěn)定安全、經(jīng)濟(jì)適用、滿足電廠實(shí)際的基礎(chǔ)要求實(shí)施，明確電廠內(nèi)部機(jī)組生產(chǎn)特征和運(yùn)行規(guī)律，借助先進(jìn)控制系統(tǒng)保障電廠機(jī)組的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化啟?？刂?。

3.2 應(yīng)用穩(wěn)定元件

熱工自控系統(tǒng)中各種元件穩(wěn)定性會(huì)直接影響系統(tǒng)的效能，在新時(shí)期科技持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展中，熱工自控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域相繼誕生了各種新型控制組件，提高了整個(gè)熱工系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，同時(shí)也對(duì)整個(gè)設(shè)備元件提出了更高的要求，需要增強(qiáng)組件運(yùn)行的穩(wěn)定性，為提升系統(tǒng)運(yùn)行效率，應(yīng)該積極采取更穩(wěn)定、成熟、安全的設(shè)備組件，避免盲目追求效益和先進(jìn)技術(shù)，或?yàn)楣?jié)約建設(shè)成本而忽略系統(tǒng)元件的更新替換工作，需要滿足系統(tǒng)的安全運(yùn)行需求，有效減少經(jīng)濟(jì)成本的支出。

3.3 合理設(shè)計(jì)安裝

熱工自控系統(tǒng)需要合理進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，保障設(shè)備穩(wěn)定、安全運(yùn)行，冗余設(shè)計(jì)也全面應(yīng)用于系統(tǒng)整體熱工信號(hào)中，在對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行多次調(diào)取。同時(shí)，提升監(jiān)測(cè)判斷準(zhǔn)確性。此外，部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)也十分關(guān)鍵，需要針對(duì)各個(gè)元件設(shè)置專門檢測(cè)通道，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。檢測(cè)取樣環(huán)節(jié)，需要注重多點(diǎn)位取樣，提高各種取樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，優(yōu)化熱工系統(tǒng)控制效果，可以迅速發(fā)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題。

基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作是系統(tǒng)安裝的重要環(huán)節(jié)，準(zhǔn)備活動(dòng)質(zhì)量還會(huì)影響系統(tǒng)安裝進(jìn)度和安裝效果，在各種儀表設(shè)備安裝前，需要準(zhǔn)備好各項(xiàng)技術(shù)材料、設(shè)備材料，保障技術(shù)工人準(zhǔn)時(shí)入行，準(zhǔn)備好安裝驗(yàn)收表格等。安裝資料準(zhǔn)備中，需要明確相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收規(guī)范、設(shè)備安裝設(shè)計(jì)圖紙、安裝流程圖以及基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)圖等，在安裝人員針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施全面會(huì)審后，才能指導(dǎo)安裝。通過(guò)圖紙會(huì)審及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的設(shè)計(jì)問(wèn)題，判斷相關(guān)技術(shù)文件、設(shè)計(jì)圖紙是否完善。綜合分析系統(tǒng)設(shè)備安裝中的各種影響因素，率先排除各類故障，保障合理安裝。

熱工自控系統(tǒng)因?yàn)橐?guī)模大、覆蓋范圍廣，因此，安裝工作也呈現(xiàn)出面廣、纖長(zhǎng)、點(diǎn)多分散的特征，因?yàn)楣て谙拗?，?duì)安裝施工提出更高要求。系統(tǒng)安裝中還存在大量高空和交叉作業(yè)。安裝作業(yè)面分布在不同區(qū)域，施工中不同銜接部件和安裝參數(shù)也各不相同，對(duì)安裝質(zhì)量、效果也擁有不同要求。比如，管道內(nèi)部工況，部分需要基于常溫常壓狀態(tài)檢測(cè)，部分需要處于高溫高壓狀態(tài)檢測(cè)，工況介質(zhì)取樣對(duì)象也十分豐富，涵蓋蒸汽、氧氣、水與油等介質(zhì)，不同介質(zhì)研究取樣要求也完全不同。儀表設(shè)備安裝也存在一定差異，部分需要在控制柜以及感控室中設(shè)置熱工信號(hào)裝置，部分則是進(jìn)行就地安裝。

多樣要求下，進(jìn)一步擴(kuò)大了熱工自控系統(tǒng)整體安裝難度，導(dǎo)致安裝施工中頻繁出錯(cuò)，同時(shí)安裝中還會(huì)受到其他區(qū)域進(jìn)度影響。為此在系統(tǒng)設(shè)備安裝前需要合理進(jìn)行預(yù)先規(guī)劃，設(shè)計(jì)完善安裝方案，有序組織安裝工期，注重和其他各個(gè)作業(yè)節(jié)點(diǎn)的銜接配合，如此才能促進(jìn)系統(tǒng)順利安裝。

熱工自控系統(tǒng)在安裝各種熱工儀表中，需要對(duì)各種入場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，組織專人實(shí)施記錄、清點(diǎn)，隨后逐一進(jìn)行單獨(dú)檢驗(yàn)。針對(duì)控制室合理安裝儀表電源盤以及系統(tǒng)控制盤。安裝中逐一和其他作業(yè)部門進(jìn)行積極交流，現(xiàn)場(chǎng)做好不同作業(yè)協(xié)調(diào)配合，對(duì)于遠(yuǎn)程設(shè)備安裝，應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離各種電磁嚴(yán)重干擾區(qū)域以及磁場(chǎng)源?，F(xiàn)場(chǎng)儀表配線涵蓋電纜、電纜橋梁、接線箱、保護(hù)裝置以及控制系統(tǒng)等空間。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同設(shè)備進(jìn)行合理配線，規(guī)范鋪設(shè)電纜，結(jié)束線纜鋪設(shè)后，進(jìn)行管路試壓檢驗(yàn)，保障滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 加強(qiáng)自動(dòng)化建設(shè)

為進(jìn)一步提升電廠各種生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率和運(yùn)行安全性，應(yīng)該注重技術(shù)創(chuàng)新。優(yōu)化熱工自控系統(tǒng)性能，全面融合自動(dòng)化、智能化以及信息技術(shù)手段，增強(qiáng)整個(gè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化操作水平，增強(qiáng)電廠企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。在電廠熱工自控系統(tǒng)中，可以引入大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及專業(yè)化中控技術(shù)平臺(tái)，通過(guò)融合先進(jìn)技術(shù)支持，保障系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。此外，電廠應(yīng)該聯(lián)系所處區(qū)域?qū)嶋H用電狀況，準(zhǔn)確把握當(dāng)?shù)赜秒姺逯?，融合智能分析以及大?shù)據(jù)技術(shù)，創(chuàng)新現(xiàn)有熱工自控系統(tǒng)。針對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)更完善的運(yùn)行方案，健全相關(guān)操作機(jī)制，加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)，制定細(xì)致管理方案，使熱工自控系統(tǒng)始終維持最佳操作性能，突出應(yīng)用價(jià)值。熱工自控系統(tǒng)優(yōu)化中，還要立足整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，注重技術(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，在整個(gè)控制系統(tǒng)內(nèi)全面融入各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能，提升整個(gè)系統(tǒng)操作方案的可行性，保障熱工自控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，熱工自控系統(tǒng)作為電廠運(yùn)行中的核心技術(shù)手段，能夠保障電力設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，是電力生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障，為此需要提高重視，加強(qiáng)熱工自控系統(tǒng)研究，促進(jìn)系統(tǒng)控制能力持續(xù)提升。電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠體現(xiàn)出電廠整體控制水平，通過(guò)結(jié)合系統(tǒng)控制中現(xiàn)存問(wèn)題，采取有效處理措施，保障電廠熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提升系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值，為電力產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)。