淺析中小型火電廠熱工自動(dòng)化現(xiàn)狀及進(jìn)展

1、淺析中小型火電廠熱工自動(dòng)化現(xiàn)狀及進(jìn)展 【摘 要】在過(guò)去的十幾年間，dcs在我國(guó)大型火電廠應(yīng)用取得了巨大發(fā)展，在我國(guó)的大型火電機(jī)組上已全面推廣應(yīng)用，同時(shí)中小型電站也得到了推廣應(yīng)用。他的功能覆蓋已從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（das）、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（ccs）兩大功能擴(kuò)大到包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（bms）、順序控制系統(tǒng)（scs）、汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（deh）等。 【關(guān)鍵詞】中小型火電廠；熱工自動(dòng)化；現(xiàn)狀；發(fā)展 對(duì)于火電廠的發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，熱工自動(dòng)化的重要作用就是保證自動(dòng)化設(shè)備安全運(yùn)行的重要方式，也是減少勞動(dòng)強(qiáng)度，使勞動(dòng)的條件得到根本改善的重要途徑和措施，本文就著重講一下現(xiàn)在一些中小型的火電廠的熱工自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀與對(duì)

2、未來(lái)前景地展望。 一、火電長(zhǎng)廠的熱工自動(dòng)化概念 所謂火電廠的熱工自動(dòng)化，其定義為采用并通過(guò)各種自動(dòng)化儀表和裝置（包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）對(duì)火力發(fā)電廠的熱力生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行開(kāi)環(huán)的和（或）閉環(huán)的監(jiān)視、控制，使之安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行的技術(shù)。主要指的就是相關(guān)的技術(shù)參數(shù)在火電廠熱力過(guò)程中的信息處理、自動(dòng)報(bào)警和控制、測(cè)量、以及進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)的工作，不需要人直接參與工作，只是經(jīng)過(guò)自動(dòng)化的儀表和控制裝置來(lái)完成。熱工自動(dòng)化有效保障了熱工設(shè)備的安全，提高了機(jī)組的機(jī)械性能，在勞動(dòng)強(qiáng)度上減輕了工作人員的壓力，使勞動(dòng)的條件得到了大幅度改善。 二、中小型火電廠熱工自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)火電廠應(yīng)用計(jì)算機(jī)大致可分為兩個(gè)階段，一為計(jì)算機(jī)監(jiān)視

3、系統(tǒng)（das）；二為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，即采用以微機(jī)為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)（dcs）。前者只有數(shù)據(jù)采集與處理功能，但起到“鋪路開(kāi)道”的作用；后者兼有控制功能，正在使計(jì)算機(jī)應(yīng)用向縱深發(fā)展，對(duì)提高電廠的自動(dòng)化水平起著決定性的作用。在過(guò)去的十幾年間，dcs在我國(guó)大型火電廠應(yīng)用取得了巨大發(fā)展，在我國(guó)的大型火電機(jī)組上已全面推廣應(yīng)用，同時(shí)中小型電站也得到了推廣應(yīng)用。他的功能覆蓋已從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（das）、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（ccs）兩大功能擴(kuò)大到包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（bms）、順序控制系統(tǒng)（scs）等?，F(xiàn)在我國(guó)的300mw以下的火電機(jī)組中，大部分的火電機(jī)組都是采用以計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)（dcs）為核心的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

4、 根據(jù)我國(guó)的能源規(guī)劃發(fā)展， 300mw以下的火電機(jī)組中，純粹發(fā)電不供熱的機(jī)組已基本上不存在。現(xiàn)存中小型火電機(jī)組多數(shù)為熱電聯(lián)產(chǎn)的工業(yè)自備電站，即對(duì)工廠供應(yīng)生產(chǎn)用汽的同時(shí)提供電力供應(yīng)。同時(shí)存在很少一一些還是傳統(tǒng)常規(guī)的模擬儀表以及一些老式的控制裝置，例如mz-iii、ddz-ii、tf-900作為控制系統(tǒng)的老電廠。這些裝置由于年數(shù)比較久遠(yuǎn)，存在的故障也是比較多的，自動(dòng)投入率方面比較低，在日常運(yùn)行的時(shí)候經(jīng)常會(huì)造成儀表的準(zhǔn)確性差，在進(jìn)行保護(hù)工作的時(shí)候，準(zhǔn)確率低，針對(duì)于這些狀況，這些火電廠采取了相應(yīng)措施，希望運(yùn)用了這些措施，可以使發(fā)電機(jī)組性能更加完善，更加有效。比如嘉陽(yáng)電廠準(zhǔn)備新上的脫硫脫硝改造項(xiàng)目，就是

5、在保留原有老式控制裝置的基礎(chǔ)上，在原控制室新增獨(dú)立于原老式機(jī)爐控制裝置的一套dcs系統(tǒng)用于脫硫脫硝系統(tǒng)已達(dá)到新舊兼顧的目的。 三、火電廠熱工自動(dòng)化發(fā)展的新進(jìn)展 （一）將電氣系統(tǒng)控制納入到dcs系統(tǒng)中 火電廠采用了分散控制系統(tǒng)dcs以后，很大程度上改善了運(yùn)行人員的運(yùn)行環(huán)境，提高了機(jī)組監(jiān)控的可靠性，給提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和事故處理提供了運(yùn)行和分析的依據(jù)，在機(jī)爐控制室形成了以操作員站位中心的監(jiān)控方式。但如果電氣部分采用常規(guī)的儀表和控制，則在整套單元機(jī)組的監(jiān)控上顯得不協(xié)調(diào)，同時(shí)也給電廠實(shí)現(xiàn)機(jī)爐電一體化監(jiān)控和管理帶來(lái)不便，使火電廠的自動(dòng)化發(fā)展受到制約。在目前的大型電站中，都把發(fā)電機(jī)-變壓器組和廠用電

6、源系統(tǒng)直接并入dcs系統(tǒng)中，由dcs完成包括廠用電源切換控制、發(fā)電機(jī)并列/解列等電氣監(jiān)控項(xiàng)目。而中小型電站通常是在機(jī)爐控制室設(shè)置單獨(dú)的電氣操作員站及電氣監(jiān)控系統(tǒng)，甚至有些電廠還采用老式的模擬屏對(duì)電氣廠用主接線進(jìn)行監(jiān)控，這導(dǎo)致了機(jī)爐電系統(tǒng)維護(hù)的不方便，需要多種設(shè)備的備件，也影響了電站自動(dòng)化程度。針對(duì)這種情況，現(xiàn)在的中小型電站也在向大機(jī)組靠攏，把電氣系統(tǒng)納入dcs系統(tǒng)中來(lái)，這樣就減少了維護(hù)備件過(guò)多，運(yùn)行協(xié)調(diào)性也大大提高。在最近的江西理文化工動(dòng)力車間一期工程中，業(yè)主就想采用傳統(tǒng)的模擬顯示屏，在于其協(xié)商后也把電氣系統(tǒng)納入了dcs系統(tǒng)中來(lái)，從最近的運(yùn)行反應(yīng)來(lái)看運(yùn)行良好。 （二）對(duì)于智能控制方面的應(yīng)用逐漸

7、增多 在火電廠的熱工控制理論中，已經(jīng)先后經(jīng)歷了經(jīng)典的控制理論，現(xiàn)代的控制理論，以及當(dāng)前比較盛行的智能控制理論，其中經(jīng)典的控制理論的形成時(shí)期主要是在上個(gè)世紀(jì)的四十到五十年代，這種理論的成果主要是根據(jù)函數(shù)傳遞以及在這個(gè)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的軌跡圖的解析和設(shè)計(jì)方法以及頻率的特性，對(duì)于單方面的輸入和輸出的系統(tǒng)是非常有利的。但是在在對(duì)它進(jìn)行描述的時(shí)候不能夠在系統(tǒng)內(nèi)部變量傳遞的函數(shù)方式下，在這個(gè)基礎(chǔ)上也忽略了初始條件的影響。所以說(shuō)，在函數(shù)進(jìn)行傳遞的描述范圍內(nèi)不包括系統(tǒng)中的所有信息。 對(duì)于智能的控制理論來(lái)說(shuō)，它的形成時(shí)期主要是在上個(gè)世紀(jì)的九十年代，是在經(jīng)典以及現(xiàn)代的控制理論之上逐漸發(fā)展起來(lái)的，這種智能型的控制理論

8、，不僅可以控制大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)，還可以逐漸發(fā)展成為一種運(yùn)用當(dāng)下發(fā)展比較迅速的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行控制。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)就是控制技術(shù)工具發(fā)生了變革，保證了智能控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，智能控制可以順利實(shí)現(xiàn)，它作為一種新的控制方法，基本上解決了無(wú)精確的數(shù)學(xué)模型對(duì)象以及變結(jié)構(gòu)、大時(shí)滯和非線性等一些控制問(wèn)題。 （三）dcs系統(tǒng)逐漸被fcs取代 雖然dcs系統(tǒng)是目前電力行業(yè)對(duì)線運(yùn)行機(jī)組的最主要的控制系統(tǒng)，但其檢測(cè)和執(zhí)行等現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)仍然采用的事模擬量信號(hào)，不能為工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的檢測(cè)、維護(hù)以及管理提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，極大的限制了對(duì)火電廠熱工過(guò)程的控制視野。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，為電站自動(dòng)化控制提供了一個(gè)新的

9、模式，現(xiàn)場(chǎng)總線是指通信網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，即將安裝在現(xiàn)場(chǎng)的智能變送器和智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)，掛在現(xiàn)場(chǎng)總線上，可與任何一個(gè)dcs相連，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息的數(shù)字化傳送。一根現(xiàn)場(chǎng)總線可以掛多臺(tái)智能變送器，同時(shí)傳送工藝變量，控制信息和診斷信息，能在控制室的dcs工程師站上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)智能變送器的校驗(yàn)、調(diào)速和診斷。雖然現(xiàn)階段現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一，現(xiàn)場(chǎng)智能儀表造價(jià)也很高，但在現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化和智能變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)展、完善的基礎(chǔ)上，與現(xiàn)有dcs技術(shù)（計(jì)算機(jī)數(shù)字通信、控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）相結(jié)合，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，組成一代新的控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（fieldbus control system，fcs），將是控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。 四、結(jié)語(yǔ) 在目前的火電廠控制系統(tǒng)中，自動(dòng)化的發(fā)展是很快的，所以說(shuō)，作為火電廠的熱工自動(dòng)化技術(shù)人員應(yīng)該通過(guò)不斷學(xué)習(xí)來(lái)提升自己的專業(yè)水平，對(duì)國(guó)內(nèi)外的自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r要時(shí)刻關(guān)注，為提高企業(yè)自身乃至我國(guó)的火電廠的熱工自動(dòng)化水平貢獻(xiàn)出自己的一份力量。 參考文獻(xiàn)： 1鄔菲，龔雪麗.火電廠熱工自動(dòng)化的發(fā)展、現(xiàn)狀與展望j.可編程控制器與工廠自動(dòng)化，2008