電廠熱工自動化技術(shù)探討

岳波　田園

摘要：在自動化發(fā)展的當(dāng)今，火力發(fā)電也伴隨著火電廠熱工自動化慢慢發(fā)展起來，真正為我國電力事業(yè)提供了有效基礎(chǔ)保障。隨著我國對火力發(fā)電的重頭技術(shù)革新，目前電廠熱工自動化已經(jīng)得到了比較成熟的技術(shù)。在我國電廠中，要想取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，就必須利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高電廠自動化水平?；诖?，本文就主要對電廠熱工自動化相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞 火電廠；熱工自動化；

引言：近年來，我國電廠熱工自動化控制技術(shù)取得了長足發(fā)展，并不斷應(yīng)用在電廠中，使我國電廠熱工自動化控制技術(shù)表現(xiàn)出設(shè)備智能化和技術(shù)高新化的特點(diǎn)，然而，我國電廠熱工自動化控制技術(shù)仍然存在一些不足，應(yīng)當(dāng)對電廠熱工自動化控制技術(shù)和熱工自動化控制管理進(jìn)行不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，不斷提高電廠熱工自動化控制技術(shù)水平。

1 電廠熱工自動化簡析

熱工自動化技術(shù)是將控制、工程、儀表、信息等方面的理論和高新技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，通過對熱力學(xué)參數(shù)的控制、檢測，以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制、檢測、改進(jìn)、管理，最終實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)優(yōu)量、節(jié)能降耗的目標(biāo)。熱工技術(shù)主要應(yīng)用在鍋爐、汽機(jī)等設(shè)備的自動控制，使機(jī)組可以根據(jù)工況自動調(diào)節(jié)適應(yīng)，以保持安全、節(jié)能的運(yùn)行狀態(tài)。火電廠由于工作環(huán)境比較特殊，具有熱力設(shè)備多、系統(tǒng)龐雜、生產(chǎn)繁復(fù)的特點(diǎn)，設(shè)備的運(yùn)行條件比較惡劣，長期處于高壓、高溫的易燃環(huán)境中，因此，現(xiàn)代熱工系統(tǒng)一般還包括自動檢測、自動預(yù)警等功能。隨著電廠熱工自動化的發(fā)展，相關(guān)的電廠熱工的自動化機(jī)械向著更大電壓的承受、大容量的方向發(fā)展。在電廠熱工自動化發(fā)展的前期，并不是完全的自動化，因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展不足的原因，當(dāng)時的電廠熱工的相關(guān)機(jī)械仍需要手工的操作，需要一定的人工。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電廠熱工的自動化方面也得到了應(yīng)用。目前所提到的電廠熱工的自動化一般是以電腦為控制端，以相關(guān)的電廠熱工的自動化設(shè)備為終端進(jìn)行的。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷深化，自動化的程度也越來越高。

1.1自動檢測。在熱力操作過程中，流量、成分、液位以及溫度等是主要的運(yùn)行參數(shù)，通過自動化儀表對這些參數(shù)進(jìn)行自動測量；自動檢測各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)是保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的核心，通過反饋環(huán)節(jié)還可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)的自動調(diào)節(jié)，并在必要時及時給出報(bào)警信號。

1.2自動控制。通過自動控制裝置，可以對部分生產(chǎn)過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，主要有自動調(diào)節(jié)、順序和遠(yuǎn)方控制之分。

1.3自動報(bào)警。在自動檢測過程中，一旦出現(xiàn)熱工參數(shù)與規(guī)定值偏差較大，將會給出報(bào)警信號提醒工作人員及時處理。

1.4自動保護(hù)。當(dāng)熱工參數(shù)在限定值以外時，或設(shè)備的運(yùn)行條件不滿足要求，相應(yīng)的自動控制裝置將會終止生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)自動保護(hù)。

2電廠熱工自動化技術(shù)

對電廠的熱工自動化技術(shù)構(gòu)成進(jìn)行分析，由兩個環(huán)節(jié)組成：

2.1監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要作用是對系統(tǒng)與DCS間的數(shù)據(jù)交換進(jìn)行管理，其實(shí)現(xiàn)的功能包括：采集和存儲數(shù)據(jù)、監(jiān)控及分析數(shù)據(jù)、分析性能等。監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)具有較強(qiáng)的軟件功能，生產(chǎn)時可以依據(jù)具體情況啟動所需功能。自該系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，由于對軟件系統(tǒng)還較為陌生，很多電廠僅僅運(yùn)行到了該系統(tǒng)的一些簡單功能，如：采集數(shù)據(jù)、打印報(bào)表等；一些深化功能并沒有得到實(shí)施，如：優(yōu)化運(yùn)行方式、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化控制、設(shè)備故障診斷等。

2.2分散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用具有里程碑意義，它基于計(jì)算機(jī)技術(shù)在局域網(wǎng)絡(luò)中得以功能實(shí)現(xiàn)。在該系統(tǒng)中，局域網(wǎng)類似于一個實(shí)時數(shù)據(jù)控制端，能夠?qū)卧獧C(jī)組進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)在我國的火電廠中得到了廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)仍有較大發(fā)展空間。

3.電廠自動化技術(shù)簡析

3.1自律分布式的系統(tǒng)。

現(xiàn)在電廠中最重要的控制系統(tǒng)就是自律控制系統(tǒng)了。自律控制系統(tǒng)可以在同一時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自律的可控性和自律的可協(xié)調(diào)系統(tǒng)。自律的可控性是指在系統(tǒng)中的任意一個部件系統(tǒng)如果出現(xiàn)了問題，那么其他的系統(tǒng)就能夠在實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)的基礎(chǔ)上控制好自身的系統(tǒng)，自律的可協(xié)調(diào)性是指整個系統(tǒng)中的任意系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤，電廠的系統(tǒng)可以自動的協(xié)調(diào)控制好自身的工作狀態(tài)，并在運(yùn)行中相互的協(xié)調(diào)。

現(xiàn)在使用的DCS和自律性的DCS是有很大差別的。現(xiàn)有的DCS有兩種類型，一種是層次分布型系統(tǒng)，另一種是水平分布型系統(tǒng)。層次分布型系統(tǒng)的上位子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，下位子系統(tǒng)則無法的實(shí)施調(diào)節(jié)但是會進(jìn)行局部范圍內(nèi)的控制，具有自律控制性，雖然具有自律控制性但是缺乏系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。水平分布型系統(tǒng)的部分子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，則剩下的子系統(tǒng)會繼續(xù)的工作，子系統(tǒng)出現(xiàn)的問題不影響其他系統(tǒng)的正常工作，但是這種情況也會有一定的缺陷，系統(tǒng)之間無法相互交換信息，沒有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間相互的控制，因此他具備協(xié)調(diào)性，但是缺乏控制性。而在傳統(tǒng)的集中式系統(tǒng)中，其只有唯一一個控制器，所以它即沒有自律的可控性，也沒有自律的可協(xié)調(diào)性。

3.2無線測量技術(shù)應(yīng)用

溫度測量，火電廠熱工測量控制系統(tǒng)中的溫度測量傳感器（senser），采用熱電偶熱電阻，少數(shù)地方采用其他熱敏元件如金屬膜（雙金屬膜）水銀溫包等作為溫度測量的一次元件；2、壓力（真空）測量，傳感器為應(yīng)變原理的膜片，彈簧管，變送器為位移檢測原理或電阻電容檢測原理，（4-20ma），二次儀表以數(shù)顯為多；3、流量測量，以采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件依據(jù)差壓原理測量為主，少數(shù)地方采用齒輪流量計(jì)或渦輪流量計(jì)，如燃油流量的測量。大機(jī)組中的主蒸汽流量測量許多地方不用節(jié)流件，利用汽機(jī)調(diào)節(jié)級的壓力通用公式計(jì)算得出；4、液位（料位）測量，液位測量以差壓原理經(jīng)壓力補(bǔ)償測量為主流，電接點(diǎn)，工業(yè)電視并用。料位測量以稱重式或電容式傳感器配4-20ma變送器測量，也有用浮子式或超聲波原理。

4. 提升電廠熱工自動化控制技術(shù)措施

近年來，我國在電廠熱工自動化技術(shù)方面取得了一定成就，然而仍然存在一些問題，因此，應(yīng)當(dāng)對電廠熱工自動化控制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，不斷提升電廠熱工自動化控制技術(shù)，推動我國電廠熱工自動控制技術(shù)的發(fā)展。一方面，電廠應(yīng)當(dāng)拓展技術(shù)資源，對熱工自動控制技術(shù)的管理不斷進(jìn)行優(yōu)化。電廠熱工自動控制技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的技術(shù)，電廠應(yīng)當(dāng)對人才資源優(yōu)勢進(jìn)行整合拓展，定期對電廠熱工自動化控制員工進(jìn)行熱工自動控制技術(shù)培訓(xùn)，不斷提高電廠熱工自動控制人員的專業(yè)技術(shù)水平，推動電廠熱工自動化控制技術(shù)的發(fā)展。同時電廠也應(yīng)當(dāng)注重?zé)峁ぷ詣踊刂葡到y(tǒng)的保護(hù)邏輯組態(tài)的優(yōu)化，采用質(zhì)量可靠且技術(shù)成熟的熱控元件設(shè)備，提高電廠熱工自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，電廠應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)熱工自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)踐。隨著科技和社會的不斷發(fā)展，電廠的熱工自動化技術(shù)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展原則，在電力資源合理開發(fā)的基礎(chǔ)上，不斷對熱工自動化控制技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，推動熱工自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，保證電廠的正常生產(chǎn)和運(yùn)營，為電廠帶來更大經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語

總而言之，隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電廠熱工自動化水平明顯提高。在社會需求及電廠發(fā)展的推動下，該技術(shù)將會朝著智能和無線化的方向發(fā)展。因此，電廠應(yīng)當(dāng)拓展技術(shù)資源，對熱工自動控制技術(shù)的管理開發(fā)不斷進(jìn)行優(yōu)化，同時加強(qiáng)熱工自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)踐，不斷提高電廠熱工自動化控制技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]古松.芻議電廠熱工自動化控制技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（12）.

[2]陳鶴.探索火電廠熱工自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].科學(xué)與財(cái)富，2012（8）.

[3]段豪.智能控制在電廠熱工自動化中的實(shí)際應(yīng)用[J].科海故事博覽·科技探索，2013（10）..