自動化控制技術(shù)在火電廠熱工儀表中的應(yīng)用

史鳴飛

（國電蚌埠發(fā)電有限公司，安徽蚌埠 233000）

0 引言

熱工儀表是保證各大工廠運行的重要組成部分，在火電廠中發(fā)揮著重要作用。熱工儀表自動化技術(shù)在火電廠的應(yīng)用，不僅提升了企業(yè)的自動化技術(shù)及各項技術(shù)水平，還有利于提高企業(yè)工作效率和經(jīng)濟效益。在新時代背景下，熱工儀表自動化技術(shù)在火電廠等企業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛、越來越深入。但是，在其應(yīng)用過程中也出現(xiàn)了一些值得人們注意的問題。只有解決了這些問題，才能讓該技術(shù)在火電廠發(fā)揮更大的作用，進而帶動我國各項經(jīng)濟基礎(chǔ)建設(shè)的健康、有序發(fā)展。

1 熱工儀表自動化技術(shù)介紹

1.1 熱工儀表自動化技術(shù)概述

熱工儀表自動化技術(shù)，顧名思義就是將自動化技術(shù)融合應(yīng)用到熱工儀表中。自動化技術(shù)是包含控制、信息及系統(tǒng)等相關(guān)知識和技術(shù)的綜合學(xué)科，熱工儀表是包含壓力表、溫度計、液位變送器等在內(nèi)的裝置，廣泛應(yīng)用于各大現(xiàn)代化企業(yè)建設(shè)及發(fā)展中。熱工儀表自動化技術(shù)是將自動化技術(shù)和熱工儀表相融合，將熱工儀表的各項優(yōu)勢及作用通過自動化技術(shù)得到最大發(fā)揮的技術(shù)。該技術(shù)在火電廠及其他企業(yè)中的應(yīng)用，有不可替代的作用。

1.2 熱工儀表自動化技術(shù)的特征

（1）智能性。在計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及大數(shù)據(jù)加速快速發(fā)展的時代背景下，熱工儀表自動化技術(shù)融合了各種新時代背景下的各種最新技術(shù)，呈現(xiàn)出智能化的特點。

（2）系統(tǒng)性。熱工儀表自動化技術(shù)以計算機技術(shù)和信息技術(shù)為背景，能夠?qū)φ麄€工作大系統(tǒng)實行宏觀調(diào)配和監(jiān)控，對系統(tǒng)中已經(jīng)出現(xiàn)甚至是沒有出現(xiàn)的問題進行及時反饋，并及時作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，可以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和有序性。

2 自動化控制技術(shù)在火電廠熱工儀表中的應(yīng)用

2.1 設(shè)備安裝

融合了自動化技術(shù)的熱工儀表具有智能性和系統(tǒng)性，這給表盤與設(shè)備安裝工作帶來了很大挑戰(zhàn)，工作也更加繁重，因此需要做好每個安裝環(huán)節(jié)的工作。

（1）安裝之前，應(yīng)做好統(tǒng)籌規(guī)劃工作，對表盤與設(shè)備安裝的安裝位置、安裝開始時間及完成時間提前做好規(guī)劃，并為具體安裝過程中可能出現(xiàn)的問題做好應(yīng)急措施。

（2）安裝過程中，應(yīng)嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求，做好每個安裝環(huán)節(jié)的工作：①初步檢查、檢測儀器，對儀器的質(zhì)量檢查以及數(shù)據(jù)進行驗收，確保后續(xù)安裝步驟的有序進行；②注意安裝的位置，綜合考慮天氣、溫度、電磁波的干擾等，避免這些不利因素影響表盤、設(shè)備的工作；③注意安裝的角度，如測溫元件應(yīng)與管道保持45°左右的傾斜。

（3）安裝完成之后，應(yīng)進一步做好設(shè)備的調(diào)試工作，尤其是熱電偶、壓力變送器等的檢驗工作，確保這些設(shè)備的參數(shù)在允許的承受范圍之內(nèi)，并保證其工作的及時性、精準性、高效性。

2.2 管路鋪設(shè)及配線安裝

將自動化技術(shù)應(yīng)用到熱工儀表中，最重要的工作就是線路鋪設(shè)與安裝。在這一過程中要注意以下4個問題。

（1）注意電源的控制，避免因電源的突然接通或切斷影響線路的穩(wěn)定性，造成線路中斷或損壞。

（2）注意測量的精準性，無論是在線路鋪設(shè)的宏觀路線中，還是在熱工儀表內(nèi)部的線路中，都應(yīng)做到準確無誤。自動化控制技術(shù)在熱工儀表中具有很強的關(guān)聯(lián)性，牽一發(fā)而動全身，測量精準可以為后續(xù)每一步工作提供保障。

（3）在安裝位置方面，除了要注意雨水、潮濕等自然環(huán)境的影響，還應(yīng)注意熱工儀表周圍不能放置有大型電氣設(shè)備。因為大型設(shè)備的運行將產(chǎn)生大量的熱和電磁波，將對熱工儀表工作性能產(chǎn)生強烈干擾，降低其工作效率及使用壽命。

（4）在鋪設(shè)與安裝過程中，應(yīng)隨時做好除塵工作，除塵之后還應(yīng)將線路進行密封，保證線路的簡單有序，不可將線路安裝得錯綜復(fù)雜。線路過于復(fù)雜，不僅成本過高，也不利于后期的維修，為以后線路的管理與維修埋下隱患。

2.3 設(shè)備及線路的清潔與調(diào)試

在設(shè)備安裝、線路鋪設(shè)完成之后，應(yīng)做好儀器設(shè)備與管線的清潔工作。在宏觀上，不可在設(shè)備周圍堆砌各種雜物，這不僅有利于安裝完成之后的調(diào)試、驗收工作，還可以保證設(shè)備投入運行之后的檢查和維修工作，確保設(shè)備有一個安全、良好的工作環(huán)境。在微觀上，要注意儀器屏幕及線路的吹掃工作，保證設(shè)備外部沒有裂紋或銹蝕等，這樣可以確保數(shù)據(jù)及信息的傳輸工作，避免灰塵等對數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_。

工作人員還應(yīng)重視設(shè)備調(diào)試及線路檢查工作。熱工儀表的工作具有精密性、復(fù)雜性等特點，如果不及時做好設(shè)備的調(diào)試與檢驗工作，可能會導(dǎo)致熱工儀表投入正常使用中的諸多問題，阻礙火電廠企業(yè)各項任務(wù)的進行，甚至?xí)斐善髽I(yè)停工停產(chǎn)，影響人們的正常生活。因此，相關(guān)技術(shù)人員一定按照相關(guān)規(guī)范要求，對設(shè)備及線路進行全方面的檢查，應(yīng)對熱工儀表管路展開單獨試壓，調(diào)試后結(jié)合具體的安裝工藝，在控制室中二次聯(lián)校。還要注意熱工儀表系統(tǒng)整體的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，讓系統(tǒng)中的設(shè)備及線路既能自己進行局部調(diào)控，又統(tǒng)一從屬于中央控制的領(lǐng)導(dǎo)指揮。

2.4 自動化試運行

在設(shè)備安裝完成、線路鋪設(shè)以及調(diào)試與檢查完成之后，就可以進入自動化試運行階段。與設(shè)備及線路調(diào)試工作相比，試運行階段的工作更加繁重和復(fù)雜。在這一階段，需要對設(shè)備運行工作的長期穩(wěn)定性進行測試，設(shè)備運行在初期可能不會出現(xiàn)什么問題，但隨著時間推移，數(shù)據(jù)與信息的傳輸工作量加大，設(shè)備可能承受不了過大的信息載荷而出現(xiàn)問題，如：導(dǎo)致設(shè)備局部溫度過高，影響其他相關(guān)工作；導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失真，導(dǎo)致數(shù)據(jù)及信息傳輸?shù)牟粶蚀_性；系統(tǒng)運行正常，但不能反饋具體工作中的問題等?？紤]到以上種種可能出現(xiàn)的問題，相關(guān)技術(shù)人員要觀察設(shè)備連續(xù)工作較長時間之后，對熱工自動化設(shè)計方案、生產(chǎn)流程、正常數(shù)據(jù)信息等進行記錄備份，還要注意整個工作系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)機制是否正常，能否對系統(tǒng)中哪一設(shè)備、哪一環(huán)節(jié)、什么問題作出反饋，并自動進行調(diào)節(jié)。

3 熱工儀表自動化技術(shù)的故障及應(yīng)對措施

3.1 電纜故障造成的誤動

首先要避免在一個設(shè)備機柜中安裝多個設(shè)備及組件，防止它們在工作中的相互干擾，造成運行系統(tǒng)紊亂和電路故障。其次，在線路安裝及后期維護中，在保證線路正常需要的前提下，應(yīng)按照“能簡則簡，節(jié)約至上”的原則，使線路設(shè)置簡單有序，最大限度避免線路交叉而引起線路故障。最后，定期檢查電源模件的輸出電壓，當電壓輸出量過低或過高時，及時更換電源模件。

3.2 熱工儀表的參數(shù)故障

熱工儀表工作時，其參數(shù)曲線會在一定合理范圍內(nèi)上下浮動，但是不會超過一定的限度，否則就表明其工作狀態(tài)出現(xiàn)了異常。一旦出現(xiàn)異常，相關(guān)工作人員應(yīng)該及時分析故障（通常DCS儀表失常會導(dǎo)致熱工儀表失穩(wěn)），逐一排查設(shè)備、查看儀表各項參數(shù)是否在合理的范圍之內(nèi)，最終確定數(shù)據(jù)顯示是否存在滯后性、是電阻出現(xiàn)了問題還是系統(tǒng)失穩(wěn)等，問題一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即根據(jù)熱工儀表工作規(guī)范上報備案，將不良影響降到最低。

4 熱工儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用前景

4.1 綜合自動化發(fā)展趨勢愈加明顯

盡管熱工儀表自動化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有了很大進步，但是隨著我國電力行業(yè)和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展、進步，熱工儀表自動化技術(shù)還有很大的發(fā)展空間。在未來，自動化技術(shù)將不是熱工儀表等單個系統(tǒng)的自動化調(diào)節(jié)，而是向系統(tǒng)一體化的方向發(fā)展。這將實現(xiàn)故障的全面檢查、有序管理和自動維護，進而顯著提高熱工儀表的自動化控制效果。

4.2 智能性得到充分體現(xiàn)

對熱工儀表自動化技術(shù)來說，大數(shù)據(jù)時代既是挑戰(zhàn)又是機遇。在競爭激烈的市場中，企業(yè)只有與時俱進、緊跟時代的步伐，才能在當今社會中生存和發(fā)展。同時，各種科學(xué)技術(shù)的進步，也為熱工儀表自動化技術(shù)的進步發(fā)展提供了支撐。目前國內(nèi)熱工儀表自動化軟件中發(fā)揮主要功能的是PC、Win-Intel機構(gòu)，這些軟件大多數(shù)只是發(fā)揮了監(jiān)控功能，未來熱工儀表將會融合更多先進甚至是前沿的科技，如SCADA、OPC等技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員也一定能通過發(fā)展創(chuàng)新來實現(xiàn)熱工儀表的智能化。

4.3 創(chuàng)新性得到更大體現(xiàn)

現(xiàn)階段火電廠熱工儀表系統(tǒng)需要大量設(shè)備的支持，其安裝還需很多的電纜線路，這不僅占用大量的空間資源，還容易出現(xiàn)后期故障，導(dǎo)致檢查維修工作量加大。未來可以將電氣熱工控制中的相關(guān)理論融合到熱工儀表自動化技術(shù)中，如將原位校準技術(shù)融合到熱工儀表、使用更多類型的傳感器、通過無線通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)等，既可以節(jié)約空間，又可以提高傳輸?shù)男屎蜏蚀_性。此外，可以在熱工儀表中應(yīng)用信息化系統(tǒng)，自動收集儀表運行數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)一分析，從而實現(xiàn)儀表參數(shù)的自動調(diào)整及自動校驗維護。

5 結(jié)束語

自動化控制技術(shù)在火電廠熱工儀表中的應(yīng)用，是順應(yīng)時代發(fā)展的必然趨勢，對企業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ?、國家和社會都有著重要作用。自動化控制技術(shù)在火電廠熱工儀表中的應(yīng)用，體現(xiàn)在越來越多的方面，應(yīng)重視其在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，并逐步掌握解決這些問題的有效途徑。未來應(yīng)將更多、更先進和前沿的技術(shù)應(yīng)用到熱工儀表自動化控制系統(tǒng)，使其不斷發(fā)展和更加完善。