探析火電廠熱控自動(dòng)化控制設(shè)備的調(diào)試與安裝

屈斌虎

摘要：火電廠熱控自動(dòng)化控制系統(tǒng)由控制器與控制對(duì)象組成，目的在于維持火力發(fā)電各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)與參數(shù)按照預(yù)定的規(guī)律正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本文就調(diào)試思路與重點(diǎn)環(huán)節(jié)兩個(gè)方面梳理了熱控自動(dòng)化控制設(shè)備的調(diào)試要點(diǎn)，圍繞設(shè)備環(huán)境的契合度、接地設(shè)備、電纜敷設(shè)三項(xiàng)內(nèi)容分析了熱控自動(dòng)化控制設(shè)備的安裝要點(diǎn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠;熱控自動(dòng)化;控制設(shè)備;調(diào)試;安裝

引言

火電廠的熱控自動(dòng)化與一般工業(yè)自動(dòng)化控制的思路并無(wú)本質(zhì)差異，是過程自動(dòng)化控制的一種常見形式，即針對(duì)火電廠火力發(fā)電過程中的鍋爐、汽輪機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，可進(jìn)行反饋控制、前饋控制、最優(yōu)控制。為了保證控制質(zhì)量，在調(diào)試與安裝熱控自動(dòng)化控制設(shè)備時(shí)，技術(shù)人員必須提高重視程度。

1?火電廠熱控自動(dòng)化控制設(shè)備的調(diào)試要點(diǎn)梳理

1.1 調(diào)試思路

火力發(fā)電廠的發(fā)電思路為：在鍋爐中添加煤炭等化石能源或其它可燃物，利用該類資源燃燒產(chǎn)生的熱能，使鍋爐中的水汽化為水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，進(jìn)一步帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，最終轉(zhuǎn)化為電能。在人工監(jiān)控運(yùn)行模式下，上述過程中，對(duì)鍋爐溫度的監(jiān)控、是否需要添加水分、當(dāng)前發(fā)電量是否滿足地方供電網(wǎng)絡(luò)的需求等，均由人工負(fù)責(zé)。此種方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還會(huì)因銜接不暢而出現(xiàn)差錯(cuò)。隨著機(jī)械制造行業(yè)以及自動(dòng)控制理論的發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)預(yù)先編制控制程序，控制各監(jiān)控設(shè)備對(duì)火力發(fā)電生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行等情況進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)需要即行控制，已經(jīng)成為火力發(fā)電廠不可或缺的重要工作環(huán)節(jié)。實(shí)際上，控制系統(tǒng)正式運(yùn)行前的設(shè)備調(diào)試工作，其主要思路在于：①檢驗(yàn)監(jiān)控設(shè)備的靈敏度。比如鍋爐中正在燃燒的煤炭資源數(shù)量是否能夠提供充足的熱量，使足夠的水分轉(zhuǎn)化成水蒸氣;或是鍋爐中的水分含量是否已經(jīng)不足，需要添加水分等。②計(jì)算機(jī)總控端發(fā)出的指令與監(jiān)控設(shè)備生成的被控制設(shè)備運(yùn)行狀況等信息是否能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞。如果設(shè)備之間無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成信息交流，則火電廠的熱控自動(dòng)化系統(tǒng)便無(wú)法發(fā)揮作用，一旦無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)的故障，輕則使火電廠遭受損失，重則會(huì)引發(fā)大型安全事故。

1.2 重點(diǎn)環(huán)節(jié)

火電長(zhǎng)熱控自動(dòng)化控制設(shè)備的調(diào)試重點(diǎn)環(huán)節(jié)如下：①監(jiān)控設(shè)備一般采用上電復(fù)位的啟動(dòng)模式，待通電后，是否能夠即時(shí)啟動(dòng)，并立刻參與監(jiān)控工作。②自計(jì)算機(jī)控制端向各監(jiān)控設(shè)備發(fā)出指令，由技術(shù)人員負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)控設(shè)備的靈敏度進(jìn)行調(diào)試;該過程應(yīng)具備“雙向性”，即監(jiān)控設(shè)備圍繞生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行狀況整理而成的信息是否能夠及時(shí)傳遞至計(jì)算機(jī)端，兩端設(shè)備的反饋效率是調(diào)試的重點(diǎn)。③當(dāng)監(jiān)控設(shè)備發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線設(shè)備的有關(guān)參數(shù)（預(yù)先設(shè)定的重點(diǎn)參數(shù)，如鍋爐的熱量、水蒸氣的氣壓等）已經(jīng)達(dá)到臨界標(biāo)準(zhǔn)后（同樣由程序自行設(shè)置），如果自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)布調(diào)整指令后，監(jiān)控設(shè)備是否能夠及時(shí)控制生產(chǎn)線設(shè)備完成調(diào)整。④定期檢測(cè)監(jiān)控設(shè)備時(shí)，技術(shù)人員需對(duì)設(shè)備記錄的信息進(jìn)行整理和備份，防止因信息丟失或錯(cuò)亂而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障。

2?火電廠熱控自動(dòng)化控制設(shè)備的安裝要點(diǎn)分析

2.1 保證運(yùn)行環(huán)境與熱控自動(dòng)化設(shè)備的契合度

火電廠熱控自動(dòng)化控制設(shè)備安裝的首項(xiàng)要點(diǎn)為：務(wù)必保證環(huán)境與設(shè)備性能之間高度契合。比如在一般的電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，為了防止某一設(shè)備出現(xiàn)短路等故障，技術(shù)人員常常使用PLC可編程邏輯控制系統(tǒng)，結(jié)合熱敏傳感器，監(jiān)督電路的溫度。一旦溫度過高，便說(shuō)明監(jiān)控范圍內(nèi)的某個(gè)電力設(shè)備正面臨風(fēng)險(xiǎn)，故計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)布制定，即時(shí)調(diào)用PLC中的“斷開模塊”功能，斷開故障電氣設(shè)備與總路的連接。此種此路能夠?qū)崿F(xiàn)的原因在于，在正常情況下，電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行溫度相對(duì)較低，與熱敏傳感器的高溫臨界范圍之間具備較大的參數(shù)差異，故溫度出現(xiàn)明顯變化時(shí)，控制系統(tǒng)幾乎在瞬間便會(huì)捕捉到異常情況。但火電廠的鍋爐溫度控制不同，鍋爐本身進(jìn)行化石燃料燃燒，溫度長(zhǎng)期處于極高的狀態(tài)，如果應(yīng)用常規(guī)的熱敏元件，不僅不會(huì)完成自動(dòng)控制的任務(wù)，還會(huì)在“相對(duì)正?！钡那闆r下，由監(jiān)控設(shè)備向總控端發(fā)出異常信號(hào)，致使正常的火力發(fā)電流程被迫中斷?；诖?，在安裝監(jiān)控設(shè)備時(shí)，技術(shù)人員那必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與設(shè)備之間的契合度進(jìn)行分析，避免非引發(fā)不良事件。

2.2 接地設(shè)備安裝

幾乎所有類型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)均需依靠電能實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，為了保證監(jiān)控設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，熱控自動(dòng)化系統(tǒng)中的所有設(shè)備均必須配備接地裝置。安裝接地裝置或設(shè)備的重點(diǎn)為：①接地網(wǎng)和電力供應(yīng)系統(tǒng)必須具備獨(dú)立性，不能與熱控自動(dòng)化系統(tǒng)中的其他設(shè)備共享電源和接地網(wǎng)[2]。②流經(jīng)接地設(shè)備的電流必須嚴(yán)格控制，一旦電流持續(xù)過大，很可能致使設(shè)備陷入過載狀態(tài)，輕則損壞設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件，重則直接導(dǎo)致爆炸，造成惡性事故。③資料顯示，安裝接地設(shè)備時(shí)，技術(shù)人員經(jīng)常發(fā)現(xiàn)設(shè)備底線焊接不牢、連接線異常松動(dòng)等問題。如果未能及時(shí)重視，一旦接電，設(shè)備本身及系統(tǒng)整體均可能發(fā)生故障。因此，保證控制設(shè)備的安裝深度，保證接地線穩(wěn)定，方可使設(shè)備正常運(yùn)行。

2.3 電纜敷設(shè)要點(diǎn)

火電廠熱控自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，電纜的敷設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要。如果電纜布線的規(guī)范程度不足，或是未能重視對(duì)表層絕緣皮的保護(hù)，又或是對(duì)屏蔽電纜和非屏蔽電纜之間缺乏有效區(qū)分，將會(huì)導(dǎo)致有源及非源信號(hào)之間的互相干擾甚至是漏電事故。因此，敷設(shè)電纜時(shí)：①技術(shù)人員首先需要對(duì)電纜的布線方式進(jìn)行檢驗(yàn)，精確計(jì)算電纜長(zhǎng)度;②區(qū)分屏蔽電纜與非屏蔽電纜，盡量在單次工作中完成信號(hào)分散工作，無(wú)需設(shè)置端子箱。③注重不同設(shè)備電纜之間的距離，防止磨損和干擾。

3?結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)控制是指無(wú)人參與的情況下，依靠預(yù)先編制的控制程序，監(jiān)控各控制設(shè)備呈規(guī)范運(yùn)行。通常情況下，當(dāng)生產(chǎn)過程的某些參數(shù)發(fā)生變化后，控制程序會(huì)向特定的設(shè)備下達(dá)指令，進(jìn)而改變生產(chǎn)線設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自主調(diào)整。為保證該過程的穩(wěn)定性，控制設(shè)備的調(diào)試與安裝至關(guān)重要，不可出現(xiàn)任何差錯(cuò)。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T 774-2004.火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程[S].2004.

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[3]席明偉.火電廠熱控自動(dòng)化控制設(shè)備的科學(xué)調(diào)試與合理安裝分析[J].工程技術(shù)研究，2019，4（7）：106-107.