電廠熱控自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

*通訊作者：袁源，1983年11月，男，漢族，安徽馬鞍山人，就職于華能南京燃機發(fā)電有限公司，工程師，本科。研究方向：測控技術(shù)與儀器。

摘要：熱控自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)偏復(fù)雜，其運行的穩(wěn)定性影響著電廠的效益。所以，在實際操作中，電廠需要重視熱控自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定程度，并采取相應(yīng)的提升對策來保證電廠的穩(wěn)定運營。

關(guān)鍵詞：電廠;熱控;自動化系統(tǒng);穩(wěn)定運行

一、引言

現(xiàn)在社會發(fā)展背景下，各行各業(yè)對電能需求越來越大，加重發(fā)電廠工作負擔，對電廠生產(chǎn)帶來一定機遇和挑戰(zhàn)，電廠應(yīng)對控制系統(tǒng)向自動化方向不斷發(fā)展，以適應(yīng)社會發(fā)展需求。熱控自動化系統(tǒng)是電廠智能化系統(tǒng)關(guān)鍵內(nèi)容，可保障系統(tǒng)安全運行，其包含分散控制、輔助控制、實時控制及視頻監(jiān)控等，可實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的合理控制。

二、電廠熱控自動化技術(shù)概述

電廠熱控自動化是指在發(fā)電過程中，電廠需要進行初期數(shù)據(jù)的準備、發(fā)電時數(shù)據(jù)的處理、運行時儀器自主的操作、提醒與自主檢測等工作。電力企業(yè)基本都是使用自然資源進行發(fā)電，南方因為水資源多，因此大多都是水力發(fā)電，而北方因為缺水，只能使用煤發(fā)電，也就是火力發(fā)電。

火力發(fā)電相對而言會消耗更多的能源，因此，為了節(jié)約能源，需要提高火力發(fā)電技術(shù)，在此過程中，產(chǎn)生了自動化操作技術(shù)，自動化操作技術(shù)可以有效地使用計算機網(wǎng)絡(luò)編程語言來控制設(shè)備，從而完善生產(chǎn)的自動化。在火力發(fā)電廠，人們在自動化生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上進行了熱控自動化的研發(fā)，讓火力發(fā)電廠也可以利用自動化設(shè)備進行生產(chǎn)的遠程控制。

三、自動化熱控系統(tǒng)主要組成部分

（一）分散控制系統(tǒng)

分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）主要是對電廠相關(guān)生產(chǎn)控制過程進行科學(xué)合理的分散控制，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計原則，是電廠熱控系統(tǒng)的主要的控制部分。分散系統(tǒng)作為電廠熱控系統(tǒng)主要組成部分承擔著該系統(tǒng)全部的信息通信、技術(shù)監(jiān)測、系統(tǒng)控制和操作臺以及維修檢測等端口任務(wù)，并且相互之間不存在交叉聯(lián)系，保證系統(tǒng)能夠獨立完成各項相關(guān)工作，具有獨立運行和操作的優(yōu)點[1]。但是，在實際的操作和使用過程中，為了能夠綜合處理信息和收集具有客觀性數(shù)據(jù)，需要獨立的任務(wù)端口建立數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)完成協(xié)調(diào)和統(tǒng)一標準，保證在差異化端口中能夠準確高效識別信息流，從而確保該系統(tǒng)能夠成為一個功能全面、機制組成靈活的有機體。同時，由于該系統(tǒng)采用模塊化概念設(shè)計，對于各種設(shè)備要求和工作環(huán)境具有靈活的適應(yīng)性，可以實現(xiàn)高度機動性系統(tǒng)配置目的。

（二）強輔助控制系統(tǒng)

無人控制技術(shù)正好符合了當前電廠熱控系統(tǒng)中自動化發(fā)展趨勢，是實現(xiàn)熱控設(shè)備輔助系統(tǒng)建設(shè)的主要核心技術(shù)，對于推進電廠熱控輔助系統(tǒng)建設(shè)有重要的推進作用。在輔助設(shè)備系統(tǒng)中，高效率的自動化數(shù)據(jù)處理中心和控制終端是該系統(tǒng)的大腦核心所在，具有高效率計算的CPU/DPU，能夠根據(jù)用戶需求編寫適應(yīng)性程序，并且對于信號收集設(shè)備獲取的信號進行數(shù)學(xué)建模分析，進而進行分析和輔助方案編寫，最后發(fā)出輔助控制指令，實現(xiàn)該系統(tǒng)的生產(chǎn)輔助控制。

（三）動態(tài)化監(jiān)測系統(tǒng)

動態(tài)化檢測系統(tǒng)能夠降低日常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的生產(chǎn)事故概率，保證電廠在日常生產(chǎn)過程中實現(xiàn)按電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)。主要由監(jiān)控系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)組成，可以通過數(shù)據(jù)模塊轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)跨系統(tǒng)間的信息交換，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)共享機制，提升熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性控制目的。因此，加強電廠熱控系統(tǒng)穩(wěn)定動態(tài)檢測能夠強化管理中心對于電廠熱控設(shè)備的實施數(shù)據(jù)收集和分析，分析相關(guān)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，精細化管理電廠熱控設(shè)備運行狀態(tài)，掌握電廠熱控系統(tǒng)實際運行狀況。

四、電廠熱控自動化系統(tǒng)運行中存在的問題

（一）檢修模式落后

最近幾年，我國電力事業(yè)發(fā)展迅速，而電力部門在對設(shè)備進行檢修的過程中，很多時候采用的依然是傳統(tǒng)的檢修模式，不僅需要投入大量的人力物力資源，而且檢修的效率不高，會對電廠的正常生產(chǎn)造成影響。熱控自動化系統(tǒng)中的設(shè)備故障具有不定時的特點，可能出現(xiàn)在檢修周期外，增加機組運行安全風險的同時，也會影響熱控自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

（二）影響因素復(fù)雜

新的發(fā)展環(huán)境下，社會對于電能的需求持續(xù)增長，電力行業(yè)得到了長足發(fā)展，企業(yè)規(guī)模迅速擴大，信號傳輸?shù)木嚯x也在不斷增加，在傳輸?shù)倪^程中需要設(shè)置多個中間點，這樣必然會對信號傳輸?shù)乃俣犬a(chǎn)生影響，導(dǎo)致故障離散性增強，如果不能對其進行有效處理，在電廠熱控自動化系統(tǒng)中，會引發(fā)相應(yīng)的控制邏輯混亂、保護信號滯后等問題，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也就無法得到保障。針對這樣的問題，電力部門需要高度重視電力設(shè)備的規(guī)劃設(shè)計、安裝調(diào)試以及運行維護工作，切實保證系統(tǒng)的經(jīng)濟性、合理性和穩(wěn)定性。

（三）電力設(shè)備設(shè)計缺陷和更新頻率降低

高溫、高電壓等惡劣工作環(huán)境對電力設(shè)備的零部件造成的損傷極大，如果設(shè)備運行維護檢修和管理模式落后導(dǎo)致的故障問題不能徹底、及時地解決，就會給生產(chǎn)帶來不確定的安全隱患。此外，設(shè)備老舊和低頻率更新問題造成的人力、財力的極度浪費，節(jié)能理念融入度不足導(dǎo)致的環(huán)境污染嚴重問題，以及技術(shù)人員專業(yè)技能落后、電子元器件不匹配設(shè)備、工作人員培訓(xùn)機制不健全等問題都會成為影響當前電廠熱控系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素。

五、提高電廠熱控自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性的具體對策分析

（一）強化單元控制機組自動化、智能化

建設(shè)單元控制機組是熱控系統(tǒng)重要組成，將其向自動、智能化方向引入，可以確?？刂频母咝?。因此，在電廠熱控自動化優(yōu)化的過程中，應(yīng)注重提高單元控制機組自身反應(yīng)靈敏度，以高效的單元控制機組，實現(xiàn)對機組運行的實時監(jiān)督。智能化技術(shù)支持下，傳統(tǒng)自動化設(shè)備逐漸淘汰，轉(zhuǎn)而采用現(xiàn)代化智能設(shè)備支持工作。當下，電廠熱控自動化運行中的單元控制機組主要以DEH、DCS為支持組成控制系統(tǒng)，提高單元機組運行效率。

（二）對自動化軟件的更新優(yōu)化

對自動化設(shè)備系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，主要對控制范圍及指標優(yōu)化，進一步擴大的通知范圍。需注重設(shè)備自動化軟件設(shè)計中，軟件的抗干擾能力和安全性能，確保軟件安全運行后，向數(shù)據(jù)處理速度及效率方向深入優(yōu)化。在不同過程中應(yīng)設(shè)置不同的顯示、監(jiān)控、控制、搜索等功能，將自動化軟件和文件打印功能結(jié)合起來，可以將系統(tǒng)中生成的數(shù)據(jù)及時打印出來，生成數(shù)據(jù)報告，以便控制人員對系統(tǒng)故障、系統(tǒng)運行及時上報，便于通過相關(guān)參數(shù)對系統(tǒng)工作效率科學(xué)調(diào)整。

（三）優(yōu)化系統(tǒng)硬件管理

硬件設(shè)備是熱控系統(tǒng)的主要組成部分，若系統(tǒng)運行時產(chǎn)生問題，則會影響其穩(wěn)定性，因此需要建立合理的自動化管理機制[2]。系統(tǒng)的穩(wěn)定運行建立在功能質(zhì)量的基礎(chǔ)上，使用科學(xué)的對策管理熱控自動化系統(tǒng)，可以提升系統(tǒng)的耐老化性，以免系統(tǒng)因為外界原因而產(chǎn)生故障問題。在選擇系統(tǒng)硬件型號時，需要對設(shè)備環(huán)境展開全方位考慮，保證選擇的設(shè)備型號、質(zhì)量與性能都達到生產(chǎn)要求。除此之外，還需要完善系統(tǒng)的驗收工作，進行日常工作的管理，對系統(tǒng)的電源、機房的溫度與終端的狀態(tài)進行良好的管理，從細節(jié)的關(guān)注中減少事故發(fā)生的概率。

（四）優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)邏輯

邏輯系統(tǒng)是否合理決定了熱控自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，采取合理的措施可以減少低誤動作與拒動帶來的故障。在設(shè)計邏輯系統(tǒng)時，需要首先進行性能測試，合理使用三取二保護邏輯方法，使用質(zhì)量碼來判斷測點質(zhì)量，這種測量方法十分可靠，可以確保信號路基的判斷，從而減少低誤動作的發(fā)生概率。除此之外，在負荷系統(tǒng)運行時優(yōu)化邏輯系統(tǒng)，可以減少操作風險與勞動強度，最大的減少事故的發(fā)生概率。

（五）APS技術(shù)的優(yōu)化

APS技術(shù)是電廠系統(tǒng)中的順序控制系統(tǒng)，主要是電廠熱控自動化技術(shù)中，對各控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的調(diào)控。因此，需對APS系統(tǒng)進行優(yōu)化改善，首先，要提高工作人員對APS技術(shù)的認知，認識到操作規(guī)范性對熱控自動化系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要性;其次，在電廠相應(yīng)操作管理崗位張貼系統(tǒng)操作規(guī)范指南，明確標出錯誤操作的禁止標志，避免工作人員錯誤操作;最后，色織自動報警裝置，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)錯誤后自動報警裝置及時叫停設(shè)備運行，發(fā)出報警信號，提高熱控機啟停效率，確保各個設(shè)備運行中的高效性和連續(xù)性。

六、結(jié)束語

綜上所述，熱控系統(tǒng)穩(wěn)定問題對于電廠的運行和發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響，為了能夠提高使用效率，降低損耗，提高熱控系統(tǒng)穩(wěn)定，不但需要健全的熱控系統(tǒng)穩(wěn)定監(jiān)管機制，還需要采取技術(shù)措施徹底解決熱控系統(tǒng)自動化穩(wěn)定性不足的問題，并利用現(xiàn)代化管理技術(shù)和設(shè)計理念，提升電廠設(shè)備運行效率。

參考文獻：

[1]曹起芳.電廠熱控自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性探索[J].自動化應(yīng)用，2020（07）：165-167.

[2]丁猛.電廠熱控自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性分析[J].當代化工研究，2020（11）：47-48.