探讨新技术在电厂中的应用张健敏

探讨新技术在电厂中的应用张健敏

张健敏张刚李钟言

中国电建集团河南工程公司河南省450000

摘要：新型技术在电厂应用的过程中需要对较多的方面进行注意，只有合理管理新型技术才能保证其在电厂中发挥重要作用。现阶段我国每次新技术在电厂的应用还不够成熟，所以存在需要进一步改进的问题，这些问题的解决是提高我国电厂管理控制水平的重要基础。根据新技术的特点以及我国电厂的发展现状，合理改进新技术应用，保证其与我国电厂的发展现状更加适应，提高对电厂的管理控制能力。所以，本文对新技术在电厂应用中应注意的问题进行探讨。

关键词：电厂应用；新技术；问题

引言

电厂作为我国主要电力能源，电厂的自动化水平的高低直接影响电厂发电的生产效率，因此对电厂发电热工自动化控制新技术的探讨研究具有重要意义。自动控制技术、智能控制技术以及现场总线控制技术的快速发展使得电厂发电热工自动化控制技术有了很大的改变。自动化控制新技术在电厂发电中应用将增加电能生产效率与提高电厂运行可靠性。

一、电厂热工自动化控制新技术

1、现场总线控制技术

现场总线控制系统简称FCS作为一种在工业控制以及企业的数据通信与传输的重要单元，在现代控制系统中起了不可缺少的作用。FCS在电厂中刚刚兴起，其应用将逐渐取代传统的分散控制系统（DCS），相比于DCS，FCS的系统结构具有开放性、成本低以及结构优良等优势，FCS的应用将大大地提高了电厂热工控制性能与效率。常见的FCS结构体系主要由生产管理层（MNET）、监控网络层（SNET）、控制网络层（CNET）等组成。操作员站以及工程师站主要对生产过程进行监视、系统维护、操作以及管理。监控网络层实现高级控制策略以及装置优化控制等，结合控制网络层实现对控制系统的数据通信与传输。

2、智能控制技术

2.1锅炉燃烧过程控制

锅炉燃烧过程控制主要是通过监控层对锅炉的燃烧状态进行数据采集与监测，根据监测的数据采用智能算法进行智能分析，常用智能算法有人工神经网络、多级可拓、模糊控制、专家系统等，利用智能算法计算状态参数进行对PID控制的参数调节，从而实现锅炉燃烧的智能控制，提高锅炉的控制效率与控制的可靠性。

2.2温度智能控制

锅炉温度智能控制主要是对锅炉汽温的控制，锅炉的汽温时变性较强，传统的控制方法不能适应大型电厂的发展，对大型的电厂控制效果不理想。目前常用的汽温智能控制技术主要有汽温模糊控制技术和神经网络智能汽温控制技术，在智能汽温控制技术的应用下，对大型电厂的锅炉汽温控制中能够在不同负荷下具有良好的控制效果。

2.3智能给水控制

目前大型电厂的锅炉设备比小型电厂增加了许多，传统的给水控制容易出现给水不足或者给水缓慢等现象，为了拥有一个较精准以及可靠的给水控制方式，多层神经网络的自适应PID智能给水控制方式将引入到发电锅炉给水控制能，该方式不仅简化了传统的给水控制系统结构，还极大地提高的给水控制系统的可靠性与稳定性。

二、热工自动化技术在电厂中的应用

1、热工自动化仪表系统

电厂的热工仪表自动化技术可以有效地检测和监控电厂的热能电力参数，大大减少电厂生产事故，提高生产安全性。它应用热能工程控制理论结合电子计算机技术和高智能型器械仪表，实现电厂热工仪表的自动化。热工仪表自动化系统既有智能化设备，又有高新化技术，主要是对锅炉蒸汽设备及其他相应设备的运行进行控制，使得发电机组能在自动化条件下正常、安全运行。

2、热工自动化测量系统

热工自动化测量系统由温度的测量、压力（真空）测量、流量测量、料位测量及液位测量等组成。温度测量大多数采用热电偶热电阻的传感器;压力测量变送器原理为电阻电容检测或位移检测原理，传感器为使用应变原理的弹簧管、膜片，数显在二次仪表中居多。流量测量大多数采用利用差压原理的标准节流件，少数采用涡轮流量计或齿轮流量计。料位测量以电容式或称重式传感器配4～20mA变送器测量，也有的用超声波原理或浮子式进行测量。液位测量通常以压差原理通过压力补偿机制测量为主。

3、热工自动化安全系统

电厂热工自动化的安全系统与控制系统、警报系统等实物系统不同，它是一种无形的力量，在后台保护着其他系统的正常运行以及操作人员的人身安全。在电厂的热工保护、终端监控系统的动态监控、控制系统的安全运行以及所有安全技术的支持下，整个电厂热工自动化设备的运行才能够实现。因此，电厂的热工自动化设备离不开安全系统的保障。

4、热工自动化网络服务系统

热工自动化系统还使用网络通讯服务器终端对电厂各个部门进行统一控制，各个生产部门可以与智能网络终端相连，记录和整理生产现场工作情况，并通过信息传输服务器连接至主控中心通讯端口，采用通用传输数据协议设计的通讯端口，有利于计算机设备的通用连接。先进的网络隔离技术也被应用到电力热工自动化系统中，可实现数据的分流下载，减少数据端口的重复传输。

5、热工自动化的DCS控制系统

大型发电企业以DCS系统应用为主流，热工自动化系统可以实现对生产过程的全面监测，对煤渣卸载，燃料加注等过程进行辅助编程，通过车间中控网络系统对故障进行实时监测，并于主控平台上对蒸汽燃烧系统和能源供给系统进行及时停机操作，有效防止事故发生。目前热工自动化在我国应用已达世界领先水平，电厂装机控制“一键化”操作模式已在一些大型企业实现。

三、电厂热工自动化技术应用注意的问题及研究展望

1、自动化控制系统优化方面

虽然目前有关状态预测、模糊控制、自适应及人工神经网络等技术，已有一些应用到了电厂自动化控制过程中，但实际运行效果参差不齐。模拟量控制系统的品质指标和调节范围有待提高。随着电力行业内部竞争不断加剧，设计具有较高安全效益、经济效益，且安装调试简单、通用性强的专业自动化控制软件必将在我国发电行业引起一场应用改革。

2、过程控制仪表方面

电厂自动化技术的推广应用中，常规过程控制仪表逐渐被淘汰，自动化水平较高的过程控制仪表成为主流。在FB支持下应用各种智能变送器和智能执行器的过程控制仪表成为未来发展方向。随着环保意识的提高，用于对电厂排放物进行监测、分析的仪表日益增多，这些分析仪表的维护和使用困难，价格偏高，构造复杂，这样就使得分析仪表在实际生产过程中很难发挥其作用，造成投资浪费。因此应加强仪表的维护、使用和运行管理。

3、热工自动化运行支持系统方面

电厂单元发电机组容量增大，需要操作和监视的项目增多，运行人员的压力

也越来越大。各种各样为解决此矛盾的自动化控制系统被设计出来。例如汽机自启停控制系统ATC、SCS系统等。运行人员手动进行大量复杂操作的压力通过这些系统得到了缓解，另一方面由于这些系统大量采用了数字化和计算机的自动控制装置，运行人员的重要工作中心转移到判断这些装置是否正确工作上。

4、热工自动化自律分布式系统方面

热工自动化自律控制系统能够同时实现自律的可控性和可协调的系统，目前在国内外电场控制系统中占据重要位置。电厂整个系统中的任意一个系统出现故障，在第一时间，自律控制系统就能够将自身的工作状态自动地进行协调、控制，以保证电厂正常运行。DCS系统与自律性的DCS相比，还有很大的提升空间。水平分布型系统和层次分布型系统是现有流行的DCS系统。

5、APS技术的应用方面

APS技术主要是通过改变机组运行的顺序来控制电厂机组的启停，运行操作人员只需按一下启动键就能使机组按原来设计好的顺序、时间、状

态运行，生产过程可以达到无人操作的状态。但由于生产工艺和技术水平存在一些问题，APS技术在短时间内还不能完全应用到实际工作中，但APS

技术的应用为电厂自动化运行打下了良好基础，APS技术将成为未来机组控制的方向。

6、无线测量技术应用方面

通过无线测量技术可以对运行过程中发生的情况进行监视和控制，可以更多地获得关键工艺信息，在整合进DCS系统方面，可以大量节省安装成本，进一步提高企业自动化技术水平，如污水区域、酸碱的测量、煤计量和供油，供热等，无线测量技术均可实现有效远程监控。

7、发电机组运行检修维护方面

国内电力市场竞争愈演愈烈，为了生存发展，管理结构扁平化和集约化经营成为发电企业管理新趋势，即在提高机组利用率的同时，不断减少生产操作人员的数量，更加密切与外包检修企业之间的联系，利用专业的检修队伍提高电厂的劳动生产率。因此，电厂机组检修维护工作社会化将成为一种趋势。

结束语

近年，国家高度重视热工自动化方面研究，科研投入不断加大，热工自动化技术应用前景将更广阔，依赖国外技术的局面将逐步扭转。在热工自动化系统设计中，要充分考虑企业的文化因素、人机工程学因素、可靠性因素、美学因素、环境因素等，给工人创造舒适的工作环境。

参考文献

[1]王云飞．电厂热工自动化发展现状及趋势探讨[J]．电源技术应用，2013（9）：80.

[2]李铎，彭勃．电厂热工自动化技术的现状及进展研究[J]．科技与企业，2013（19）：291.

[3]李阳春，夏静波．火电厂热工自动化的发展和展望[J]．电站系统工程，2003，19（6）：55～56.

[4]张泽文．分析电力行业热工自动化技术[J]．科技与企业，2013（19）：420.