电厂热工自动化技术的应用及发展探讨

电厂热工自动化技术的应用及发展探讨

刘忠利

(神华神东电力陕西富平热电有限公司711700)

摘要：文章介绍了电厂热工自动化的概念和发展历程等相关理论，对热工自动化技术在目前电厂中的应用情况进行详细分析和研究，并基于此对未来热工自动化技术在电厂中的应用和发展方向进行了分析和展望，以供参考。

关键词：电厂；热工自动化技术；应用；发展

1引言

近年来随着我国经济的快速发展，我国社会的用电负荷不断增加，给电力企业带来较大的压力。对于热电厂来说，其集发电和供暖的作用于一身，采用发电和供热联合的方式进行生产，且可以在两种方式中进行自由切换，提高电厂的生产效率和资源的利用效率。目前随着电厂热工控制技术的发展，热电厂中的自动化控制水平也取得了较大的进步和提高，并且在热电厂生产中起到重要的作用，热工自动化技术则在电厂热工控制系统中占有重要地位，并具有广阔的市场前景。

2电厂热工自动化理论

热工自动化技术的起源较早，但是在电厂中的应用大约是在上世纪50年代左右，但是当时的热工自动化水平较低，采用的多是母管制运行的方式。随后热工自动化技术随着计算机等技术的发展进入了快速发展的阶段，逐渐进入了目前应用比较广泛的DCS应用和推广阶段。目前DCS已经在电厂中普遍使用，且大幅度提高了电厂的自动化水平，是热工自动化技术在电厂中应用的最佳模式。此技术在电厂中的应用主要体现在可以通过自动化仪表及其相关控件实现对电厂生产过程中的相关信息进行收集和测量，然后通过对信息处理之后由自动控制装置来实现自动保护、自我控制以及自动报警等功能，且以上全部过程无需人员参与即可完成相关操作。此技术在电厂中主要应用于公用系统的自动化、主机的自动化以及辅助设备的自动化控制系统中，根据上述介绍，此技术在电厂中的应用可以实现对设备运行参数的自动调节与控制，而且能够实现对生产设备的顺序控制和自动保护，最终实现电厂运行的综合自动化。所以说，此技术在电厂中的应用可以大大提高设备的运行效率、降低人工劳动强度，节省人力成本，确保设备以及系统的运行安全。

3热工自动化技术在电厂中的应用分析

3.1热工自动化仪表

在电厂中应用的热工自动化仪表系统，其主要采用的是热能工程控制理论，并且以计算机技术为技术基础，且对目前比较先进的智能化仪表等装置具有较强的依赖性，其主要作用是对电厂运行中的各种热能电力参数进行检测和监控，通过调节、自动保护以及报警等功能，提高系统运行的安全性。其主要的应用形式就是与智能化设备进行配合，采用先进的控制技术来实现对锅炉蒸汽设备及其相应的辅助设备的运行进行控制，始终保持发电机组处于最佳和最安全的运行状态。

3.2热工自动化测量

在电厂中应用的热工自动化测量技术，主要是对发电机组运行中的压力、温度、流量以及料位、液位等参数进行测量。其中对于系统运行中温度的测量，主要是通过热电偶热电阻的传感器来实现；而对压力的测量则是通过采用应变原理的弹簧管和膜片的传感器，应用电阻电容检测或位移检测的原理来实现的，且在二次仪表中以数显方式的仪表类型为主；对于进行流量测量作用的装置来说，通常为应用差压原理的标准节流件为主，而在特殊情况下需要采用涡流流量计或者齿轮流量计进行测量；对料位的测量则主要以电容式或者称重式传感器为主，或者比较先进的就是采用超声波的原理或者浮子式进行测量的方式和技术；最后对于液位的测量，则通常为采用压差原理的压力补偿机制进行测量的。

3.3热工自动化安全

此技术在电厂热工自动化控制系统中主要起到安全保护的作用，所以其不直接参与系统调节，也不直接产生经济效益。其主要任务就是在后台进行运行来确保其他系统的正常运行和操作人员的人身安全。此系统的技术基础就是热工保护、终端监控系统以及动态监控和控制系统，所以说此系统是电厂热工自动化系统安全运行的基础保障。

3.4热工自动化网络服务

此系统是将电厂中的各个系统进行有效连接和实现信息与资源共享的重要系统，其主要通过网络通讯服务器终端来对电厂中的不同系统和部门进行控制，然后对电厂生产中各个系统所产生的数据进行记录和整理，然后将信息传输给服务器，并采用通用传输数据协议设计的通讯端口实现不同系统之间的联通。

3.5热工自动化DCS

目前在电厂中以应用DCS为主流，且在目前的中大型电厂中已经普及此系统的应用，其具有强大并且多样化的功能，不仅可以对整个生产过程进行监测，而且可以通过相应程序的编制来实现煤渣卸载以及燃料加注等操作，还可以对热工控制系统中的运行故障进行实时检测，通过主控平台实现对燃烧系统以及能源供给系统的停机操作等，从而可以对故障进行控制来避免更大的事故发展，且目前此技术在电厂自动化控制系统中的应用逐渐向一键化的控制模式方向发展。

4热工自动化技术在电厂应用的发展方向

4.1自动化控制系统的优化

在目前电厂的自动化控制过程中，已经有了比较先进的状态预测、模糊控制、自适应以及人工神经网络等控制技术的应用，但是由于这些技术的技术含量较高、专业性较强，而且技术的应用也不够成熟、相关技术人员也较为缺乏，所以目前在电厂中的应用情况和应用水平各不相同，未来需要加大以上技术的研究和应用，并通过统一的标准和规范来提高整体的应用水平。此外还需要对自动化控制系统中的模拟量控制的品质指标和调节范围进行调高。而且自动化控制系统会更加的简化、通用性也会逐渐增强，并逐渐提高其运行的安全性和经济性。

4.2过程控制仪表

随着电厂中的自动化水平的提高，目前越来越多的智能化仪表应用与电厂的热工控制系统中，而且逐渐将原有的过程控制仪表进行取代。此外随着人们环保意识的增强，在电厂自动化控制系统中也增加了较多的对电厂运行中污染物排放进行检测的仪表，而这些仪表通常具有较为复杂的功能和结构，增加了其操作以及检修维护的难度，所以未来也应该加强对这些类型仪表的使用以及检修和维护管理。

4.3热工自动化系统方面

对于热工自动化运行支持系统来说，随着目前应对发电机组容量增加而引起的问题的解决方法的应用，各种不同的自动化控制系统被研发并且应用于电厂中，但是这些系统本身使用了大量的数字化和计算机自动控制装置，所以未来在此方面的工作重点则是需要对这些装置运行状态的正确与否进行判断。而对于热工自动化自律分布式系统来说，其主要作用就是实现自律的可靠性和可协调性，确保在系统出现故障之后能够及时进行自动的协调和控制，来确保电厂的正常运行，未来需要继续提高其自律性。

4.4其他技术的发展方向

在目前的电厂热工自动化控制系统中，APS技术的应用主要是实现对电厂机组的顺序启停，对推进电厂无人操作和无人值守模式起到重要作用，但是目前的实际应用还没有达到设计效果，需要在未来的机组控制发展中提高其应用和推广力度。此外，无线测量技术在电厂中的应用主要是对关键工艺信息极性监视和控制，并与DCS进行整合来节省安装成本和提高自动化水平，未来可以在污水区域、酸碱的测量、煤计量和供油、供热系统中实现远程监控。

5结语

目前随着电力行业相关技术的发展和进步，热工自动化技术在电厂中的应用较为广泛，主要的形式有热工自动化仪表系统、热工自动化测量系统、热工自动化安全系统、热工自动化网络服务系统以及热工自动化DCS等，在此基础上，随着相关技术的发展，未来在自动化控制系统的优化方面、过程控制仪表方面、热工自动化系统方面以及其他如APS技术以及无线测量技术等的应用方面还需进一步研究和应用深化，并会使得热工自动化技术的应用前景更加广阔。

参考文献：

[1]苏玉玲,徐亚品.电厂热工自动化技术的现状及发展[J].经营管理者,2011(14):380-380.

[2]巩晨.电厂热工自动化技术的应用及发展探析[J].引文版:工程技术,2015(20):180-180.