自动化控制技术在热工仪表自动化中的应用

自动化控制技术在热工仪表自动化中的应用

代成军王晓俊冯雅坤

华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司内蒙古包头市014013

摘要：随着我国科学技术不断发展，生活生产对火电厂供电、供热提出了更高的要求。在网络时代下，火电厂热工自动化控制系统应用与发展已经成为火电厂发展的必然趋势。近些年来，先进的科学技术推动了火电厂自动化技术的发展进程，让人工控制转变为自动化控制形式，使得发电机组DCS系统控制结构出现了很大变化，并且火电厂管理与监控层面也全面进行了自动化技术控制，为我国火电厂发展注入了新的动力。但我国火电厂热工自动化控制系统起步相对较晚，还有很多细节问题需要完善，这就要求我们能够全面加强对火电厂自动化控制的研究工作，加强新技术的融入，紧跟时代发展步伐。本文对自动化控制技术在火电厂热工仪表中的应用进行了简要分析。

关键词：自动化控制技术；火电厂热工仪表；应用

一、火电厂热工仪表自动化控制技术概述

在以往中的电力生产中，经常会出现一些安全事故，热工仪表虽然对相关设备的参数进行了测量，但是因为参数的准确度不高，导致维修人员无法及时发现相关设备的故障，最终致使火电机组运行安全可靠受到威胁。而热工仪表实现了自动化，就可以解决以上问题。可以说火电厂热工仪表自动化控制技术，极大地提高了火电厂的生产效率。

信息化时代，是各种新兴技术快速发展与广泛应用的时代。自动化控制技术在火电厂热工仪表中的应用，使其表现出两个主要特征。其一是设备的智能化，热工仪表自动化就是智能化最直接的表现，它使一些重要的火电设备的相关参数时刻处在动态监督的过程中，并且在变化的第一时间就能被发现，这样，相关设备的质量就得到了保障，整个电力生产系统也就处在正常的稳定状态，从整体上看，电力生产过程实现了智能化。其二是技术高新化，自动化控制技术一种综合技术，其结合了信息技术、电子计算机技术以及热工工程技术的优势，通过热工仪表，使火电生产中的重要参数得到了实时监控。

二、火电厂热工仪表自动化现场故障分析

2.1热工仪表故障前后数据分析

通过全面的数据搜集和分析，对设备发生故障前的设计系统、系统工艺以及运行目标进行掌握，并明确正常运行状态下设备的参数数据。在设备发生故障以后，必须全面调查设备的生产原料和机组负荷，并将所采集到的数据同正常运行状态下设备的各项参数进行对比，从而对设备发生故障的原因进行判断，必要的情况下需要对热工仪表进行更换。在部分情况下，起伏曲线会替代变化直线在热工仪表中出现，如果出现了直线说明系统处于故障状态，此时能够排除其他系统和机组系统故障。目前我国广泛应用的DCS系统在运行过程中都呈现出了较强的灵活性，当参数产生细微的变化，就会发出警报对相关工作人员进行提醒，为了寻找具体的故障，可以利用对工艺参数进行调整的方式。

2.2热工仪表故障参数

故障状态下的热工仪表在参数上会产生异常的变化，如果形成了较大的参数曲线变化幅度，那么说明设备本身的质量不符合标准，一旦故障发生，必须及时分析参数的变化趋势。如果规律的曲线波动产生于故障发生前，无序曲线波动产生于故障发生后，而设备在手动的状态下也无法被启动，这说明系统工艺是引起设备故障的主要原因，但是设备本身的曲线不会产生任何波动，始终处于笔直的状态。通过现场检查可以全面搜集异常状态下DCS仪表的相关数据，如果差值较大，说明仪表本身存在故障。在对热工仪表自动化系统进行应用的过程中，故障是客观存在的，现场仪表系统运行不稳定是形成这一故障的主要原因。因此查找原因时，不仅应对具体的工艺进行全面分析，同时还应对现场仪表系统做出合理的判断。

三、热工仪表自动化技术的安装与应用

3.1热工仪表自动化设施的安装

（1）表盘和设备安装。在对热工仪表各个组成部分以及各部分相应的功能进行了解之后就可以进行表盘和相关设备的安装了，在现场安装之前应该对建设施工现场进行仔细的检查并对仪表设备的完好程度和准确程度加以确认。在安装的过程中应该对设备进行信号检查，如果满足控制系统所需的要求则进行现场安装。

（2）管路铺设和配线安装。热工仪表的管道由机械管道、信号管道、测量管道、电源管道、气源管道以及动力管道组成，相对较复杂安装难度也相对较大，在实际安装操作过程中应该根据施工现场的实际情况分别对不同的管道进行就地安装，另外在安装中应该考虑到实际投入运营后管道实施检测与维修的情况，在安装方式和安装位置上制定出合理的计划，且热工仪表管道安装的地点应该存在尽量少的干扰因素影响。

（3）吹扫管路及设备调试。热工仪表的管路和配线安装过后就应该对仪表进行调试以及对管道进行清理，这两个步骤对于热工仪表自动化安装是十分重要的过程，如果不及时按照要求进行极有可能造成自动化控制系统出现故障或者发生运行不顺畅现象，因此相关人员应该对热工仪表进行科学的调试保证在工作中数据的准确真实性。对仪表进行调试之后应该清理管道并对仪表进行相应的高压和高温试验。在确定热电仪表的管道清理完毕并且通过相应的检验之后就可以对其进行试运行试验了，对热工仪表进行试运行试验是热工仪表自动化控制系统投入使用前的一个重要环节，通过试运行可以检测热工仪表各组成结构是否存在问题。

（4）自动化的运行。

在热工仪表投入使用前的试运行中应该注意观察整套设备，确保自动化系统正常运行，如果在试运行期间发现任何问题应该及时的寻找原因和解决办法、调整系统的参数，保证将设备产生故障可能性降到最低。在试运营试验过程中如果是大型设备装置则应该首先对每个独立的构成进行分别检测，然后再对连锁系统设备进行检查分析，不能单单关注仪器的运行数据。在实际的试运行检测中，热电仪表自动化体系和整个机组设备组成一个有机的整体，当这个整体运行72小时以上且各个设备的检测都通过检测无误后就可以正式投入使用了。

3.2热工仪表自动化技术的应用

热工仪表自动化技术在工业生产中有广泛的应用，其中DCS系统和SIS系统就是两种非常重要的应用系统，本文着重对这两种应用系统进行介绍。

（1）DCS控制系统。

DCS控制系统又称作分散式控制系统，它的主要工作原理是将生产中的多个控制回路分别交由多台计算机进行控制，在此同时又可以将多个回路中的数据收集集中并进行统一管理，通俗来说就是只要工艺中存在的系统，DCS系统都可以对其进行统一管理和控制，通常情况下DCS系统由管理计算机站、工程师站、数据采集站、数据记录站以及现场控制站构成，构成方式较为方便灵活。这种控制系统不仅降低了信号在传递过程中发生故障的几率，还在一定程度上减少了设备管理人员的维护管理精力。

（2）SIS控制系统。

SIS控制系统是一种厂级自动化信息控制系统，它具有过程实时检测、优化控制和对生产过程进行管理的功能。SIS控制系统能够实时对机组的运行参数进行分析，并根据监测的参数进行精确的诊断和优化。SIS系统实现了全场范围内的管控一体化，为实现全场经济效益的提高打下了坚实的基础。

四、结束语

热工仪表自动化控制技术对火电厂有着至关重要的作用，所以电力企业除了要对该技术的应用加强管理外，还要加大对该技术的研究投资，使科研人员能将这种技术与更多的新兴技术结合在一起，进而使其在火电厂生产中发挥更大的作用。

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