探讨火电厂热工自动化及控制实践

探讨火电厂热工自动化及控制实践

罗磊

神华国能哈密电厂 新疆哈密 839000

摘要：随着现代化技术的高速发展，各行各业都呈现出繁荣发展的景象。在日益激励的市场竞争环境中，企业都在不断研发并应用新技术和新设备，使自身处于优势的竞争地位。电力工业的发展和电力结构的调整，给电力奇异带来了更多的经济效益。火电厂热工自动化应用水平、控制方式以及管理模式都在相应发生变化，火电厂热工自动化的应用大大提高了火力发电机组的经济性，进一步为机组设备的安全提供了保障，在改善劳动条件的同时，减少了工人的劳动强度。

关键词：火电厂；热工自动化；控制

1、热工自动化控制系统的意义 火电厂发电，需要很多的设备共同完成，机组的热工自动化系统在整个机组工作中的作用非常重要，它不仅给机组的设备提供了一个稳定的运行环境,而且在机组设备出现意外故障时能通过与其他设备的联锁进行过载保护等,最大限度地保护机组设备不会受到严重的损害。在机组运行时,通过对参数的监控以及分析，了解目前机组工作的状态,为机组设备参数的优化提供了依据。因此,热工自动化控制系统关系到整个火电厂的安全生产、平稳运行，以及良好的经济性。火电厂为了进一步提升机组设备的有效运行,热工自动化控制系统的运用就显得非常有必要。

2、火电厂热工自动化系统的构成 火电厂热工自动化系统主要由DCS系统、辅助系统集中监控网络和烟气脱硫系统三部分构成。在三个系统的协调工作中，使得热工自动化系统能够正常运行，给火电厂发电机组设备的安全提供了有利的保障。 2.1 DCS系统 在DCS监控中纳入单元机组电气发变组、高压厂用电源系统和低压厂用电源系统，将汽机旁路系统和烟气脱硝系统纳入到机组DCS中。在两台机组的DCS之间，利用公用网络将这两台机组DCS的数据总线与空压机房、厂用电公用系统和燃油泵房等相联接，从而接入到DCS公用网络中。在设置公用网络时，可以根据DCS供货商的经验和建议，建立独立的操作员站，也可以通过单元机组操作员站来达到监控公用系统的目的。在机组操作台上设置有安全停机、停炉以及DCS、DEH操作员站等需要的操作按钮。一旦操作员站发生故障或者是DCS通信发生故障时，可以利用以上后备控制手段来达到机组安全停机、停炉的目的。在汽轮机设计制造中，DEH系统是其重要的组成部分，都是由汽轮机制造厂开发配套的。过去，DEH系统等专用系统的软件和硬件开放性功能较差，使得很多电厂的集控室同时拥有DEH和DCS两个操作平台，给运行人员的工作带来不便之处。由此DCS厂商和DEH厂商为了达到信息共享的目的，开始着手进行两个系统的整合与统一。一些厂商不但生产汽轮机，而且也退出DCS设备，由于厂商的人机界面和DEH系统控制器自身采用了DCS设备，同时开发了既符合DEH功能要求，又满足DCS系统总线通信要求的专用卡件，也就自然而然的将DEH功能纳入到DCS系统中。 2.2 辅助系统集中监控网络 热工自动化系统中的辅助系统集中监控网络，是通过可编程的控制器PLC、交换机和人机接口的方式，能够进一步满足系统调试、安装和初期运行过渡的要求，集中监控网络中设置水、煤、灰三个控制点，通过这三个点来设置调试的终端。系统中辅助系统不断投入应用和运行中，逐渐由就地系统监控转变为集中控制室集中监控，逐渐实现了全自动化的监控系统。 2.3 烟气脱硫系统 根据业主管理模式与工程具体情况的不同，烟气脱硫系统的控制点也不同，它可以与除灰系统合并设置在电除尘控制室或者除灰控制室，也可以与输煤系统合并设置控制室。通过PLC实现烟气脱硫系统的运行。通过PLC的LCD，利用键盘，以少量的就地监控和控制作为辅助，从而实现脱硫系统设备的启动、停止和正常运行过程中的监视和控制。利用硬接线与机组DCS系统的连接，使得烟气脱硫系统的重要状态、监视和报警以及连锁信号等正常发挥作用，从而保证机组的正常运行。再通过通信口与SIS系统之间进行相互通信，实现在SIS系统工作站上调用脱硫控制系统中的全部实时数据。

2、热工自动化控制的实践应用 2.1自动检测 智能控制可以通过计算机技术对各个仪表的数据进行自动检测,并通过计算机系统分析出各个设备在工作中是否存在异常和问题。对于电厂热工自动化的工作中,可以有效的自动检测温度、压力、液位、流量等,为热工系统的工作运行提供安全性。另外,智能控制技术与热工系统中的自动功能结合,为设备提供运行的参数和实时数值,可以实现有效的自动调整,一方面便于自动报警,一方面为经济指标提供数值参考。 2.2自动调节 火电厂的发电过程,工艺复杂,机组设备繁多,各个环节都要做到万无一失才能保证火电厂的安全运行。在机组的整个运行中,气温的维持非常重要,技术人员毕竟不能做到全天24h时时刻刻都在巡视,也不能做到所有的参数都去巡视,这样不仅工作量非常巨大,而且,机组在工作时,有些参数的确认以及调整也非常不方便,如炉膛内的温度。由于炉膛是一个非常特殊的环境,它的气温时变性比较强。过去,传统控制方法是进行温度监控,发现异常后设备进行报警,提醒运行人员,这样的弊端就是,若设备进行报警,而检修人员没有及时处理(比如报警系统故障、夜晚等),在炉膛内温度参数不正确的状态下机组继续工作,结果造成的危害可想而知。若此时有温度监测系统,并且根据监测的结果进行判断,若超差后,进行制动调节,使炉膛内的温度时刻都保持在合理范围内,这样,锅炉的使用效率也最大化,机组设备的安全性也会得到很好的保障。目前,火电厂中的温度智能调节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。这些智能控制技术与常规的PID控制相结合,形成多种智能PID控制技术。以汽温模糊控制技术和PID控制相结合的智能控制技术为例,通过模糊控制和传统的PID控制相结合,可以有效实现对再热汽温等复杂对象的在线控制,具有快速、稳定的优点。 2.3软件控制 先进电厂热工自动化控制的优化软件相对而言具有非常高的使用价值,而且对电力企业经济效益的提升有很大的帮助,大多数电厂热工自动化控制优化软件容易操作,安全可靠而且实用。如SIS系统将实际情况与系统软件相结合进行技术创新,使得软件自身的技术更偏向于企业利益,并且通过强大的信息技术支持可以有效地保障电厂热工自动化的完整运行。

2.4自动报警 自动报警主要是指对设备异常及参数异常等的报警,这一功能的实现需要火电厂相关工作人员提前针对各项参数设置上下阈值,并制定应急响应机制,在这样的控制模式下,火电厂运转过程中存在的影响因素都将得到更为有效的控制,进而保障所有设备及仪表都能正常工作。

结语：热工仪表自动化控制技术对于火电厂带来的好处是方方面面的，加快自动化技术在电厂工作系统的完善程度，把自动化控制的方式方法与电厂发电流程深入进行结合，是火电厂未来的发展趋势，不仅能够带来相关设备运行性能以及效率的提升，同时，对于降低电厂成本，提升电厂的经济收益也大有裨益。

参考文献：

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