电厂热工自动控制技术的应用

电厂热工自动控制技术的应用

李俊海

内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司煤矸石热电厂 内蒙古  鄂尔多斯市 017100

摘要：随着近年来国民经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，用电需求开始呈现逐年上涨的趋势。我国是一个以电厂为发电主力的国家，电厂在我国的社会发展中扮演了极其重要的角色。近年来，我国开始大力提倡创新建设，电力部门也在技术创新方面加大了投入的力度，热工自动化控制技术开始被广泛应用于电厂中，这项技术的推广不仅改善了电厂工作人员的作业环境，同时也给电厂乃至社会都带来了巨大的经济效益。

关键词：电厂；热工；自动化；控制技术

就电厂的热工自动化控制技术而言，它主要是利用自动化系统与技术来测量电厂各种数据，自动控制各种设备，处理电厂的各种信息数据，最终实现发电设备的安全可靠运行，使其产出更多电能。对于整个电厂而言，研究其热工自动化控制技术，一方面可以提高其产能；另一方面能降低电厂的生产成本，有助于整个电厂实现最终的可持续发展，所以我们必须重视电厂热工自动控制技术的研究。

一、电厂热工自动化

对于电厂热工管控中的自动化而言，其主要包括自动检测、自动调节、顺序管控和自动保护等环节，具体分析如下:

1、电厂热工管控中的自动检测。自动检测是对热工生产实践中的各种化学量、物理量和相对热工设备的运行情况进行自动化检测，并以此为基础实现对整个生产过程的严格监控，从而及时掌握热工设备运行状况。通常情况下，在锅炉汽轮机内会装有大量的检测设备和测量仪表，可对机组运行过程中的参数进行实时记录和显示，同时还可以根据数据信息对温度、水位以及转速等进行及时的调整和管控，这对确保机组运行的经济性、安全可靠性具有非常重要的作用。目前，国内汽轮机自动检测项目有: 蒸汽压力、润滑油压、真空度、调速油压、转速和主轴挠度等，对这些热工设备和装置进行自动检测，可以有效确保电厂热工控制效率。

2、电厂热工管控中的自动调节。在电厂热工管控过程中，自动调节即在生产实践中，对既定条件下的具体施工情况有效管控。在汽轮机发电过程中，对于电力用户而言，最基本的要求是确保发电装置所需电力质量，坚决避免不必要的损失和影响。电厂供电质量评定过程中，需要对电频率数据信息进行记录，并以此作为重要的参考指标。实践中，为了能够确保用电频率在预定精度范围内能够合理的持续和维护，汽轮机硬件设施的性能一定要强大，能够实现自动调节。在锅炉运行实践中，应采用可有效反映锅炉状况的相关参数保证既定范围内的变化。

3、电厂热工管控中的顺序管控。顺序管控通常非常简单，按照既定的条件、预设步骤，对电厂热工设备进行规范化操作和管控。顺序控制的目的在于有效处理机组启停、事故解决等问题，其中每项顺序管控内容、控制步骤等，均立足于热工生产设备所处的情况条件、具体运行状态。在此过程中，顺序管控流程主要是基于操作次序、环境条件编制而形成的，通过智能自动化设备方可实现。其中采用的自动化设备，又称作顺序管控装置，该装置必须具有较强的逻辑分析和判断能力，可以实现联锁保护。在每一环节的任务完成后，都应当对该环节工作进行确定，从而为下一道工序的开展，打下坚实的基础。

4、电厂热工管控中的自我保护。自我保护是在电厂热工设备运行中，出现异常现象、参数超过既定限值时，及时预警，并采取有效的措施或执行自动联锁命令，避免因热工设备自身问题而造成安全事故，威胁人们的生命安全。近年来，随着电厂热工机组容量的扩大，热力系统也因此而变得非常复杂，操作控制烦琐、管理难度增大。在该种情况下，对电厂热工管控过程中的自动保护提出了更高的要求。研究的自我保护内容比较广泛，比如: 灭火保护、超压超温保护及安全事故联锁保护等。以汽轮机自动保护为例，其中又包括了一些具体内容，如超速、轴向位移、低油压、差胀和低真空保护等。

二、电厂热工自动化中的智能控制技术应用的策略

1、加强电厂发电机组的运行监控。在建设电厂热工自动化控制系统时，首先应该使电厂单元机组设备的正常运行得到保障，就电厂的自动控制系统来说，发电机组是其主要的设备。随着电厂发电机组的发展，其容量也越来越大，发电能力也在不断提高，其系统结构逐步走向复杂化，因此应加强电厂发电机组的运行监控力度，把各项操作指令进行严格细化。例如，发电机组容量在400～700MW之间的，这样的机组总信息量都在6000点左右，这样的机组在时间运行过程中光操作指令就在1300个以上，电厂面对这样容量的机组，如果只仅仅依赖过去的人工操作来运作，必然很难保障其安全可靠运行，因此在建设电厂热工自动化控制系统时，应注重加强电厂发电机组的运行监控。

2、优化与完善过程控制专用软硬件。分散控制系统在电厂热工控制系统中应用后，虽然提升了锅炉以及汽轮机的运行控制水平，就目前电厂机组的控制模式而言，很多电厂还采用过去传统的控制方法，例如，把模拟仪表光字碑以及各种开关按钮安装于控制盘台的现象，这种做法很容易影响到电厂锅炉、控制室、汽轮机等设备与DCS系统的协调情况，以致对电厂的热工自动化控制水平造成了严重影响。电厂发电机系统、给主厂房提供电源的系统、直流系统、安保电源系统等是DCS系统应用于电厂电气控制系统后主要作用的部位。就发电机励磁系统来说，应重点研究如何将DCS系统融入到快速切换厂用电系统中来。这几年，在电厂热工自动化建设技术如火如荼的发展状态下，DCS方向也已经成为整个热工自动化控制系统的主要发展方向，其实DCS系统自身的缺陷与不足也有很多，如其智能化水平还不是很高、不能满足现场仪表的信息情况上位机系统的要求，所以要想使电厂热工自动化控制技术得到更好的应用，还需对过程控制专用软硬件不断进行优化与完善。

3、集中配置单元机组。在电厂热工自动控制过程中，实现各种参数的测量、处理各种信息数据还有控制与报警等，都主要靠的是自动化仪表以及自动控制设备来完成的。从某种程度上说，电厂热工自动化控制技术有助于电厂热工装置安全可靠性的确保，对电厂工人的劳动强度可以不断进行改善，有利于整个电厂机组的经济运行。就电厂热工自动化控制系统来说，其构成主要是由一台或两台单元机组，一些小型电子设备构成了电厂热工自动控制系统的电子室。近年来，在我国社会经济飞速发展的带动以及科技水平不断提高的促进下，建设的电厂热工集控室的规模也越来越大，一些可以集合全电厂机组的超大型控制室也开始陆续出现，这样非常有利于电厂单元机组电子设备的集中配置，同时也保证与优化了电厂热工自动化控制技术的应用。

三、热工自动化技术发展

1、机组 APS 控制。APS 功能是实现电厂机组全过程自动启动和全过程自动停运的综合管理、控制系统。结合智能全程控制技术，在控制范围、智能化程度等方面进行完善，实现机组自动启停控制、管道注水到机组满负荷的给水全程智能控制、自动并退泵及出力自动平衡功能的送/引风机全程智能控制、给水/燃料/汽机旁路协调自动热态清洗智能控制、升温升压过程燃料自动智能控制、具有凝结水母管压力自适应能力的除氧器水位全程智能控制、凝结水辅助调频智能控制等全程自动控制。

2、现场总线。现场总线（FCS）采用了智能设备，使现场设备具有通信能力，设备之间可直接传送信号，因而控制系统的功能可不依赖于控制室里的计算机或控制器，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制，是数字化电厂的重要组成。在工业应用方面，智能驾驶、智能制造，已进入到现代化工厂、无人工厂，大量的机械手和机器人已经比比皆是。智能安防、智能交通、智能医疗，已步入人民的生活。智能电力是未来的发展趋势。

总之，电厂热工自动控制技术的应用与控制都比较复杂，各工作环节之间存在着非常紧密的联系，无论哪个环节发生故障，都会影响到整个电厂热工控制系统的安全可靠运行，甚至引发电厂各类运行事故的发生，所以在思想上必须高度重视，要不断创新控制机制与控制技术，只有这样才能确保电厂热工控制系统安全、可靠的运行，才能为社会产出更多电能。

参考文献

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