热工自动化技术在火力发电中的应用与创新
来源:用户上传
作者:
摘要：居民用电的很大一部分都是火力发电，一旦火力发电厂出现故障或者供电不足就会对居民的生活造成很大的影响，自动化技术在满足人们的供电需求方面发挥着越来越重要的作用，因此，我国的科技人员必须加强对DCS控制系统的研发，并且企业要做好一定的安全保障，进一步提高火力发电的效率。
关键词：热工自动化技术；火力发电；应用；创新
1热工自动化的构成分析
热工自动化技术主要组成结构有两部分：一部分为分散控制系统，该系统主要应用场所为局域网，电厂很多管理和控制都是通过局域网实现，分散控制系统在运行过程中能够实现对热工自动化技术应用的有效控制，丰富功能，电厂局域网起到数据控制端口作用，可实现对电厂各项运行数据的分析处理，当前分散控制系统在火电厂中应用广泛，具有广阔发展前景；另一部分为监控管理系统，监控管理系统以DCS（分布式控制系统）为核心，保证DCS数据交换等功能能够有效实现，将DCS应用在热工自动化中，可实现对数据信息的采集、储存等功能，提高DCS运行规范性，结合DCS具体运行情况对运行软件适当调整，满足其在功能方面的需要。在此期間，通过对智能技术的科学使用，不断提升火电厂自动化水平，加深其在生产实践中的智能化程度，提高其生产中数据处理效率的同时实现对电气设备控制系统运行故障的及时处理[1]。
2 我国热工自动化技术在火力发电中应用的现状
自动化技术的使用能够降低工作人员的工作量，可能人工工作一天的工作量，应用自动化技术很快就能完成。所谓“自动化”，顾名思义，就是指很少的使用人工操作或者没有人工操作而自动运行；将其应用在火力发电领域，一方面能够节约人工成本、降低劳动力强度、提高劳动效率，另一方面，热工自动化技术能够有效地减少操作失误，提高火力发电的稳定性和安全性。
2.1 热工测量技术的应用
热工测量技术是火力发电生产运行中的常规应用技术，测量对象十分广泛，涉及到温度、压力、流量等，随着自动化技术的发展，目前热工测量技术的运用方式已经完全由人工操作，例如在温度测量方面，基于传感器收集、控制系统进行数据处理的方式，不同规格机组对热工测量控制系统需求存在差异，一般来说，125MW以下机组多采用DDZ-2型温度变送器，300MW以上的机组则采用热点偶热电阻信号直接传导到电子室。
2.2 DCS系统的应用
DCS（DistributedControlSystem）即分布式控制系统，宏观层面上说，它属于过程控制级、监控级构建的计算机网络系统，能够实现系统中分级管理、配置灵活、分布控制、集中操作等要求，在现代电力系统中发挥着重要的应用高价值。
综合国内外火力发电系统自动化技术革命历程，DCS系统是在发电机组中应用实践效果最为突出的，一般的DCS都意味着一个局域网系统，以及分布在局域网中的计算机节点，共同构建一个控制系统，进而在局域网和发电机组之间建立连接，即可满足对控制系统运行网络控制的需求，实现自动化应用。
3提高自动化技术在火力发电中应用的有效措施
3.1加大投资力度
仪器设备的使用对于工作效率的提高是非常巨大的，举一个例子来说，两个非常大的数字相乘，人工计算可能需要花费很长的时间才能算出来，而且得出的结果还不一定准确，但是如果使用计算机，只需要输入两个相乘的数值就可以马上得出计算结果，而且结果非常准确，从这个例子中就可以明显感觉到科技的力量，邓小平同志也说过，想要经济进步就一定要发展科技，要想提高火力发电厂的产电效率，就必须加大资金的投入力度，企业应该积极引进国外的先进技术和先进设备，相关的工作人员积极学习国外的管理体系等等，虽然成本较高，但是避免了在后面产电过程中可能出现的麻烦。
3.2加强DCS控制系统的研发
自律分布式系统结构。现有的DCS系统结构主要为“垂直型”和“水平型”两种，在垂直型结构中，如果上位子系统出现故障，则下位子系统可以实现局部控制，但子系统之间的没有协调性。而在水平型结构中，情况正好相仿，整个系统中不分上下，一部分子系统出现故障，并不影响其他的正常工作，但彼此之间的信息彻底中断，缺乏控制性；面对这一现象，DCS控制系统研发应以“自律型”为方向——实现自律可协调性与自律可控性的有效统一，其中“自律可协调性”是指无论那一部分子系统出现问题，系统都可以协调控制自身的工作状态，并满足子系统之间的通信重构。
3.3完善自动化运行中的保障措施
（1）自动化设备的安装阶段。在自动化设备的初步安装阶段，必须按照厂家的安装指示进行安装，有些设备的安装可能不适合该火力发电厂，这时候企业领导应该积极与厂家进行沟通，让厂家派人过来进行适当的调整，切勿自行调整安装方法，以免遗留安全隐患。安装完毕进行调试时必须要有一定的安全保护装置，以免在调试过程中出现意外，确保各项指标符合标准之后，再将这个设备投入使用，一旦哪一项指标不符合标准，即使误差很小也要立即进行检查。
（2）尽量使用成熟的技术。虽然越先进的技术越能提高火力发电厂的产电效率，但是如果科技人员刚刚研发出来的技术，该技术还处于调试阶段就投入使用，在增加企业利润的同时也增加了发生事故的风险。而使用成熟的自动化技术增加了机组运行的可靠性，因为成熟的自动化技术下生产出来的自动化设备与其他的装置相匹配，不会产生排斥现象，就像组装电脑经常发生问题一样，可能CPU性能极高，但是其他的电脑配件不支持这种CPU性能的发挥，反而会对CPU造成损害。
（3）各种检测设备的使用。目前我国的热工自动化技术在检测方面和控制方面越来越趋于完善，但是在报警自动化和保护自动化方面还不够完善，在报警自动化方面，应该在每一个有可能发生事故的装备上都配有一个自动化报警系统，一旦设备出现故障，自动化报警系统能够及时报警。
（4）加强对于线缆的保护。在火力发电厂中应用自动化控制系统需要许多的线缆进行连接，与其他的工厂不同，火力发电厂的作业环境相当复杂，安全隐患也较多，企业对于线缆的保护是保证自动化设备正常运行的关键部分，一方面企业可以通过积极研发新技术减少电缆的使用，另一方面，工作人员需要经常对电缆进行检查和维修，确保不会出现电缆断裂或者融化的现象。
4火电厂热工自动化DCS控制系统的发展趋势
4.1与PLC融合
PLC是具有可编程功能的存储器，可对系统内部程序进行存储，并对运算指令进行快速执行。火电厂在对DCS控制系统进行应用时，可将DCS与PLC进行有机融合，这样能够使DCS系统具备逻辑控制功能，从而使顺序控制过程得以优化。
4.2引入IGDS
火电厂归属于工业领域的范畴，IGDS是目前最为先进的工业图形显示系统，在DCS系统中引入IGDS，可使人机交互界面的整体效果获得大幅度提升，不但显示速度可以变得更快，而且还能使画面有所增多。
结束语
我国的日常生活用电以及工业用电量不断提高，这就要求我国的火力发电企业提高产电效率以满足人们日常生活和工作的需求。DCS是热工自动化技术的主控单元，对于DCS的升级直接影响到火力发电厂的发电效率，另一方面，完善热工自动化技术在火力发电中的管理以及信息化的监控系统也能提高火力发电的效率。
参考文献
[1]牛昆.电厂热工自动化技术的现状及进展研究[J].中国高新区，2017（24）：129.
[2]赵亮.电厂热工自动控制技术研究[J].黑龙江科学，2017，8（21）：60-61.
[3]白小勇.常见电厂热工自动控制技术浅析[J].科技风，2017（20）：138+143.
（作者单位：河北大唐国际丰润热电股份有限责任公司）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14727852.htm
