火电厂热能自动化控制技术的可靠性及发展前景研究

2016-07-13莫龚坤李欣梅陈友良

大科技 2016年27期

莫龚坤李欣梅陈友良

莫龚坤李欣梅陈友良

（广西桂能科技发展有限公司广西南宁 530000）

火电厂是我国重要的供电企业，在电能供给体系中发挥着重要的作用，其重要性主要表现在火电厂热能自动化控制具备一定的可靠性，可以保持机械设备的安全平稳运行。火电厂热能自动化技术可以体现火电厂技术的发展，并且可以有效提高供电的水准和供电质量。本文主要分析了火电厂热能自动化控制系统的基本概念和发展现状，并结合具体的情况提出了提升自动控制可靠性的措施。

火电厂；热能自动化控制技术；可靠性；发展前景

随着科技的发展，热能自动化技术取得了不小的成就，并且有利于促进生产和技术的发展。随着电力工业的发展，发现机组的容量也逐渐增大，出现了高参数的单元机组，电力工业正处于发展的上升时期，为了进一步满足生产的需要，热能自动化装置的控制系统需要进行进一步的改进，提高自动化水平。

1 火电厂热能自动控制系统的基本概念

在火电厂热能自动控制系统中，包含了很多大型机械设备的安全运行问题，它是对火电厂进行管理工作的重要组成部分。热能自动控制系统包含了很多方面：锅炉的燃烧量、过热蒸汽温度、再热蒸汽温度、汽包水位等，除此之外，它还和引、送风控制等系统存在着一定的联系。从中可以看出，热能控制系统比较复杂，维持热能控制系统的稳定可靠运行是一项复杂的工作。因此，首先需要对设备进行定期检修，使硬件设备可以正常运转，针对各个部门、各个零件容易发生故障的情况进行检测；同时，检修人员要有专业的技术水平，了解设备的工作原理，实现对故障的快速检修。另外，要对设备的运行环境和运行方式进行实时监控，及时发现故障，并保证可以在第一时间对故障进行处理，保证热能自动控制系统的稳定性和安全性。

2 我国火电厂热能控制技术的发展现状

2.1 仪表和控制装置

80年代初，我国引进了300W、600W机组的制造技术，同时采用先进的技和国外研究机构研制了的仪表和控制装置，因此改变了过去仪表和控制装备品种不全、可靠性差的问题，基本可以满足火力发电厂的的要求。目前我国仪表制造部紧跟世界发展的趋势，积极吸收国外先进的生产技术，主张打造自己的产品，提高我国仪表产品的质量、性能等，有利于提高电厂自动化控制技术和水平。

2.2 分散控制技术

我国火力发电厂的自动化控制系统中采用分散控制技术，通过分散控制技术出改造出很多类型的分散控制系统，比如T-ME、MOD-300等，但是分散控制系统在电厂中的品种过于繁多，影响了电厂自动化控制的水平，为检修带来了困扰，因此为了防止火力发电厂中的分散控制系统品种过多，我国精选了八种分散控制系统作为火力发电厂的首选，与利于减少众多的干扰因素，促进自动控制水平的提高。

2.3 锅炉炉膛安全保护系统

过去锅炉炉膛职能通过反光镜来对炉膛的燃烧情况进行监控，但是在监控室内无法监视炉膛的火焰状况，导致爆炸事件的发生。目前炉膛保护技术有了新的发展，在锅炉炉膛内安装炉膛保护装置，可以对火焰进行检测、对燃烧物进行吹扫、对炉膛内的压力进行保护，增强锅炉燃烧的稳定性和安全性。

2.4 计算机技术的应用

我国火力发电厂主要在计算机监控系统中应用计算机技术，它既具有数据采集的功能，也具有控制的功能，在提高火力发电厂自动化水平中发挥着关键性的作用。因此大量减少了常规仪表和手动操作设备的使用，有利于提高火力发电厂的管理水平，增强了自动化技术的可靠性。

3 火力发电厂自动控制技术提升可靠性的措施

3.1 软件优化

目前我国火电行业发展速度较快，企业之间的竞争加剧，因此要想提高自动控制技术的可靠性，就必须保证整体运营的安全性和经济性。在火力发电厂的经营过程中，控制系统会涵盖大量的软件，因此在管理中较为复杂，所以要不断优化软件，才能为提高火力发电厂自动控制技术的可靠性准备良好的条件。比如可以将火力发电厂的信息管理系统和通信接口相连接，实现对数据的整体管理，并关注软件在日常运行中的具体情况，保证软件的平稳运行。

3.2 使用APS技术

APS技术表示主动阶段开关。APS可以实现对CPU供电相数的自动调节，它基本上可以在无人干预的情况，自主完成机组的运行。由于APS是程序化的技术，因此可以减少人力成本的消耗，并减少人为的干扰，有利于保证机组的平稳运行。

3.3 智能化控制

智能化控制是当前自动控制系统中最重要的发展态势，在未来的研究中也最为关键。传统的火力发电厂单元机组主要采用分散控制系统来实现对系统的控制，虽然可以增强对单元机组的监控，实现较好的监控效果，但是它的智能化程度较低。随着计算机技术的普及，微型控制器、智能仪表等设备的出现，有利于促进职能控制系统的发展，并减少了人力成本的消耗，有利于提高火力发电厂系统运行的效率，促进经济效益的提高，可以有效避免一些由于人为干扰而引发的故障，增加自动化控制技术的可靠性和稳定性。

4 我国火力发电厂热能自动控制技术的发展前景

随着科学技术的发展和现代控制理论的进一步应用，计算机技术在火力发电厂热能控制系统中得到了广泛的应用，并且提供了可靠的技术支持。针对近年来技术的发展情势，在计算机技术、通讯技术等技术的综合运用下，未来将会产生更多可靠性强、功能完善的新型热能测量和控制仪表，火电厂热能自动化专业将会得到进一步的发展，有利于缩小我国和掌握世界先进火力发电技术的国家的差距。而且火电厂热能自动化技术的进步，也会推动设备制造、系统调试和维护等多方面的进步，促进行业的整体进步和相邻行业的进步。

4.1 实现单元炉、机、电控制的一体化

分散控制系统涵盖了整个机组的所有参数信息和设备运行状态的信息，有利于保证信息管理系统的快速采集，促进电网的统一管理，保证电网在工作时可以处于最佳的运行状态，同时也有利于发挥分散控制系统的控制功能，减小控制室的规模，并较少控制人员的数量，有利于减少成本的投入，促进机组监控效率的提高。在火电厂自动控制系统中可以采DCS和PLC控制技术的相互配合的方式，逐渐缩小甚至取消BTG盘，工作人员在进行检修时，要按照机组的控制功能进行分类，注意人员的配合。

4.2 实现机组的整组启动

实现机组的整组启动，可以反应机组工作时的自动化水平，通过整组启动可以说明分散控制系统、炉膛安全保护系统、协调控制系统等系统之间具有良好的配合能力，也反应了主机设备和辅机设备之间具有良好的可控性，并可以保证信号检测、执行机构指导工作的可靠性。

4.3 信息管理系统

机组的机、炉、电的统一管理有利于实现发电厂信息管理系统的有效管理。全厂MIS系统可以对火力发电厂生产过程的数据进行收集和整理，并对全厂的每个机组进行负荷的合理分配，对用电进行科学调度，可以有效提高每个单元的机组的运行效率。而电网管理则主要可以利用远动通讯接口，可以实现远程遥控、通信的工作。

4.4 新的控制和保护策略

随着计算机技术的发货在哪，现代控制方法也减少了对被控模型的依赖，应该由控制系统来调节参数，采用控制器和黑箱控制器等技术，减少复杂场合对被控模型的依赖，通常可以获得良好的控制效果。

通过计算机控制技术，可以及时检测系统的故障，并可以排查设备的隐患，设置主动保护措施等来保护系统，使系统可以正常运行，增加了系统防护的可靠性和安全性。现代控制和保护策略借助计算机技术的支持，将有利于提高火力发电站控制系统的水平，并进一步促进人工智能技术、免干预等技术的发展。

4.5 现场总线和智能仪表

现场总线是一种串行通讯系统，可以连接现场仪表和控制系统，具有数字化、智能化的特点。现场总线不仅可以实信号的采集和控制的输出，还可以利用设置现场的仪表和装置实现对系统的而控制、智能诊断等功能，并且可以减少控制电缆的使用，实现多个现场之间的交互。现场总线控制系统有多重运用的模式，其中最主要的是用于现场总线的系列模块，即由控制器、传感器、执行部门、监控站组成的现场总线控制系统。因此，在未来的发展中，应该首先保证现场总线的仪表监视和通讯相应的可靠性，再对局部的分工和合作进行处理，以促进系统的平稳运行。