关于常见电厂热工自动控制技术的研究

发表时间：2017-09-21T10:45:47.420Z 来源：《电力设备》2017年第13期作者：李刘博

[导读] 摘要：随着信息化时代的到来，我国电力工业开始朝着大机组方向发展。但就目前的电厂热工控制现状而言，其控制模式已经很难适应电力工业控制单元机组的客观发展需求。

（太原理工大学 048000）

摘要：随着信息化时代的到来，我国电力工业开始朝着大机组方向发展。但就目前的电厂热工控制现状而言，其控制模式已经很难适应电力工业控制单元机组的客观发展需求。所以，在电厂实际生产过程中，为确保发电设备运行的安全可靠性，需对发电设备实行自动化控制，电厂热工自动化控制，关系着整个电厂的可持续发展，因此加强对控制技术的研究，具有非常重大的现实意义。基于此，文章就电厂热工自动控制技术进行分析。

关键词：电厂；热工自动控制技术；应用

1.电厂热工自动化控制技术概述

1.1热工测量技术

温度测量。电厂热工测量过程中，其温度测量传感器中主要采用的是热电偶热电阻，部分电厂也用到了其他类型的热敏元件，比如金属膜水银温包等，这些是测量温度的一次元件；

压力测量。其中传感器以应变原理膜片为主，弹簧管、变送器位移检测原理，二次仪表多采用数显形式；

流量测量。采用的标准节流件通常以差压原理测量为主，只有少数电厂仍然采用传统的齿轮、涡轮等流量计，比如燃油流量测量；4.液位测量。液位测量过程中，以差压原理经压力补偿测量作为主流，将电接点与工业电视一同应用。

1.2DCS系统

实践中可以看到，当前使用较多的大机组仪控系统以DCS系统为主，该系统和技术电厂发电机组控制系统中的应用作用日益凸显，如下图，为一汽包水位控制示意图。锅炉给水系统主要由两个给水调节阀，其中DN150调节阀是主调节阀，在正常负荷和高负荷运行时使用；旁通管设一个调节阀，在低负荷时使用，作为备用阀。在自动给水状态下，只允许其中之一自动调节给水，此时，另一调节阀可画面手动给水;在程序投入之前，操作人员需事先选定一个调节阀自动投入。

对于DCS系统而言，其主要是相对于现代化计算机集控系统而言的，该系统是基于计算机局域网技术建立起来的，它将局域网变成安全可靠性、实时性要求更高的网络型控制系统，在当前电厂热工控制系统得到了广泛的应用。

2.热工自动化技术在电厂中的应用

2.1DCS系统的应用

近些年在热电厂的机炉控制中广泛地应用一种先进的控制系统，即集散控制系统(DCS)，并且获得了较为客观的成绩。但是在热电厂电气控制系统中，受到各种主观、客观因素的影响仍然采用的是独立控制模式，DCS系统并没有得到全面的推广和应用，这对机电系统的协调性和热电厂的电气运行经济性和可靠性都产生着一定的影响。为了进一步推动DCS系统的应用，本文主要DCS的重要作用进行分析。

在我国很多热电行业的锅炉汽轮机控制中广泛的应用了DCS系统，但是在电厂电气的应用还是较少，因此电气数据的分析不及时，也不能够做到信息共享。当前主要有三点原因造成了在热电厂的电气系统中不能广泛的应用DCS系统。首先，控制系统需要热电厂的电力部门与热力部门共同完成，这就需要两个部门间进行充分的沟通协调，但目前在这个方面还有所欠缺。其次，一些管理人员在管理模式上仍较为落后，其思想也较为守旧，缺乏创新，仍然怀疑DCS系统的安全性，因此不敢大胆的尝试。最后，资金方面较为缺乏，DCS系统的应用需要大量的资金，特别是其线路十分复杂并且繁多，一些热电厂没有实力来开展DCS系统的应用。DCS系统基本上受到这三个方面的影响使其的推广和应用受到了阻碍，信息也无法有效的采集和收录。

当前科学技术水平不断的提高，DCS技术也有着明显的进步，在硬件构建、组态管理软件方面都有着提高，我国也成功的开发了自己的DCS系统，其对整个机组控制进行分布管理，让风险得以分散，功能更为集中。DCS系统在应用到电厂的实际工作中，需要反复的计算和调试系统的各项控制参数和逻辑，其可靠性得到了保障，因此DCS应用到电气系统中能够更好的保证电气设备的稳定运行，提升设备的使用寿命。

2.2自动控制

我们可以使用热工自动化技术，对电厂的调节系统进行自动控制，可以自动调节好温度和燃烧速度，有助于电厂自动化的发展。以某小型发电厂为例，火电厂采用了自动控制系统，三个系统中都采用了自动控制技术，主要为：（1）汽包水位系统通过系统内设置好的单冲、三冲量，自动调节汽包水位，从而实现自动化控制。电厂进行热工自动化控制后体现出了自动控制的优势。（2）燃烧系统自动控制火力发电厂中的炉膛内压力，增加送风量或者增减符合，通过自动化控制方式完成，遵循热工自动控制的原则，保证燃烧系统能够良好地运行，降低外界影响，保证燃烧系统的工作效率。（3）主汽压力系统主汽压力系统是火力发电厂中负责水温调节的部分，实现自动化调节水温温度，能够提升主汽压力系统的运行效率。可以引进模糊控制的方法，在主汽调节中，让主汽压力系统提高运行能力。

3.确保电厂热工自动控制技术可靠应用的策略

3.1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。

3.2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，虽然大大提升了锅炉以及汽轮机的运行控制水平，但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