电厂热工自动化技术及其应用分析

电厂热工自动化技术及其应用分析
当今的世界是变革中的世界，当今的中国是变革中的中国。

电力工业是国民经济的基础产业和重要的公用事业，随着经济的发展对电力的依赖程度越来越高，电力产业的发展也越来越为重要。

在上世纪80年代末以来，以引入竞争机制为特征的电力市场化改革在世界范围内展开，我国的电力市场环境也随着进行变化，陆续进行了厂网分离、竞价上网、以热定电等机制改革，电力工业市场产生了巨大的变化。

如何在这种变革的环境中生存及持续发展，是摆在每个电力企业面前的重要问题。

科技的发展，不断提高我国的电力系统自动化水平，与之相应的电厂热工自动化也不断进步。

从自动化设备来看，数字仪表逐渐取代过去的组装仪表，控制设备更加精良;引入计算机后，可以实时监控机组设备的运行状态，直观显示监控画面，提高了工作效率;大力推广并发展电厂热工自动化技术势在必行。

一、电厂热工自动化的基本概念
所谓电厂热工自动化，是指采用自动化控制装置和仪表等对电厂的热力过程进行操作，它无需人员参与操作和监视过程。

可见，电厂热工自动化技术解放了劳动力，有利于提高发电机组运行的安全性和经济性。

具体而言，该技术涉及以下几个方面：
1、自动检测。

在热力操作过程中，流量、成分、液位以及温度等是主要的运行参数，通过自动化仪表对这些参数进行自动测量;自动检测各项运行参数是保证机组稳定运行的核心，通过反馈环节还可以实现参数的自动调节，并在必要时及时给出报警信号。

2、自动控制。

通过自动控制装置，可以对部分生产过程进行控制和调节，主要有自动调节、顺序和远方控制之分。

3、自动报警。

在自动检测过程中，一旦出现热工参数与规定值偏差较大，将会给出报警信号提醒工作人员及时处理。

4、自动保护。

当热工参数在限定值以外时，或设备的运行条件
不满足要求，相应的自动控制装置将会终止生产过程，实现自动保护。

二、电厂热工自动化技术的构成
对电厂的热工自动化技术构成进行分析，由两个环节组成：
1、监控和管理信息系统
该系统的主要作用是对系统与DCS间的数据交换进行管理，其实现的功能包括：采集和存储数据、监控及分析数据、分析性能等。

监控和管理信息系统具有较强的软件功能，生产时可以依据具体情况启动所需功能。

自该系统投入运行以来，由于对软件系统还较为陌生，很多电厂仅仅运行到了该系统的一些简单功能，如：采集数据、打印报表等;一些深化功能并没有得到实施，如：优化运行方式、实现经济优化控制、设备故障诊断等。

2、分散控制系统
该系统的应用具有里程碑意义，它基于计算机技术在局域网络中得以功能实现。

在该系统中，局域网类似于一个实时数据控制端，能够对单元机组进行监控。

该系统在我国的火电厂中得到了广泛的应用，其技术仍有较大发展空间。

三、电厂热工自动化技术应用现状及趋势
1、单元机组监控智能化
单元机组DCS的普及应用，使得机组的监控面貌焕然一新，但是它的监控智能化程度在电力行业却没有多大提高。

虽然许多智能化的监视、控制软件在国内化工、冶金行业中都有较好的应用并取得效益，可在我国电力行业直到近几年才开始有所起步。

随着技术的进步，火电厂单元机组自动化系统的智能化将是一种趋势，因此未来数年里，实现信息智能化的仪表与软件将会在火电厂得到发展与应用。

具体包括：仪表智能管理软件、阀门智能管理软件、重要转动设备的状态智能管理软件、智能化报警软件的发展与应用。

2、单元机组监控集中布置
过去一个集控室的概念，通常为一台单元机组独用或为二台机组合用，电子室分成若干个小型的电子设备间，分别布置在锅炉汽轮机
房或其它主设备附近。

其优点是节省了电缆。

但随着机组容量的提高、计算机技术的发展和管理水平的深化，近几年集控室的概念扩大，出现了全厂单元机组集中于一个控制室，单元机组的电子设备间集中，现场一般的监视信号大量采用远程i/o柜的配置方式趋势，提高了机组运行管理水平。

3、APS技术应用推广
APS是机组级顺序控制系统的代名词在机组启动中，仅需按下一个启动控制键，整个机组就将按照设计的先后顺序、规定的时间和各控制子系统的工作情况，自动启停过程中的相关设备，协调机炉电各系统的控制在少量人工干预甚至完全不用人工干预的情况下，自动地完成整台机组的启停。

但由于设备自身的可控性和可用率不满足自动化要求，加上一些工艺和技术上还存在问题，需要深入地分析研究和改进，所以目前燃煤机组实施APS系统的还不多见。

4、过程控制软件优化应用
进一步提高模拟量控制系统的调节范围和品质指标，是火电厂热工自动化控制技术研究的一个方向。

虽然目前有关自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等技术，在电厂控制系统优化应用的报道有不少，但据笔者了解真正运行效果好的不多。

随着电力行业竞争的加剧，安全、经济效益方面取得明显效果、通用性强、安装调试方便的优化控制专用软件将会在电厂得到亲睐、进一步发展与应用。

sis系统将结合生产实际进行二次开发，促进自身应用技术走向成熟，在确保火电厂安全、环保、高效益，和深化信息化技术应用中发挥作用。

5、辅助车间集控得到全面推广
随着发电厂对减员增效的要求和运行人员整体素质的提高，辅助车间通过辅控网集控将会得到进一步全面推广。

但在实施过程中，目前还存在一些问题，比如确保通信信号的可靠性、接口连接协议等。

6、无线测量技术的应用
无线测量技术能监视和控制运行过程中发生的更多情况，获得关键的工艺信息，整合进入DCS。

除节省大量安装成本以外，还将推动
基本过程和自动化技术的改善。

如供热、供油和煤计量，酸碱、污水区域测量等，都可能通过无线测量技术实现远程监控。

7、机组检修维护方式的改变
随着电力市场的竞争，发电企业将趋向集约化经营和管理结构扁平化，为提高经济效益，发电企业在多发电，以提高机组利用小时的同时，将会通过减少生产人员的配备，密切与外包检修企业之间的联系，让专业检修队伍取替本厂检修队伍的方式来提高劳动生产率。

因此检修维修工作社会化将是一种趋势。

此外DCS的一体化及其向各功能领域渗透，提高电厂整体协调和信息化、自动化水平的同时，也将会使电厂原专业间及专业内的分工重新调整，比如热工与电气二次回路的专业划分打通。

为了降低成本，电厂不再保持大批的检修维修人员，因此检修维护方式也将因此而改变，比如让生产厂家和代理公司承担DCS和相关设备的检修工作。

四、结束语
综上所述，火力发电厂热工自动化的主要任务是以火力发电过程中数据的测量、信息的处理、设备的自动控制、报警和自动保护为基础，通过自动化系统的控制来达到无人操作的过程。

在火力发电厂生产过程中为了使发电设备的安全有所保障，需要对设备进行自动化控制，以避免重大事故的发生，同时也减少了一定的人力资源。

总体来讲，热工自动化系统的发展趋势是高速化、智能化、一体化和透明化。

随着科学技术水平的发展与进步，为热工自动化系统的进一步发展提供了不断拓展的空间。