1、探讨电厂热工自动化系统的发展现状摘要：随着世界高科技的飞速发展和我国机组容量的快速提高，电厂热工自动化程度不断提高，热工监控范围不断扩大，使得热工自动化设备和系统在火电机组安全经济运行中的作用愈来愈显得重要。本文主要阐述了电厂热工自动化的概念，分析了电厂热工自动化的现状，并对电厂热工自动化新进展进行了探讨。 关键词：电厂热工自动化；现状；发展趋势 中图分类号： TM6 文献标识码： A 文章编号： 一、电厂热工自动化的概念及基本内容 电厂热工过程采用自动化技术已有较长的历史，锅炉给水调节装置和蒸汽机离心摆调速装置，足热能动力设备最早的自动控制装置，也是整个自动化领域的早期成果。随着现代科学技术
2、的发展，火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组，其生产过程的操作由运行人员于动控制到陆续采用各种自动控制装置，实现生产过程的自动控制，使火力发电厂的自动化水平日益提高和发展。电厂热工自动化的范围极其广泛，包括主机、辅助设备、公用系统等的自动化，大致可以分为五个基本内容：(1)自动检测(测量与显示)；(2)自动调节(模拟量控制)；(3)顺序控制(开关量控制)；(4)自动保护；(5)综合自动化技术。 二、电厂热工自动化的现状 2.1 我国电厂热工自动化发展历程 20 世纪 50 年代，我国火电单机容量小，一般采用母管制运行方式，自动化程度较低，炉、机、电都就地或
3、在各自单独的控制室进行控制，机组基本依赖于人工操作，辅以简单的仪表来控制生产过程。到 20 世纪70 年代，随着电力工业的发展，热工自动控制系统出现了集中控制方式，即在集控室内，操作人员主要通过操作按钮和各种仪表进行控制和监视，但机组的自动化水平仍很低。20 世纪 70 年代末，投入使用的是单回路调节装置和模拟组装仪表。当时单元机组集控从某种意义而言仅仅是各种控制仪表设备机械地组合在一起。从实际使用情况看，随着机组容量的不断增大，控制参数和控制要求的不断提高，传统的模拟仪表很难满足要求，难以实现机炉协调控制等复杂的自动控制和保护功能。 2.2 分散控制系统(DCS)的现状 目前，国内几乎所有的
4、机组都采用了 DCS 控制系统。国外的系统运行可靠但价格昂贵；国内的系统价格低，但运行和维护的工作量巨大。根据国内自动调节系统的角度和机组情况分析，一般将国内机组的状况分为：一是采用先进的机组、DCS 系统、编制软件、配套仪表设备。国外的自动调节系统已经完备成熟，并且各种仪表的执行机构运行可靠，机构线性良好，各种参数设置合理。二是进口 DCS 系统和仪表及设备，国产的机组和国内自行编制 DCS 程序。这一类企业经常采用热工调试所等机构里专业的程序编制人员进行编程。相关的编制人员有着娴熟的自动调节系统程序编制和参数整定经验，但是在系统编程和调试阶段，有些时候相对粗糙。在以后的运行过程中，自动调节
5、系统有可能存在一些问题。 三、电厂热工自动化新进展 3.1 未来智能控制应用将增多 科学技术在迅速发展的同时，计算机的更新升级也越来越快，为提高电厂的自动化水平提供了条件。从电厂的实用性出发，这就要求电厂热工自动化水平的提高。而热工自动化的水平与智能控制的应用有直接的关系，智能控制系统在实际的应用越来越普及，这是未来电力行业发展的必然要求。为满足市场竞争以及用户的要求，DCS 与 PLC 正在互相取长补短，互相吸收和融合来达到取长补短的目的。DCS 系统的结构正在向网络化方向发展，由主站来协调对各子站进行操作管理，并在 CRT 上集中监视。这样使得智能控制系统更加适用于电力生产，为热工自动花设
6、施的进一步完善提供了条件。智能控制的应用将是电力行业未来的大课题，在这个过程中，热工自动化的智能系统的应用会越来越多，逐渐的普及起来。 3.2 变频技术的普及应用与发展 由于变频调速不但在调速范围和精度,动态响应速度,低速转动力矩,工作效率,方便使用方面表现出优越性,更重要的是节能效果在经济及社会效益上产生的显著效应,因此继一些中小型电机上普遍应用后,近年来交流变频调速技术,扩展到一些高压电机的控制上试用,如送、引风机和给水泵电机转速的控制等。 因为蕴藏着巨大的节能潜力,可以预见随着高压变频器可靠性的提高、一次性投资降低和对电网的谐波干扰减少,更多机组的风机、水泵上的大电机会走向变频调速控制,
7、在一段时间内,变频技术将继续在电厂节能工作中,扮演重要角色。 3.3 完善电厂热工自动化中的保护措施 (1)做好调试 在设备完成安装的时候，应对整体进行全面的调试，并做好记录。具体就是针对重要的硬件设备进行跟踪记录。热工保护系统的安全运行实际上需要保护意识的提高，其系统的可靠性与硬件情况是不可分的，所以必须对系统硬件运行的情况进行记录，尤其是保护出口卡的情况，通常每一次保护投入运行应对此设备进行校验，确认合格。 (2)设计中采用冗余思路 在系统设计的过程中应充分的考虑到电厂的发展，即采用冗余的设计思路对电厂的自动控制系统进行设计。尤其是对保护系统，对一些保护执行设备的动作电源也应当采取控制。
8、(3)利用优质元件 在系统设计和构建过程中，应当尽量采用成熟的技术和元件来完成系统的搭建。因为随着热控系统的复杂性提高，对热控元件的可靠性要求也就越高。因此成熟的技术和应用反馈较好的元件是可以满足 DCS 系统整体可靠性需求，以期最大限度的提高 DCS 系统的可靠性和保护系统的安全。 3.4 电气控制正纳入 DCS 火力发电厂中，热工系统自动化和电气自动化水平，反映了整个电厂的运行管理水平。分散控制系统 DCS 在被电厂采用后,大大提高了汽轮机和锅炉的控制水平,然而大多数电厂，电气自动化仍然作为单独的一部分独立运行，这样就严重影响了电厂自动化系统的发展。 目前，有些电厂正在尝试将电气控制纳入
9、DCS 的范围，其主要是用于发电机系统和主厂房内的厂用电系统,它主要由发电机变压器线路组、高压启动/备用变压器、高压厂用工作变压器、低压厂用工作变压器、低压厂用备用变压器及低压厂用工用变压器等的控制和信号测量所组成。今后尤其在发电机励磁系统、自动准同期和厂用电快速切换等方面更要重点考虑 DCS 的纳入。 3.5 实现综合自动化 发电厂是一种资产密集、技术密集、数据量大、产品即产即销的特殊企业。综合自动化技术是把生产过程作为一个整体来控制和管理。实现管控一体化。管控一体化是从电厂的生产和经营目标出发，为电厂的管理业务和运转流程提供信息化支撑的系统集合，它综合了电厂的过程控制、厂级监控、管理信息的
10、数据，将人、财、物有机的组织成有序互动的整体，以计划、实现、检查和调整的广义闭环思想使整个组织具有自优化的能力，为实现组织目标的最大化服务。 结束语 电厂热工自动化是一项现代科技，它有着广泛的发展前景，所有自动化系统都需要一套合理的设计，以保证各控制系统的顺利运行。自动化技术对于电力工业如此重要，因此，要求我国从事电厂热工自动化的技术人员在提升自身素质和技能的同时，电厂专业之间应当克服偏见互相学习，扩大知识面，更要密切关注国内外自动化技术的最新进展,以推动我国电厂自动化的发展。 参考文献： 1韩璞，王建国.自动化专业概论M.北京:科技出版社，2007. 2侯树文.陈燕.李方方.火电厂热工自动化的现状与进展J.山西建筑，2007 (03). 3梁新锋.火电厂热工自动化现状与发展趋势分析J.产业与科技论坛，2012(11). 4朱清；杨景萍.浅谈电厂热工自动化的现状与展望J.科技促进发展,2010(10).
