探究電廠熱工自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

張磊

（山西漳電大唐塔山發(fā)電有限公司，山西 大同 037000）

[摘要]科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了社會(huì)中各行業(yè)的進(jìn)步。近年來(lái)，我國(guó)在電廠熱工自動(dòng)化方面的重視程度逐漸增加，加強(qiáng)對(duì)其技術(shù)的優(yōu)化和改革，使此項(xiàng)技術(shù)在理論知識(shí)與硬件設(shè)施方面都獲得了較大的進(jìn)步，尤其在引入信息系統(tǒng)之后，使其自動(dòng)化以及管理水平都得到顯著增強(qiáng)。因此，對(duì)電廠熱工自動(dòng)化的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析和闡述。

關(guān)鍵詞 電廠熱工自動(dòng)化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào) TM621.4

0引言

在科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展之下，我國(guó)的工業(yè)企業(yè)在電能方面的需求量不斷增加，因此對(duì)裝置容量的改造工作成為大勢(shì)所趨。同時(shí)，國(guó)家對(duì)此方面的重視程度逐漸提升，并且擁有高超的科學(xué)技術(shù)支持。在此背景下，我國(guó)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化水平逐漸提升。

1電廠熱工自動(dòng)化的現(xiàn)狀

1.1分散控制系統(tǒng)

1980年左右，分散控制系統(tǒng)在國(guó)外誕生并且投入使用。1990年左右，此項(xiàng)技術(shù)才被正式傳人我國(guó)。將此系統(tǒng)引入火電廠，極大地提升了火電廠中自動(dòng)化的水平。分散控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用的原因主要分為三個(gè)方面：首先，其能夠加強(qiáng)對(duì)機(jī)組的監(jiān)控和管制，縮短發(fā)電機(jī)組安裝調(diào)試的時(shí)間，保障發(fā)電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。其次，分散系統(tǒng)中具備的鍵盤操作方式已經(jīng)逐漸普及，能夠被該行業(yè)的技術(shù)人員熟練掌握，打破了對(duì)以往常規(guī)儀表設(shè)備的依賴程度。最后，分散控制系統(tǒng)能夠充分應(yīng)用到電廠的輸煤、除灰等系統(tǒng)中，可以對(duì)其迸行編程控制，進(jìn)而能夠?qū)ζ漤樞蜻M(jìn)行設(shè)定。

目前，分散控制系統(tǒng)在我國(guó)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，在系統(tǒng)的優(yōu)化和升級(jí)方面也得到了顯著的提升。但是與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然處于弱勢(shì)，尤其是在系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中的可靠性及穩(wěn)定性方面。同時(shí)，在系統(tǒng)的成本投入上。我國(guó)雖然占有一定的優(yōu)勢(shì)，但是自動(dòng)化水平不高，且需要進(jìn)行大量的后期維護(hù)。

1.2 電廠熱工測(cè)量技術(shù)

此項(xiàng)測(cè)量技術(shù)主要包括兩個(gè)方面，即溫度測(cè)量與流量測(cè)量。第一，溫度測(cè)量。在電廠的熱工測(cè)量中通常應(yīng)用的是在變送器及二次儀表中利用熱電偶電阻直接進(jìn)行加熱，而很少利用到水銀包或者金屬膜等熱敏軟件進(jìn)行。同時(shí)，DDZ-2型號(hào)的溫度傳感器即使是在較小功率的機(jī)組當(dāng)中也仍然能夠正常使用。對(duì)于具有較強(qiáng)功率的機(jī)組來(lái)說(shuō)，例如300 MW，熱電阻信號(hào)難以直接進(jìn)入電子室。就這種狀況來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到最終的目標(biāo)，應(yīng)利用分散管理系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對(duì)熱電偶聯(lián)系采用不同的方式進(jìn)行冷端補(bǔ)償。第二，流量測(cè)量。在電廠中，通常會(huì)利用差壓的方式進(jìn)行流量的測(cè)量，但卻很少利用齒輪或者渦輪等精確的儀器。對(duì)于組合型的犬機(jī)器來(lái)說(shuō)，通常利用公式計(jì)算的方式對(duì)其流量進(jìn)行測(cè)量。

1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)

在電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中，自動(dòng)控制系統(tǒng)是十分重要的內(nèi)容，它能夠有效保障該系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。在此系統(tǒng)當(dāng)中，控制的部位主要分為兩個(gè)方面，即水位調(diào)節(jié)區(qū)和溫度調(diào)節(jié)區(qū)。第一，水位調(diào)節(jié)區(qū)。在此區(qū)域當(dāng)中，水位調(diào)節(jié)能夠?qū)﹄姳眠\(yùn)轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生較大的影響，進(jìn)而影響電廠發(fā)電速率。第二，溫度調(diào)節(jié)區(qū)。此區(qū)域系統(tǒng)的主要作用是進(jìn)行水溫的調(diào)節(jié)。同時(shí)，其并非屬于一個(gè)單獨(dú)的環(huán)節(jié)，它還涉及其他方方面面，因此耗時(shí)較多‘1]。2電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

在分散控制系統(tǒng)與PLC得到迅猛發(fā)展之后，現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)誕生。，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)PLC和分散控制系統(tǒng)的優(yōu)化和更新。由于現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)資源的合理利用，減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象產(chǎn)生，有效控制電廠投資成本，在信號(hào)傳輸?shù)姆矫娴臏?zhǔn)確度較強(qiáng)，因此與分散系統(tǒng)以及PLC相比較來(lái)看，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值更為顯著。同時(shí)，電廠中利用現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)與商家之間的在線交流與合作，減少對(duì)控制柜的利用，進(jìn)而節(jié)省占地面積，對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也得到了有效的精簡(jiǎn)和優(yōu)化。因此，現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)充分符合我國(guó)當(dāng)前的市場(chǎng)需求，能夠?yàn)殡姀S帶來(lái)更為豐厚的經(jīng)濟(jì)效盞，與當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展總趨勢(shì)相符合。

2.2自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)

電廠若想真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展，則需要將人力、物力以及財(cái)力等進(jìn)行有效的結(jié)合，對(duì)自身現(xiàn)有的資源進(jìn)行合理配置和優(yōu)化組合，：進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管理控制一體化的目標(biāo)，為電廠帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。新時(shí)期背景下，電廠自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)主要有以下幾個(gè)方面：首先，應(yīng)在設(shè)備安裝完畢后進(jìn)行全面的調(diào)試和記錄，關(guān)鍵硬件設(shè)備要做好跟蹤記錄，進(jìn)行定期和不定期的檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)其存在的問(wèn)題，避免問(wèn)題擴(kuò)大引發(fā)更加嚴(yán)重的故障，為電廠的正常生產(chǎn)帶來(lái)阻礙。其次，要加強(qiáng)電廠工作人員的培訓(xùn)工作，提升管理人員以及自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)人員的安全意識(shí)，本著實(shí)事求是的態(tài)度，將每日系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，促進(jìn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。再次，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化和升級(jí)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種新技術(shù)、新方法層出不窮，自動(dòng)化系統(tǒng)要緊緊跟隨社會(huì)的發(fā)展潮流，及時(shí)更新?lián)Q代，使用更加優(yōu)質(zhì)現(xiàn)金的元件，依靠成熟穩(wěn)妥的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。最后，要想真正實(shí)現(xiàn)熱工自動(dòng)化，應(yīng)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)之初，結(jié)合電廠的實(shí)際情況，采用冗余的觀念，樹立長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展眼光，與未來(lái)此方面的發(fā)展前景相結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱工自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。

2.3高性能的發(fā)展

自從電廠熱工自動(dòng)化傳人我國(guó)之后，國(guó)家對(duì)此方面的重視程度不斷提升，并且為此系統(tǒng)的良好建設(shè)投入了大量人力、物力以及財(cái)力，使得電廠熱工系統(tǒng)的自動(dòng)化程度顯著增強(qiáng)，促進(jìn)了電廠的又好又快發(fā)展。目前，此方面的自動(dòng)化軟件功能越來(lái)越強(qiáng)大，普及的范圍也逐漸變大，它的存在符合當(dāng)前國(guó)家和社會(huì)對(duì)此方面的需求，為電廠的發(fā)展提供了較強(qiáng)的促進(jìn)作用。同時(shí)，自動(dòng)化的發(fā)展還有效地解放了大量人力和物力。但是，隨著國(guó)內(nèi)外科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的電廠熱工還具有很大的上升空間。為了能夠在未來(lái)獲得更加良好的發(fā)展，電廠應(yīng)樹立長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光，積極提升性能，爭(zhēng)取日后以更高的性能和效率，為電廠做出更大的貢獻(xiàn)。

2.4智能控制與人性化的發(fā)展

在電廠熱工系統(tǒng)的發(fā)展中，勢(shì)必要向智能控制方面傾斜。未來(lái)的時(shí)代屬于智能化的時(shí)代，熱工系統(tǒng)的智能化能夠與時(shí)代的發(fā)展潮流相符合。目前，市場(chǎng)中各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，用戶對(duì)于生活質(zhì)量及產(chǎn)品提出了更高的要求，這同樣也是促進(jìn)熱工系統(tǒng)進(jìn)行智能化發(fā)展的動(dòng)力。電廠應(yīng)積極將PLC與分散控制系統(tǒng)相結(jié)合，使二者之間進(jìn)行充分的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為智能控制系統(tǒng)在電力生產(chǎn)中的發(fā)展鋪平道路，引領(lǐng)電廠生產(chǎn)技術(shù)走上高效發(fā)展的道路。

此外，在未來(lái)的發(fā)展中，社會(huì)中各行各業(yè)都將轉(zhuǎn)變思維，從以“產(chǎn)品”為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐?ldquo;用戶”為主，電廠發(fā)展也不例外。未來(lái)的發(fā)展超勢(shì)是人性化的，因此熱工系統(tǒng)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：第一，在進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)參照人體結(jié)構(gòu)，將人體的特征作為系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)制定的重要標(biāo)準(zhǔn)，并且與人體測(cè)量學(xué)、心理學(xué)以及生理學(xué)等多個(gè)學(xué)科相結(jié)合，進(jìn)而使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得更加人性化。第二，系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)將環(huán)境因素考慮在內(nèi)，由于溫度、光照以及濕度等多種因素會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響，因此應(yīng)盡早制定出相應(yīng)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)方案，使系統(tǒng)始終處于一個(gè)安全、穩(wěn)定的環(huán)境中。最后，還應(yīng)考慮文化因素，使熱工自動(dòng)化技術(shù)在理論知識(shí)以及實(shí)踐操作的基礎(chǔ)上，融入文化氣息，使技術(shù)能夠與時(shí)俱進(jìn)。

3電廠熱工自動(dòng)化控制技術(shù)的內(nèi)容

3.1自動(dòng)檢測(cè)

在控制技術(shù)中，自動(dòng)檢測(cè)屬于十分重要的內(nèi)容，能夠利用自動(dòng)化儀表對(duì)熱力過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，例如溫度、流量、成分以及壓力等等。將測(cè)量出來(lái)的參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，能夠直觀清楚地看出其中不符合標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目，并且對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和解決，使電廠機(jī)組能夠始終處于正常平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)中。

3.2自動(dòng)控制與報(bào)警

為了能夠確保電廠機(jī)組的安全運(yùn)行，自動(dòng)控制裝置能夠通過(guò)對(duì)設(shè)備中的某一運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)達(dá)到系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。此外，為了防止電廠中由于機(jī)組發(fā)生故障而引發(fā)重大事故，對(duì)此設(shè)立了自動(dòng)報(bào)警裝置。該裝置能夠在無(wú)人狀態(tài)進(jìn)行工作，有效地監(jiān)視機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，如是否出現(xiàn)偏離等異常情況，并及時(shí)進(jìn)行提醒，從而確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.3自動(dòng)保護(hù)

為了使系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)中，運(yùn)用自動(dòng)保護(hù)裝置，能夠讓設(shè)備中的參數(shù)超過(guò)限定的標(biāo)準(zhǔn)值，或者設(shè)備的運(yùn)行條件難以得到充分滿足時(shí)，對(duì)機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)關(guān)閉，使其停止工作并且進(jìn)行自我修復(fù)，這樣做能夠有效地減少機(jī)組損傷，使其使用壽命得到延長(zhǎng)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)電能的使用量和需求量都逐漸提升，國(guó)家對(duì)此方面也加大了扶持力度。在電力不斷發(fā)展的背景下，熱工自動(dòng)化系統(tǒng)為電力發(fā)展提供了充足動(dòng)力，現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)等多種新型系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。在日后的發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)專家和學(xué)者應(yīng)對(duì)熱工自動(dòng)化技術(shù)加強(qiáng)研究，使其能夠順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，向智能化和人性化方向邁進(jìn)，進(jìn)而發(fā)揮出更加強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，為電力行業(yè)的發(fā)展奉獻(xiàn)出更大的力量。

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