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【摘 要】随着人们环保意识的增强,和国家对工业企业发展过程中环境要求的不断提高,在电子计算机及其网络技术不断成熟的今天,不久的将来热工系统必将围绕环保、节能、减排等主题发生较大的创造性改变。这些改变必将向着一体化、智能化、网络化、透明化的方向和格局不断前进,新的测量技术的迅速发展和推广应用,必将使得机组的运行、操作、故障排除等操作变得更加简单方便。而随着国家对电厂投入力度的不断加大,国家科研机构的不断创新,火电厂的热工自动化技术一定会有更好的发展,为火电厂实现经济效益、社会效益、生态效益保驾护航。
【关键词】电厂热工;自动化技术;现状;进展
引言
随着国民经济的快速发展,我国用电量总量持续攀升,而我国作为一个以火力发电为主体的国家,火力发电厂在社会上扮演这越来越重要的角色。近年来,我国大力提倡建设创新型国家,电力部门也增强了技术创新的投入力度,电厂热工自动化技术得到了充分的发展与应用。电厂热工自动化技术的推广不仅给社会带来了巨大的经济效益,同时对环境的保护、工作人员工作环境的改善等方面也有很大的推动作用。
一、电厂热工自动化的概述
电厂热工自动化是指电厂的生产设备在没有人参与的情况下,通过应用计算机控制理论、自动化控制理论,以及相关的控制装置来实现控制,并保证系统安全、稳定、高效运行。电厂热工自动化系统分为主机自动化,辅助设备自动化,每一个模块又包括信息采集处理、自动测量与控制、系统自动报警、系统保护等自动化模块。电厂热工自动化系统能够实现生产设备的参数自动准确调节,实现生产设备自动顺序运行控制,实现系统的安全监测控制,热工自动化技术在提升设备运行可靠性和运行效率的同时,可以节省大量人力成本,保障设备安全。
二、火电厂热工自动化的现状
现阶段,在全国范围内发电机组的改造过程中,DCS控制系统技术得到了进一步的推广和应用。国外DCS控制系统相比较于我国DCS系统来讲有着较大的优越性,特别是在系统运行的可靠性,维护工作量的需求等方面优势特别明显,但同样,成本造价也较高。国内DCS系统虽然相比较于国外的来讲在成本造价上面优势较大,但自动化水平较低,机组运行需要的维护人员较多,且工作量一般较大。根据我国机组的现实情况,以自动调节系统为例,我国机组的状况可以大致归纳为以下两点:一是机组、配套仪表设备、DCS系统、编制软件都采用进口设备厂商提供的知名设备。国外DCS系统因技术水平较高、发展时间较长,系统一般较为完善,各种检查和控制仪表的运行较为可靠,且各种参数的设置都十分合理。二是国产机组、进口仪表及设备、进口DCS系统,国内编制DCS程序。技术的引进和转移是这类企业十分重视的内容,主要考虑到编程人员的经验和参数整定经验,选择专业资质较高的国内人员进行编写。但是在DCS系统编写的过程中,也会相对的出现粗糙的地方。在以后的调试和运行过程中,可能存在一些不可预见的问题。
三、电厂热工自动化技术发展前景
1、自律控制系统的应用
自律控制系统是对电厂整体系统在同一时间内进行自律控制、及单独的子系统发生故障时进行整体系统的自律调节,以保障电厂系统的安全稳定运行,使系统故障产生的不良影响降到最低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前我国电厂应用的DCS系统在自律控制方面还存在相当大的可提升空间,目前现有的DCS分为水平分布型系统和层次分布型系统两类,这两类系统各存在一定的缺点,水平分布型系统具有协调性但缺乏自律控制性,而层次分布型系统具有自律控制性但缺乏协调性。未来自律控制系统的应用目标是整合现在DCS水平分布型系统和层次分布型系统的优点,当电厂DCS系统中任何一个独立的子系统发现故障时,自律控制系统可以第一时间判断,并自行调整工作状态,同时实现系统间的协调性和自律控制性,自律控制系统在整个电厂系统中的应用有利于保证电厂发电系统运行的稳定性。
2、综合自动化管控的实现
电厂是集生产与销售于一体的企业,具有生产过程复杂、技术性强、资产密集、数据量大等特点,因此未来电厂热工自动化技术的发展方向将是通过综合自动化管控来实现生产过程的管理和控制。综合自动化管控绝不局限于生产机组及仪表设备的控制,而是以电厂的经营目标为出发点,在实现热工技术自动化的同时,为电厂的管理和运营提供信息数据的自动化支撑。综合自动化管控集合了电厂的过程控制、厂级监控、管理信息数据,将电厂的生产和运营管理整合在同一平台下,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。
3、SCS与APS技术应用
SCS(SequenceControlSystem)是DCS系统的重要组成部分,实现对机组设备的控制、联锁、保护以及顺序控制启停等功能。机组操作人员可以对设备进行单独操作,也可以将相关设备按子组进行顺序控制启停。SCS会给出操作提示、报警等信息,用来指导操作人员正确操作。SCS系统一般具有功能组级顺序控制和机组级顺序控制两个层次。功能组级顺序控制只对本级有效,操作人员输入控制命令,经过系统逻辑运算,系统自动向相关设备发出控制指令,指令完成发回信号即表示本级的控制操作完成。机组级顺序控制也称为机组自启停系统(APS),APS为最高一级的控制,当SCS系统接受APS的启动指令后,将机组从起始状态按照程序控制步骤和顺序启动至某一负荷,启动过程中只需设置少量断点,由运行人员确认后自动进行。
4、过程控制优化软件实现更高性能
SIS系统在火电厂的应用已经相当普遍和广泛,但是目前我国电厂对SIS系统的应用并不深入,大部分电厂只启用了相对简单的功能,如单纯的数据统计、报表打印等,更强大的深化功能都未被充分挖掘和实施,而随着电厂热工自动化技术的深入发展,以及电力行业在市场竞争中所面临的挑战,想在激烈竞争中立于不败之地,无论是在生产管控方面,还是在技术保障方面都要加强。因此未来我国电厂对SIS系统的应用将会进一步深入,基于热经济性分析的运行优化、以品质经济性为目标的控制优化、以提高可靠性为目的的设备故障诊断等更偏重于过程控制的软件功能将会被一一发掘和应用。SIS系统将会结合电力生产实际需求进行二次功能开发和优化,对自动化过程控制方面的软件功能进行加强和优化,使SIS系统的综合性更强,软件系统技术更趋于成熟,通过优化的过程控制软件将会实现更高的性能,以满足现代电厂热工自动化技术发展需要,保障电力企业的综合技术实力,使其在激烈的市场竞争中脱颖而出。
结束语
我们正处于一个科技高速发展的时代,电厂热工技术自动化和智能化的发展趋势已势不可挡,在未来电厂热工自动化技术的发展当中,现代化和科技化技术的应用会越来越广泛,热工自动化技术最终趋向高速化、智能化、一体化和透明化的方向发展。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。
参考文献:
[1]李行,李益.电厂热工自动化技术应用现状及研究展望[J].产业与科技论坛,2014(6): 119-120.
[2]薛霞.电厂热工自动化技术现状与发展趋势分析[J].产业与科技论坛,2012(22): 126-127.
论文作者:徐磊
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年7月供稿
论文发表时间:2015/11/10
标签:电厂论文; 系统论文; 热工论文; 技术论文; 机组论文; 设备论文; 控制系统论文; 《工程建设标准化》2015年7月供稿论文;