摘要：在受到技术进步的带动同时，也得到了政策的支持，所以我国近年来电力事业进步迅速，得到了很长足的发展。电厂为了提高工作效率，机组已经在不断扩大装机容量，而火力发电厂也在不断提高热工自动化技术，和过去相比已经可以说是脱胎换骨，并且实现了热工监控范围的扩大，这样非常有助于火电机在运行中提高安全性和经济性。本文首先对电厂热工自动化进行简要介绍，然后分析热工自动化的应用现状，最后对其在未来的发展趋势进行了简要分析。
关键词：火电厂；热工自动化；DCS；FCS；智能控制
随着我国社会经济的快速发展，电力事业的进步，火电厂热工自动化水平不断提高，火电厂热工自动化技术在电力系统和经济运行中的作用越来越重要。目前，我国已经加快了技术革新，火电厂热工自动化已经取得了很大的发展。同时，作为一项现代科技，火电厂热工自动化有着广阔的发展前景。在现有基础上，还需要我们不断加强改革和创新，创新设计理念和思路，借鉴国外的先进经验，努力开发国内电厂真正需要的热工自动化技术。
一、关于火力发电厂的热工自动化技术
火力发电厂的热工自动化技术是一种为设备提供安全、给机组提高经济型、给工作人员降低劳动强度，并且可以改善工作环境。具体来说就是通过计算机和网络技术实现自动化控制，并且基于自动化仪表来完成火力发电厂在工作中测量参数的工作，并且对参数进行处理、对设施自动控制，出现问题就可以自动报警以及保护，主要是通过主机、辅助设备和公用系统等环节的自动化来实现的。这其中包括4个方面：
第一，自动检测，通过自动化仪表实现热力过程针对热力过程中的各种参数来进行测量，其中包括着温度、压力、流量以及液位和成分等。通过自动监测而生成的热工参数往往成为火力发电厂判断运行状况的依据，根据这些数据来进行调整和控制，来进行经济核算，并且在发生事故后，设备会根据这些参数来自动报警和分析数据。
第二，自动控制，热工自动化中有自动控制装置，应用这种装置来在生产过程中进行自动运行和自动调节，这样机组运行就能够在经济型和安全性上得到更好的保证。具体说来自动控制装置功能分为自动调节、远方控制以及顺序控制这3个环节。
第三，自动报警，一旦自动检测装置发现系统参数发生异常，就会自动开始报警，通过自动报警的方式让工作人员发现异常，以便能够尽快进行处理故障排除。
第四，自动保护，自动检测系统发现参数到达一定阈值，就会关停设备以免给设备造成更大的影响，造成更大的损失。
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
从1950年开始，我国实行自主发展和创新，由于技术落后等原因，开发和使用的火电单机容量比较小，发电机组由人工进行操作，生产控制过程辅有一些简单的仪表来完成，整个过程自动化程度很低。到20世纪70年代初，虽然自动化水平仍很低，但我们自己生产的仪表被广泛用于不同容量的国产机组上，操作人员可以利用按钮和仪表对整个机组进行监视、控制。
2.2分散控制系统（DCS）的成就与现状
1970年左右，国外率先研制和使用了DCS系统，中国在80年代开始引进这套系统并开始运用到火电厂。DCS的广泛应用在很多方面提高了火电厂自动化水平。首先，电厂采用DCS对机组进行有效的监视和控制。在机组分部试运行过程中，DCS使得发电机组的安装调试时间得到极大的缩短，在整机启动调试时，也发挥了重要作用，为确保机发电组的安全、稳定、经济运行打下了坚实的基础。其次，运行和操作人员已经熟悉了DCS系统独特的CRT/键盘操作方式，并慢慢不再依赖常规仪表和控制设备。再次，电厂输煤、除灰等辅助生产系统可以使用微机型的可编程控制器，实现顺序控制。最后，国内的很多研究机构和开发企业正在努力攻关和研发，不过产学研合作等多种形式，不断积累工程和设计经验，逐步摆脱从国外进口DCS的局面，为降低DCS的造价作出了贡献。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
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。
三、火电厂热工自动化新进展
3.1电气控制正纳入DCS
自从火电厂采用分散控制系统DCS后，汽轮机和锅炉的控制水平有明显的提高，但作为单元机组中的重要一个环节，即发电机变压器组和厂用电系统的控制，大多数仍保留了传统的控制方式，控制盘台上装设很多模拟仪表光字牌和开关按钮，在一个控制室内与汽轮机和锅炉的DCS控制很不协调，严重影响了火电厂自动化水平。电器控制纳入DCS范围主要为发电机系统和主厂房内的厂用电系统，主要包括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。保安电源系统、支流系统和不停电电源系统也要纳入DCS进行监视。此外，发电机励磁系统、自动准同期和厂用电快速切换更要优先考虑纳入DCS。电气控制纳入DCS，国际上已开始广泛采用，许多大的DCS公司都有这方面的应用业绩。将部分电器控制纳入DCS，国内已有成功的经验。
3.2EIC综合技术
在以前的发电控制过程中，电气控制装置E（Eleetric）仪表I（Instrument）和计算机控制装置C（Computer）都是彼此独立的装置，采取分别安装的方式。在现代科技的支持下，国家开展了EIC综合技术运用，将这三种装置结合起来，并DCS进行统一规划和完成，这是DCS的未来发展方向。
3.3FCS（现场总线控制系统）正取代DCS
DCS使得某个局部的故障对整个系统的影响较小，加之各种软硬件技术不断走向成熟，整个系统的可靠性得以大大提高，因而迅速成为自动控制系统的主流，然而DCS有明显的不足。DCS无法满足上位机系统对现场仪表的信息要求，限制了控制过程视野，阻碍了上位机系统功能的发挥，因此产生了上位机与现场仪表进行数字通信的要求。即需要建立一个标准的现场仪表与上位机系统的数字通信线路，这条通信线路就是现场总线，FCS也就随之产生了。
四、火力发电厂热工自动化技术在未来的发展
在当前以及未来的较长时间内，在火力发电厂的新机组进行安装以及老机组进行改造的首要选择仍然是DCS技术和PLC技术。其中在电气部分对DCS的采用量会很大，这是出于对炉机电监控一体化的考虑。而在现场设备上，则会趋向于微型化、数字智能化，同时得益于IT业的发展，控制室也会逐渐实现小型化、自动化以及智能化，最后经过发展，FCS技术终将取代DCS技术。现在计算机技术还在继续发展，智能控制在理论上还会进步，计算机监控系统也是如此，理论上的进步终将会在实用层面也取得发展。
五、结语
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。
参考文献：
[1]宋文峰.如何提高电厂热工自动化水平的探讨[J].山东工业技术，2016（17）：138-138.
[2]刘志强，郭丽红.关于电厂热工自动化系统的探讨[J].科技创新与应用，2014（33）：99-99.
[3]高东峰.电厂热工自动化的现状与发展趋势分析[J].中国高新技术企业，2015（3）：126-127.
论文作者:陈冲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/12
标签：热工论文; 火电厂论文; 机组论文; 系统论文; 电厂论文; 技术论文; 火力发电厂论文; 《基层建设》2019年第18期论文;