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摘要：电厂热工系统的运行效率，直接关系到了电厂的运行效果，并且在电厂运行系统和设备类型日渐复杂的形势下，实现自动化运行的难度越来越大。近年来，随着智能控制在电厂热工系统中的应用及不断完善，电厂的运行效率和质量也在不断提高，而电厂各个生产环节的可靠性和稳定性也得到了有效提高。
关键词：火电厂；热工自动化；具体应用；事故防范
引言
自动化控制水平的高低将会对火电厂机组运行的稳定性和企业的运行能力及经济性起到直接性影响。通过上述分析，我们可以得知热工自动化控制系统具有一定高复杂性。而且正是因为控制系统所具备的复杂性，使得相关因素有很多，所以这就需要对相关的优化策略进行升级。文章通过对控制系统的分析和相关策略的优化措施，使系统的运行稳定性在一定程度上得到提升。
1先进控制策略在火电厂热工控制中应用的意义
近几年，现场总线控制技术、智能控制技术等应用机制的范围在不断扩大，借助监控网络层能有效对数据进行通信和传输，且能维护火电厂热工控制结构的运行效率，但是，随着网络技术不断发展和进步，先进控制策略的应用成为了顺应时代发展的必然趋势。将先进控制策略应用在火电厂热工控制工作中是智能化技术全面开展的重要标志，也是优化管理效率和管理水平的基本路径，目前，较为常见的先进控制策略主要分为模糊控制、神经网络控制以及预测控制、遗传算法控制等，能有效对热工控制过程和应用机制进行约束，一定程度上提高控制速度和精度，保证控制体系的安全性和稳定性，也为后续火电厂智能化管理打造良好的发展平台。相关技术部门要积极整合管理流程，对应用机制进行全面系统化的管控处理，完善管理应用效果的同时，发挥智能化技术优势，也为进一步推进经济效益和管理效益双赢奠定基础。
2火电厂热工自动化中自动控制理论的应用探讨
通过对火电厂热工自动化相关内容的了解，为了使其热工自动化的实际作用得以充分发挥，增加其在实践中的应用优势，则需要注重自动控制理论的应用。具体包括以下方面：
2.1热工仪表非线性特性校正方面的应用
火电厂热工自动化发展中通过精度性能可靠的热工仪表的引入与使用，为自身的生产效率提高带来了保障作用。在这类仪表应用过程中，如热电偶温度仪表的热电势与温度的关系、节流式流量仪表的流量与差压的关系等，都属于热工仪表的非线性热性，会对这类仪表的精度产生一定的影响。针对这种情况，需要在自动控制理论的支持下，对火电厂热工自动化中的热工仪表非线性特性进行校正处理，从而提高这类仪表的精度。具体表现为：（1）通过对自动控制理论的合理使用，将模拟线性化方式应用于热工仪表非线性校正过程中，确保其校正处理效果良好性。在此期间，需要通过对自动控制理论知识的灵活使用，以自动化的方式通过对硬件与模拟信号的整合利用，对热工仪表的输入信号进行线性化处理，从而为其非线性特性的校正处理提供所需的参考信息，保持其良好的校正处理效果；（2）针对智能热工仪表，需要在自动控制理论、计算机网络等要素的作用下，在计算机三维空间中对这类仪表进行数字线性化处理。在此期间，需要对输入的信号进行转换处理，得到所需的数字量，进而对其进行精确计算，实现智能热工仪表输入信号线性化，从而满足这类仪表的非线性特性校正处理要求。
2.2主蒸汽压力特性调节方面的应用
实践中为了使火电厂热工自动化作用下发电机组、汽轮机等有着良好的应用工况，并且实现对主蒸汽压力特性的有效调节，则需要考虑使用自动控制理论。具体表现为：（1）在自动控制理论的作用下，通过对主蒸汽压力调节要求的考虑，在计算机三维空间中对其偏差进行科学分析，从而为主蒸汽压力有效调节提供参考信息，确保其调节有效性；（2）基于自动控制理论的火电厂热工自动化方面的主蒸汽压力调节，需要考虑使用双回路形式，且将控制信号作用于主蒸汽压力调节方面，促使主蒸汽压力所需的调节措施运用更具科学性。
2.3主蒸汽温度特性控制方面的应用
在提升火电厂热工自动化发展水平的过程中，为了确保其监测工作落实有效性，降低生产实践中的问题发生率，则需要在自动控制理论的支持下，实现主蒸汽温度控制。具体表现为：（1）通过对自动控制理论的有效使用，提升喷水减温器的自动化水平，满足主蒸汽温度控制需求；（2）在自动控制理论的作用下，设置好性能可靠的烟气挡板及监测设备，使得主蒸汽温度控制方式使用更具针对性，从而火电厂热工自动化发展。
3热工自动控制系统运行过程中的问题
随着DCS系统在火电厂的普遍应用，它所具备的可靠性、稳定性、安全性等优点，在很大程度上让机组设备的可控性得到了提升。比如变动非常大的有机组控制方式、控制点设置、控制室布局等。然而，在热工自动控制系统的运行过程中依旧存在着许多的问题。
3.1DCS系统中软件和硬件问题
在DCS系统之中，经常在热工控制系统中增加BMS、CCS、DEH等重要控制点，而这是为了确保设备是否可以安全运行以及故障发生之时是否能够立即停止运行。然而，DCS系统在实际运行过程之中，时常会被许多外来的因素所影响，从而使它的安全性和稳定性逐渐降低。比如，在没有限流保护的情况下，由于输入电路和输出电路发生短路，就会很容易使得通信网络发生故障，所以这将会致使系统或者是设备不能利用远程检测等办法给出正确的命令。另外，如果信息系统处理的速度和设定值设置不正确等，都有可能会影响到热工自动控制系统是否可以正常运行。
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3.2热工控制元件问题
一般情况下，由于电磁阀和流量、液位和压力、以及温度等热工控制元件存在的老化问题或者是质量问题等都会引起一些故障发生，而且系统在运行过程中并没有自动识别的能力，而这将会不可避免地产生错误信号，那么因为系统所发出的错误信号将会致使指令出现错误，最终导致出现跳闸等故障现象。根据有关数据和实际工作经验可以知道，在热工自动控制设备故障中，因为热工控制元件故障而引发的问题概率会占据一半以上，由此可以说明，热工控制元件的故障会对热工自动控制系统的整体运行有着很大的影响作用，因此我们必须要着重关注这方面的问题。
3.3电源故障
对电源故障来说，它属于热工自动控制系统故障中重要部分的一种。一般情况下，造成电力故障或者是电路中断的因素有很多种，例如很多工厂缺乏对危机的认识和缺少备用电源，或者是由信号干扰而引发的电路中断、和电路接触不良等，而这些因素都有可能会引发电源出现故障情况。然而，对电源故障的检测也非常的容易，只要充分的利用保险配置，并且随时让备用电源处在电满的状态下，另外在加入一些阻碍信号干扰的系统，最终将会使得电源故障的问题得到有效消除。
3.4干扰造成的故障
一般情况下，接地问题和备用电源以及大功率无线通信交换设备是造成干扰的主要原因，比如手机和对讲机等。目前，干扰信号问题在DCS系统中的已经越来越受到人们的重视，由于很多大功率的电气设备的运行，经常会造成DCS系统出现停机等故障现象，这就需要我们必须将DCS系统的信号线与可能会发生干扰信号的设备隔离开来。另外，处理器之间的主进程和从进程在单元中进行操作时，除非人们试着不对其进行切换，否则必定会存在抗干扰性，而如果必须进行切换的话，则应该选用手动措施来控制开关，能够避免对操作条件造成影响。禁止使用大功率无线点通信设备主要是指对那些电子设备和工程以及车站的关键部件而设定的。
3.5设计安装缺陷问题
火电厂热工自动控制系统它属于一个复杂而庞大的系统，其中还会涉及到很多种不同的设备和很多门技术。当系统在对设计方面、安装方面、调试方面等处理不正确的时候，就会很容易导致系统在运行过程中发生拒动方面问题或者是误动方面问题。例如，对汽包和汽水取样管的设计上出现缺陷，将会导致水位计量程出现误差，造成流量汽包水位不够精准，而且会直接影响到水位跳闸信号的可靠性，且锅炉事故随时都可能会在系统运行过程中产生。或者，如果汽包水位变送器的环境温度存在缺陷，那么在对其进行安装时也会引发测量出现误差，从而使得汽包水位拒动不能够得到很好地保护，最终导致锅炉发生严重缺水事故。
4火电厂热工自动化事故防范
4.1提高机组运行水平
在改造热工自动化设备时，提高机组的运行水平是其基础的目的。在改造过程中，需要使其满足减少资源消耗，提高资源的应用率，减少工作过程中的劳动力需求，实现Auto－maticGainControl（自动发电控制），并适应调频调峰的需求。改造之后的老旧设备不能单独运行，必须结合主辅机的改造与更新完成工作，完整流畅的自动化需要结合可靠的自动化装置以及可控的机组，一旦出现任何的纰漏，都会导致自动化改造的失败。
4.2改造不适应的元件
测量元件、传感器和执行机构是自动化系统的基础组成部分，在进行改造过程中，应当以工作的要求为标准，对不符合要求的测量元件以及执行机构进行改造，在改造过程中，还应当选择优质的传感器、仪表灯配件进行改造，才能保证热工自动化设备改造的质量。需要改造人员与采购人员格外注意的是，与执行机构相匹配的阀门一旦出现任何问题，都会直接影响改造的结果。
4.3改造老旧设备
在改造热工自动化设备时，要注意对改造中的老旧设备进行设计与安排，保证在改造过程中以设备的长远使用为基础考虑原则，避免出现反复改造的情况。老旧设备的主机在改造之后延长了使用寿命，在改造过程中应当注意设计合理的改造方案，使后续的装置选择与功能改造上满足主机运行的需求。在改造过程中，一旦出现技术限制引起的改造问题或是资金限制引起的改造问题，应当将其留待后续处理，分阶段进行热工自动化设备的改造。在选择DistributedCon－trolSystem（分布式控制系统）配置时，应该留有一定的扩展空间，还应当考虑到DistributedControlSystem的开放性，以便于实现分步改造，并逐步完成整个机组的改造。
4.4注重设备质量
设备的质量是火力发电厂在改造热工自动化设备中非常重要的一点，在前期的准备过程中，采购设备与配件的工作人员应当注意设备与配件的质量，以保证其可靠性。在改造过程中一旦出现任何问题可以及时与供货商进行沟通，进行设备或是零件的更换、补偿。在选择供货商时，火力发电厂的相关部门与相关工作人员需要通过招标的方式对供货商进行筛选，以保证在供货商的选择上符合公平、公正、公开的要求。在进行招标的过程中，要在前期设计策划方案，并通过研讨确定合理的技术规范书，防止在招标过程中出现不正当的竞争行为。在筛选供货商时，也需要注意审查供货商的相关资格，供货商要拥有合法的正当的资格证明；要有符合改造需求的供货能力以及相关业绩；要拥有健全完善的质量保障体系以便于出现故障时及时的弥补缺漏，处理问题；如果火力发电厂对于DistributedControlSystem或是控制设备的厂商和产品质量不够了解时，可以向专业人士或是专业机构进行咨询，根据后续的调查研究与走访取样之后，选择最为合适的供货商作为招标合作的对象。为了能够进一步推动民族企业的发展与创新，在审查之后尽可能的选择符合要求的高质量的国内供货商，有利于更好地降低工程造价，减少成本的浪费，同时，有利于保证设备或是相关配件可以及时送到火力发电厂的改造现场，保证售后工作的完成。
结束语
综上所述，本文以火电厂热工自动化概念为切入点，详细分析了火电厂热工自动化的技术以及具体应用，并对火电厂热工自动化控制的应用前景进行了展望。相信随着科学技术的进步以及发电厂安全生产的开展，火电厂热工自动化控制系统应用将更加广泛。
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论文作者:李夏青
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/22
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