摘要：随着现代化建设的到来，人们的生活水平不断提高，我国各行业得到了快速地发展，对电力的要求也是越来越高。火电厂是电力行业的中重要组成部分。然而热工自动控制的好坏直接关系到火电厂的发展好坏，因此，对火电厂热工自动控制可靠性分析是至关重要的，也只有通过这些研究才能更好的促进我国电力行业的快速发展。
关键词：火电厂；热工自动控制；可靠性；分析
前言
火电厂热工自动控制系统是一项系统化工程，其各个工作环节紧密联系，只要其中一个环节出现问题，都会对整个系统的可靠性运行造成不同程度的影响，甚至导致严重的安全事故。所以，要有安全隐患意识，在生产中制定相关管理制度，重视记录与解决生产中出现的问题；作为技术人员，应认真攻关技术，及时优化系统性能，从而整体上保证机组运行的安全性、可靠性以及稳定性，促使火电厂热工自动化控制不断得到改进。
1 热工自动化系统概述
热工自动化系统是火电厂的中枢，控制着汽包水位、蒸汽温度、锅炉燃料量、机炉协调等关键生产环节。随着技术的提升，热工自动化倾向于向一体化、智能化、透明化的发展方向。从组成上来说，热工自动化系统是一个庞大体系，见图 1 所示。显然，热工自动化系统节点众多，对其可靠性造成影响的潜在因素也多，运维工作量大。
图 1 热工自动化系统框架
2 火电厂热工自动化系统的可靠性分析
2.1 自动检测系统
自动检测系统指通过采用自动化仪表来对温度、压力等热工参数进行检测并记录。自动检测系统记录的热工参数能够帮助我们判断机组是否在正常运转，也是自动控制系统调节机组运转的重要根据。这些数据更是机组进行成本核算、事故分析的重要数据。由于热工参数的重要程度不一样，可将其划分为 3 种：主要参数（如主蒸汽温度、主蒸汽压力、汽包水位），重要参数（如给水温度、给水流量、排烟温度），辅助参数（如减温水流量、炉水电导率）。
2.2 自动控制系统
热工自动控制系统在火力发电的机组装置的调控及监视中发挥着重要作用。热工自动控制系统会根据工作环境的条件变化和机组运行过程中的各项参数变化做出相应地调节措施，如设备发热程度、流量等相关因素发生变化时，系统都能及时做出相应调节，以保证机组能够一直处在良好的运行状态中。此外，热工自动控制系统能够自动对机组的各项参数进行检测，并远程对其运行情况进行记录与监控，如果机组在运行过程中出现任何问题，系统都会及时通知相关管理人员并根据相关检测数据作出有效的针对性解决措施。热工自动控制系统在火电厂的运转中，不仅节约了生产成本，而且为火电机组工作的持续稳定提供了保障。
2.3 自动报警
自动报警是指在自动检测所得热工参数的数据与正常状态下的参数有所偏离时，通过闪烁灯光、发出声响等方式，向工作人员传递警报信息的过程。自动报警系统既帮工作人员减少了一定的工作量，同时在故障发生时也提高了工作人员发现设备问题和及时解决问题的效率，有效降低故障发生时造成的经济损失。
2.4 自动保护系统
自动保护系统会在自动检测系统检测所得热工参数异于正常值或工作设备运行状况且不能达到规定标准时，可以采用设备供电等手段终止异常设备的工作，防止由于带着某些故障因持续运转而造成设备进一步遭到破坏，避免造成不必要的人员伤亡。以机组设备的分类可将自动保护系统分为以下 3 种：锅炉自动保护（如汽包水位保护、主蒸汽压力保护、炉膛灭火保护），汽轮机自动保护（如转子超速保护、加热器水位保护、低油压保护），辅助设备自动保护。
3 提升可靠性措施
3.1 管理层面
（1）应急预案。如前所述，火电厂多采用分散控制系统。由于各 DCS 形式多样，质量不一，因此有可能发生通讯中断、模件损坏等高频故障。为了保证故障处置的科学、有依据，必须制定包含各类异常的应急预案，严格防止故障面的扩大化；（2）结合热工自动化系统检修运维规程，制定基于全寿命周期（即包含设计、安装、调试、运行、检修等各阶段）的风险评估体系，实现热工监督的精细化、科学化；（3）推广在线监测、红外测温等先进手段，并在此基础上开展状态检修工作，通过对设备运行趋势变化和细微状况的跟踪，掌控设备的健康状态，防患于未然；（4）做好仪表自动化校验管理一体化工作。测量仪表的数量与电厂机组容量相匹配，为了降低大量仪表同时校验时的出错率，应实现仪表校验的全程计算机管理；（5）做好设备消缺管理。重点是做好一般缺陷的规律掌握，重大缺陷的及时消缺；（6）加强检修资料管理。对保护图纸应实行专人负责，确保图实相符；做好检修资料的整理归档，确保保护系统相关资料的完整性和可追溯性；（7）严把验收关。不但要在新设备投产时编制验收卡进行持卡验收（按验收项目逐条验收），还应在定值修改、周期试验时做好验收工作，保证热工保护的准确性。
3.2 技术层面
热工自动化系统应用了先进的各种技术，要满足逐渐增长的用电需求，自动化系统的技术层面必须要随着时代发展而进行技术更新。在选用系统的元件时，要考虑到保证发电机组的稳定工作，所以需要挑选出技术较为成熟且动作可靠的热控元件。要将不同的重要热工信号采用相互独立的方式进行信息采集，或者在不同卡件中通过一样的通道来进行数据测量，以减少故障出现时造成的集中破坏风险。采用来自不同母线的 2 根进线为 DCS 系统进行稳定的电流供应。自动化系统在火电厂中的应用方案，必须根据不同工作区域的危险程度不一样而做出专门制定，充分应用 APS 技术有效避免因为人为出现失误而导致事故的可能。
3.3 控制系统软硬件的优化配置
热工调试自动化控制系统安全运行的基础在于热工保护及辅机控制。由于热控误动大部分是因辅机控制逻辑的不完善和不正确而造成，尤其是新建机组，因此必须加强控制系统软硬件的高质量配置和控制逻辑系统的改进。在对控制系统逻辑进行改进时，要考虑曾经发生的故障和存在的安全隐患，并进行整体优化和综合比较，利用容错逻辑的设计方法，对极容易出现故障的设备进行完善和优化，其中预先设置的逻辑系统可以降低或者避免整个系统的失效，从而在设计方面体现其技术优势，以保证其可靠性。
4 结语
总而言之，随着国民经济的不断发展，人们对电力的需求量日益增多，而且对电能的质量要求也日益提高。火电厂热工自动化不仅为火电厂的发展提供有力的技术支持，同时也为了提高供电质量奠定坚实的基础。作为火电厂运营的核心系统，火电厂热工自动控制系统具有非常重要的作用，提高系统的可靠性对火电厂的生存与发展具有重要的意义。因此火电厂要不断优化热工控制系统，优化自动控制过程控制软件、合理应用APS技术、实现单元机组的智能化控制以及集中配置等，从而大大提高热工自动控制的可靠性，提高电厂的运营效率，保障电厂运营的安全性以及稳定性，促进火电厂的可持续发展。
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论文作者:张强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/25
标签：火电厂论文; 热工论文; 机组论文; 系统论文; 自动化系统论文; 设备论文; 可靠性论文; 《电力设备》2018年第7期论文;