火力发电DCS自动化技术的应用现状研究

摘要： 活力发电是现代电力生产中的最主要的一种形式，且火力发电厂运行系统多而且复杂，各系统之间既要协调运行又要对负荷变化具有很强的适应能力。因此，有效对火力发电厂运行进行控制是非常有必要的。目前，火力发电厂所使用的火电机普遍采用的是DCS[3]，因为DCS系统能够给电厂的安全生产与经济效益方面带来很大的作用，热工自动化系统的发展趋势是高速化、智能化、一体化和透明化。本文对此展开一个论述。

Abstract： Energy power generation is a major form of modern electric power production， and the running system of thermal power plant and complex， the systems not only coordinate the operation but also have a strong ability to adapt to the change of load between the system. Therefore， the effective control of the thermal power plant operation is very necessary. At present， DCS[3] is widely used in fire motor used in thermal power plant， because DCS system can bring great effect to the safety production and economic benefit of power plant， the development trend of thermal automation system is high speed， intelligent， integration and transparency. This thesis makes a discussion about these.

关键词： 电力；DCS；热工；自动化；智能化；应用；发展

Key words： electric power；DCS；thermal；automation；intelligent；application；development

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）19-0045-02

1 概述

在现在国家能源急迫需求下，电力生产得到了空前提高，因此，电力生产的效率和成本也需要得到提高以适应国家能源战略的调整。现有的电力生产运行系统显得跟不上步伐，因此需要改造锅炉的运行优化系统以提高效率和质量。DCS是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。因此，在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。其中，在工业企业中，应用效益最直接、最明显的系统应当是工业控制系统，特别是对DCS的控制。尽管若干年以前，就有人们研究DCS，也判定DCS 将被FCS即现场总线控制系统所取代。但在，直到今日，DCS让然具有相当的生命力。

2 DCS的应用与发展

从80年代末期开始，DCS逐渐在中国石油和中国石化得到大面积的推广使用。在随后的几年里，DCS产品逐渐在冶金、建材、电力以及轻工业等行业的新建项目中也逐渐得到肯定。我国从第一次引进DCS到现在，已经有近30年的历史，在这30年的发展，DCS已经成为国内流程工业控制系统的主流控制平台。

当然，目前国内DCS系统市场基本被国外企业如ABB、霍尼韦尔、艾默生、横河、西门子等占据，而中控、和利时、新华等几个DCS厂商，是少数几个挑战成功的中国企业。

火力发电中的电气自动化系统，是发电厂电气自动化领域近几年来新型的热点与焦点，主要的侧重点就是对火力发电厂电气系统的自动化监控，也是实现对发电厂内部用电中低压电气系统的保护和控制，能够更好地进行分析。目前，电气自动化技术已经在火力发电系统中得到了广泛的应用，在很大程度上也提高了发电厂的自动化运行水平，增强了电气控制的安全性和可靠性。

3 对火力发电创新自动化系统的可靠性和抗干扰性的技术研究

从目前的情况来看，火力发电厂的电气自动化系统已经不能满足集散控制系统通过电气自动化系统实现电气全通信控制的方式，其通信速度和系统可靠性还存在着一定的距离。因此，在电气自动化系统和集散控制系统之间存留有一部分的硬接线。要想实现电气全通信控制模式，就需要处理好热工工艺连锁的问题，以此提高电气后台系统的实际应用水平，丰富当初阶段的基本运行监视功能。实质性地提高电气自动化系统的控制逻辑、控制水平以及自动化水平和运行管理水平。

通用网络结构的构建对于电气自动化系统的成功运营有着非常重要的作用。而火力发电厂应该创新电气自动化技术的应用，选择能够实现从办公自动化环境到控制机以及元件级的整个电气自动化系统范围内的网络通讯产品，确保电厂控制设备、管理系统和计算机监督系统间的数据信息传输畅通无阻，保证全集成自动化。

火电厂的热工自动化系统工作环境存在大量复杂的干扰，就需要提高DCS系统的可靠性。但是随着近几年因接地原因导致热工系统运行异常的案例增多，引起了人们对接地问题的重视。

为了减少因接地异常对机组安全运行造成的影响，有专家就对热工自动化系统的接地问题进行专题探讨分析，就如何提高热工接地系统可靠性和搞干扰能力技术措施的初步意见，然后组织召开了电厂热工系统接地与干扰问题专题研讨会，通过事件案例和处理方法的交流、疑难问题的分析，深入探讨了一些提出的反措建议，并准备带着一些尚未解决的问题，继续收集资料、寻求专家咨询和指教，完成提高热工系统接地可靠性与抗干扰能力的若干技术措施的研究。

4 DCS发展趋势

DCS仍是当前工业自动化系统应用及选型的主流，发展至今已相当成熟和实用，不会随着现场总线技术的出现而立即退出控制的舞台。而现场仪表标准之战结束后，就会进入工程实践阶段，形成多种总线并存的局面。FF基金会现场总线技术主动融入DCS系统中，已经得到工程实践的考验，并形成共识。目前国内外已有在电厂采用现场总线的工程业绩。①与信息技术（IT）融合。按照COTS（商业现货技术Commercialoff-the-shelfTechnology）的原则，为了提高太网技术，就需要采用快速的厂级系统网络进行架构。②系统功能安全技术已经成为实际流程工业的自控工业中必不可少的一部分，安全仪表系统和流程工业安全完整性等级认证体系也在逐渐形成。③EDDL设备所描述语言和系统集成技术在此基础上都会形成基础自动化的不可分割的一部分，而且逐渐以扩大资产管理的范围进行着。目前资产管理系统在世界上已应用了1000多套，全生命周期的企业资产管理和工程管理的理念也在形成。④管控一体化和仪控、电控一体化正在统一构架下逐步实施，并逐步实现基础自动化与企业信息管理的无缝集成。

5 结束语

提高热工自动化系统的可靠性，从客观上涉及到热工测量、信号取样等，在主体上涉及到热工系统的设计、安装调试等。因此，笔者希望得到每一位专家及同仁的帮助与教导，和行业的热工同仁们一起，提高热工自动化系统的可靠性，为电力行业的发展作出努力。

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