热电厂热工自动化改造方案初探

摘要：热电厂热工自动化是指热力发电厂利用多种自动化的仪表、设备和技术实现对发电厂生产过程的管理、控制、监督和调节，以使热力发电厂的生产工作顺利、安全、经济运行。本文就我国热电厂热工自动化现状阐述热电厂热工自动化的改造方案。

关键词：热电厂 热工自动化 自动化技术 控制系统

中图分类号：TM621文献标识码： A 文章编号：

随着我国经济的飞速发展和技术水平的日益提升，社会和人民对热电厂的生产效益提出越来越高的要求。在当今计算机技术和智能控制系统迅速更新换代的大时代背景下，热电厂的热工自动化生产技术水平也在不断提升，并将在将来很长一段时期内保持迅猛发展的态势，以此来保证热电厂的生产和工作安全、高效、顺利、有序地进行，适应全球经济高速发展和热电厂热工自动化的发展潮流。

一、我国热电厂及热工自动化的发展历史、现状

（一）我国热电厂及热工自动化的发展历史

1、兴起和发展时期

自从我国第一个五年计划开始，国内开始了大规模的工业化发展建设。这期间在国内一些区域建立区域热电厂，但当时我国在热电厂发展建设上缺乏实际建设经验和指导思想，工业用电用热量反映、预测不准确，致使国内热电厂的生产和发展组织缺乏合理科学的计划，或出现计划难以落实，造成盲目生产、混乱生产、生产效益低下的问题。

1962年，原水电部对国内热电厂的生产效益进行了全面、深入的调查，结果显示，国内热电厂的供热供电能力的有效利用率仅达48%，而且许多热电厂在投入生产后五年甚至七年才能充分发挥其实际生产能力。加之当时很多用户不稳定、生产状况多变等原因，热电厂又出现大量消耗能源、做生产无用功等状况。

2、热电厂建设增加阶段

上世纪七十年代初到八十年代，我国工业布局无规划、散乱分布，同时政府与行业内部对包括热电厂在内的工业发展缺乏中期和长期的规划，但由于这段时期（尤其是八十年代）我国国民经济增长相对迅速，我国热电厂行业也随着工业的较快发展得到较快的增长，但其中自备生产与公用生产的比例不够合理。

3、热电联产及热工自动化的新发展

上世纪八十年代初，我国在工农业发展和国民经济生活发展上提出“翻两番”和“达小康”的宏伟战略目标。与此同时，我国政府开始大力号召发展和节约并重，在供热供电上提倡大力发展热电联产，并设立了一系列的相关发展机构、制订了一系列的发展保护制度，以确保热电联产这一朝阳产业顺利发展，进而在我国“节约与发展并重”、“可持续发展”的伟大战略道路上起到推动作用、并为相关行业相应政府号召树立标杆。这个时期热电厂热工自动化发展相当迅速。

（二）我国热电厂热工自动化的发展现状

当前我国电厂的生产运营情况较为复杂，其中热电厂的生产和运营情况尤其如此。相对于火电厂，热电厂在装机容量的受热负荷、性能性质等方面受到一定的制约，但热电厂与火电厂在运行结构和生产原理等方面是几乎相同的。

以新沪热电厂2010年所建的三炉两机采用的DCS分散控制系统实现自动控制的工程实践，结合DCS系统的运行情况，结合实际维护进行简单阐述。

新沪热电厂分散控制系统下的热工自动化存在的问题：

1、过程通道

I/O模块故障的一般判断与处理是通过相应的系统诊断以更换模块的方式处理。而模块由内部元件的老化等原因引起的故障则难以判断。尽管原则上模块异常的问题应由新沪热电厂的厂家处理，但厂家出于技术保密等原因又不会透露其核心技术。经分析，I/O模块故障大多由于设备本身质量有问题，或操作人员操作失误，且模块故障较多发生于设备的调试期及使用初期。

2、操作员站死机

当前，DCS系统中操作员站死机的原因多而复杂。常见的如冷却风扇运行异常和硬盘故障、卡件故障都是引起操作员站死机的原因。另外操作人员操作过程中（重启设备、下载软件等操作）也会出现操作员站死机的现象。

3、就地设备

虽然就地设备的故障处理与一般故障处理并无区别，但由于就地设备一次元件和其控制设备故障在检查时显示画面过多、显示不全，难以作人员及时查出，往往要在设备出现异常或发出警报后才能发现。

4、鼠标键盘操作异常

键盘操作异常大多由于数据线出现问题。而鼠标由于在操作过程中使用量大，容易出现操作异常。

5、电源异常

当前DCS系统电源故障并不多见，电源故障多出现于系统运行初期。在运行过程中也会出现电源插座的接触不良等问题而引起电源异常。

6、干扰问题

干扰问题主要由无线电设备的使用及电源更换、接地问题等引起，另外DCS系统自身发出的干扰信号也会造成干扰问题。

7、人员操作失误

由于操作人员的操作失误如走错、看错、、录错、错漏等原因引起的故障。

二、热电厂热工自动化改造措施

以新沪热电厂2010年所建的三炉两机采用的DCS分散控制系统实现自动控制的工程实践为例，其热工自动化改造方案有：

1、提高操作人员综合素质

操作人员应在下载软件、重启设备等过程注意不要出现操作失误以引起操作员站死机，定期校验空气开关以防止电源故障，出现鼠标异常时应马上停用并及时联系维护人员检修。

2、改善DCS系统接地情况

DCS系统的死机等现象大多时由于系统接地不良引起。因而将系统可靠、正确地接地可以保证系统更加稳定、安全地运行。

3、出现调节回路控制器故障或者电源故障时，应立即将自动控制切换至手动控制状态，并及时处理故障，同时对DCS系统做进一步检查。

4、应用软件要及时做备份，以免信息丢失。同时若修改数据库还应保存于工程师站。

三、热电厂热工自动化存在的其他问题与改造方案

当前国内热电厂热工自动化技术设备存在自动化控制技术设备功能不完善、可靠性不强、与其他辅助技术设备及新技术不能有效衔接与合并等问题，这些问题是当前国内热电厂热工自动化领域普遍面临的，也是国内热电厂热工自动化系统改造的主要对象。热工自动化的改造就是热工自动化控制系统与相关技术的改造。笔者认为当前热电厂的热工自动化应从以下几方面着手进行改造：

（一）热电厂热工自动化存在问题

1、锅炉点火控制系统存在的问题

当前很多热电厂的锅炉点火控制系统主要存在的问题有：

采用雾化油枪点火，由于油枪的雾化存在问题，导致锅炉燃烧不稳定、熄火率高等问题，影响厂内稳定生产；

热工自动化控制系统对冷却装置和风压风量的监测不足——雾化油枪和火箭探头的冷却装置不完善、冷却时风量风压不足，导致锅炉正常运行受阻及火箭探头烧坏；

2、除尘器和灰渣处理器存在的问题

由于成本等原因，热电厂购进和使用的除尘器及灰渣处理器存在功能不完善、可靠性差等问题，影响整个系统的正常、安全、有效运行并增加环境污染。

3、热电厂热工自动化控制系统与其他辅助技术设备及新技术不能有效衔接、合并，兼容性差。

（二）热电厂热工自动化的改造方案

灰渣处理系统的改造

对于灰渣处理系统，要改变原先热电厂人工劳动强度大、系统和人员安全性不高、处理系统自动化程度低、生产检测滞后等状况，应引进相对先进的变频调速技术，这种先进技术的使用不仅没有增加设备，反而改变了原先的几台设备同时备用的状况，降低了生产投入，也有效改造了之前运行中的种种难题。