热工自动化技术在火力发电中的应用与创新

摘 要：随着经济的快速发展，社会发展过程中对电能的需求越来越大，这就对电力生产企业提出了较高的要求。火力发电作为我国主要的发电形式，近年来在各种新技术和新工艺快速发展过程中，热工自动化技术在火力发电中得以广泛的应用，这对火电厂机组运行水平的提升及运行安全性起到了非常重要的作用。文中分析了热工自动化技术在火力发电中的应用，并进一步对热工自动化技术在火力发电中的创新进行了具体的阐述。

关键词：火力发电；热工自动化技术；应用；创新

在科学技术快速发展的新形势下，我国火电发电企业自上世纪八十年代即开始应用热工自动化技术，在科学技术的快速发展的支持下，热工自动化技术在火力发电中的应用越来越完善，各种新理论、新材料及新工艺的应用，使当前火力发电中传感器和变送器技术不断更新，控制系统和控制装置也取得了较快的发展，热工自动化技术在火力发电的热工测量、自动化控制系统及DCS中应用越来越普遍，有效地提高了火力发电机组的自动化和智能化水平，为火力发电机组运行的安全性和稳定性地提升奠定了良好的基础。

1 热工自动化技术在火力发电中的应用

1.1 热工测量技术的应用

火力发电厂运行过程中，对于温度、压力、流量和液位等的测量工作都离不开热工测量技术。通常情况下会采用热工测量控制系统的温度测量传感器来对温度进行测量。在热工测量控制系统中，在125MW以下的机组中所采用的温度变送器多以DDZ-2型的温度变送器为主，在DDZ-2型温度变送器中往往配备的仪表多为小条形指示仪表和长图型记录仪表，但对于300MW以上的机组在温度测量时，多是由热电偶热电阻信号直接进入到了电子室。而以应变原理的膜片及弹簧管组成的传感器多用于压力测量方面，同时在压力测量中采用的变送器，采用的也是位移检测原理或是电阻电容检测原量，多以二次仪表数量较多。在对流量测量时，一般都是以标准节流件并依据差压原理来进行测量，对于大机组流量的测量，多以汽机调节组压力通用公式进行计算，采用的仪表也以数字智能化二次仪表为主。利用称重式传感器或是电容式传感器来进行液位测量，变送器也多以4～20MA为主。

1.2 自动控制及其系统的应用

利用三冲量系统和串级系统来有效地确保汽包水位自动调节系统的有效运行，对于大机组来讲，可以根据负荷的情况来对单冲量和三冲量进行切换，从而实现自动调节的重要目的。

燃烧控制系统在机组运行中发挥了重要的作用，对锅炉的高效燃烧具有调节功能。在锅炉燃烧的过程中，炉膛内产生的负压与送风机产生的正压会产生一定的冲突，所以在设计燃烧控制系统时，需要事先做好调节。如果需要增加负荷，那么就要先加风再加煤，如果降低负荷，则要先减煤再减风。

主汽温度的调节对于发电厂的正常运行具有重要的意义，只有控制好主汽温度，才能够确保锅炉系统的高效运行。而在热工自动化技术控制主汽温度调节时，一般都会以串级方式通过降低水温的方法来达到目的，但是经过一系列的调节措施，在每个环节都会产生时间延迟，而在多个环节的累积作用下，就会影响到主汽调节的准确性。所以为了确保主汽调节的准确性，可以采用史密特时间预估算法或者模糊控制，以此避免因为时间延迟导致主汽调节的误差。为了能够更好地实现对机炉负荷的有效控制，通常会采用基本方式、锅炉跟随方式、汽机跟随方式和协调方式来确保可控性。当自动化控制无法进行时，则汽机主控则采用手动控制形式，即基本方式来对汽机主控进行控制。

1.3 DCS系统的应用

DCS系统在火力发电机组的控制工作中应用的时间较长，DCS控制系统是以计算机技术和局域网为基础而建立起来的控制系统，在发电机组与局域网之间建立一种连接，从而对整个控制系统进行网络控制。DCS系统的组成结构中含有较多的微处理器，而每个微处理器都有其自己的控制范围，一旦控制范围内发生故障时，只会对微处理器控制范围内的设备产生影响，而不会对系统中的其他部分产生影响。在对DCS系统进行设计时，本着经济型的原则，在控制室面积以及仪表盘的尺寸等都会得到合理的控制，这样就大大地降低了电缆的使用量，有利于控制系统设计成本的降低，对火力发电厂经济效益的提高具有极其重要的意义。

2 热工自动化技术在火力发电中的创新

2.1 单元机组监控智能化

单元机组智能化作为我国未来单元机组控制的主要发展方向，当前我国单元机组智能化还处于起步阶段，但随着相关技术的快速发展，在单元机组控制中信息智能化仪表和软件的应用会越来越广泛，这必将会为单元机组监控智能化的实现奠定良好的基础。

2.2 优化过程控制软件

在目前火力发电厂发展过程中，一些新技术开始在控制系统中进行应用，这在一定程度上优化了控制系统的调节范围和品质指标，但这些新技术的应用，对于控制系统运行效果的提升并没有起到多大的效果，因此需要加快过程控制软件的开发，特别是燃烧控制软件、蒸汽温度调节软件以及其性能分析软件等相关软件，这不仅能够更方便安装和调试，而且对提高控制系统过程具有极其重要的作用，有利于火力发电厂经济效益和安全生产能力的提升。

2.3 集中布置单元机组监控系统

单元机组监控系统物理布置集中化将集控室的概念进一步扩大，使集控室的概念不仅仅停留在电子设备间，更扩大到整个电厂的单元机组。不仅使单元机组的电子设备的物理布置集中化，也使现场一般的监控信号通过远程I/O柜的配置方式也实现集中化，这样不仅充分利用了厂房的物理空间，也减少了电缆的需求量，提高了机组的运行管理水平，从而为电力企业带来较高的经济效益。

2.4 应用无线测量技术

在测量系统中开始应用无线测量技术，而且需要将无线测量技术与DCS技术有效结合，从而更全面的对测量系统中出现的问题进行有效解决，掌握更为详尽的关键工艺信息，有利于更好地推动热工自动化技术的发展和完善。在应用无线测量技术过程中，自动化技术应用成本会得以大幅度降低，而且能够实现远程监控，为执工自动化技术在火力发电厂的应用提供了广泛的空间。

3 结束语

火力发电厂在我国的经济发展中发挥了重要的作用，而在生产的过程中，对于锅炉的燃烧效率，机组的运行调节等需要严格的控制系统，确保各项生产的高效运行。现阶段，热工自动化技术在火力发电厂中已经得到了广泛的应用，对于发电厂中的各个环节进行自动化控制，有效地提高了生产效率。而随着热工自动化技术的发展，各项新技术、新工艺会不断地应用于火力发电厂中，对于促进发电厂的生产效率具有重要的意义。热工自动化技术在火力发电厂中的应用，不仅有利于更好地提高火力发电厂的安全生产能力，而且对电厂经济效益的实现具有非常重要的推动作用。

参考文献

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