火电厂热工自动控制的可靠性分析

摘要：随着市场需求与经济技术的日益提高，火电厂热工自动化技术有所突破。在激烈的市场竞争的形势下，为了有效提高管理和生产的效率，现代火电厂大型发电机组普遍采用热工自动化装置。所以本文从可靠性角度，来分析火电厂自动控制技术应用现状以及需要注意的事项，以进一步提高火电厂自动化的可靠性。

关键词：火电厂；热工自动控制系统；可靠性；DCS系统

中图分类号： TK323 文献标识码： A 文章编号：

火电厂热工自动化，简单来讲，它指的是火电厂热力生产过程中采取的安全、经济、高效的自动化技术。热工自动化技术的不断开发、应用，也进一步扩大机组的容量，不断提高热工自动控制系统的自动化程度，扩大热工监控范围，在工业生产中发挥着非常重要的作用。

1热工自动控制系统的构成

当前，火电厂热工自动控制系统朝着一体化、透明化、智能化、调整化等趋势发展。所谓热工自动控制系统，它包括引风控制、送风控制、再热蒸汽温度、过热蒸汽温度、汽包水位、锅炉燃料、机炉协调控制等多个调节系统，也是现代火电厂的控制中枢。热工自动控制系统的顺利运行，机械设备的可靠、安全是必备的首要条件，其次是技术保障。所以，了解热工自动控制系统的构成要件，才能对系统相关设备特点及运行环境展开全方位的监督和管理，才能更好地做到故障的预防，及时处理和解决，使热工自动化控制系统维持安全运行状态。系统的主要构成要素包括四点：（1）DCS控制系统。两台机组的DCS之间的数据总线会通过公用系统（如燃油泵房、空压机房等）联接到公用网络；公用系统的监控，还可通过对公用网络设置独立的操作员站或通过单元机组操作员站实现；当DCS出现通信故障时，可通过后备的控制手段进行处理，自动完成停机、停炉的控制操作。（2）辅助系统，主要是用以实现无人值班的一种运行模式，通常情况下采用“编程器、盗抢机和人机接口”三者结合的方式实现。（3）数字视频网络系统。主要用途是对全火电厂实现各个生产程序以及生产场的直观监视，如通过该系统监视无人值班区域、危险程序的操作场合以及重要设备的运转状态等重点场合及设备；最后通过通信接口实现与厂级管理信息系统的连接，实现综合管理全厂信息。（4）实时监控系统，该系统还细分为厂级管理信息系统和厂级实时监控系统两种类型；同时，它与单元机组的分散、辅助等控制系统相结合，共同完成数据的通信功能。

2 优化火电厂热工自动控制的可靠性措施

提高火电厂热工自动控制系统的可靠性，是适应电力行业体制改革所需，也是当前竞价上网所需，更是电网商业化运营必不可少的工作环节。具体可采取如下几个优化措施：

2.1优化单元机组监控的智能化

火电厂热工控制理论，至今历时长达50年以上，经历了形成于上世纪40年代的经典控制理论、形成于上世纪 60 年代的现代控制理论以及目前形成于上世纪 90 年代的智能控制理论。第一个理论，很适用于单输入和单输出系统，至今依然被普遍使用，其局限在于系统所有信息无法被全部包括在传递函数描述内。第二个理论，优点在于可很好的描述多变量，局限在于必做预先知道对被控对象或过程的数学模型。第三个理论，即智能控制理是一种创新的控制方法，它提供了运用高度发展计算机技术的控制庐江，极大满足了大规模复杂系统控制的需要，计算机技术是其重要技术组成部分。对于火电厂热工自动控制系统，随着机组大容量的不断应用，单元机组DCS也被广泛应用，但DCS监控的智能程度还不能满足火电厂可靠性的进一步扩大发展需求。

2.2 进一步优化过程控制软件

火电厂采用分散控制系统 DCS后，汽轮机和锅炉的控制水平得到了极大的提高。但对单元机组的控制方面，还依然存在采用传统的控制方式，如在控制盘台装设大量的模拟仪表光字牌和开关按钮，这一做法造成控制室内、汽轮机以及锅炉的DCS控制非常不协调，极大影响了火电厂自动化水平的提升。在将DCS纳入电气控制中，其范围主要用于发电机系统和主厂房内的厂用电系统；如为了监视不停电电源系统、支流系统和保安电源系统，可在这三个系统中纳入 DCS系统。尤其在发电机励磁系统、还要重点考虑将DCS纳入厂用电快速切换、厂用电自动准同期待方面。国际上已广泛将DCS纳入电气控制，并推广应用。在我国，也有通过将DCS纳入某个局部故障，实践表明可有效降低故障对整个系统的影响，再加上各种软硬件技术的应用不断成熟，整个系统的可靠性得到了很大的提高。所以当前的热工自动控制系统逐渐以DCS为主流。不过，DCS也有所缺陷，如上文提及的智能化水平，还有它不能实现上位机系统对现场仪表的信息要求，随后促使FCS控制技术产生。在当前电力行业竞争日趋严峻的当代，火电厂将进一步发展和应用安装高度方便、通用性强、经济效益好、安全性能高的专用软件。

2.3 单元机组应集中配置

热工自动控制系统中，通过对参数进行测量、信息处理、控制、报警和保护等一系列过程，是通过自动化仪表和自动控制装置实现自动化程序来完成。可以说，热工自动化程序控制，有效保障了热工设备的安全性，极大改善了劳动条件，也大幅度提高机组经济性。热工自动控制系统，通常由一台单元机组或两台机组合用；其中，电子室可由若干个不同的小型电子设备构成。随着社会经济快速发展对电能的需求日益提高，集控室的规模不断扩大，也逐渐出现了能够集合全厂单元机组的大型控制室，而且数量仅为一个，这促使单元机组的电子设备进一步朝着集中配置的趋势发展。我国也出现了一些火电厂，用一个控制室集中监控一期工程的四台机组。

3 结语

综上所述，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。

参考文献

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