探析如何提高电厂热工自动化水平

摘 要：对大型火电厂热工自动化系统的构成及其自动化水平、 控制方式和管理模式、 机组的可行性等方面问题进行深入的探讨，对提高电厂热工自动化水平提出有针对性的意见及建议以供参考。

关键词：电厂；自动化水平；策略

如今，大型火电厂的热工自动化水平、控制方式和管理模式将会发生什么样的变化，当前的设计思路能否适应电力市场竞争机制，如何优化设计，使其能够适应飞速发展的计算机网络技术及信息化发展的步伐，满足电力市场要求，成为设计人员面临的亟待解决的新课题。

一、我国电厂热工自动化存在的主要问题

（一）自动化设备投入率低

（1）主机的可控性差。无可调余地，例如锅炉的汽温调节投不上的原因主要是过热器受热面和喷水调节量不匹配，减温水调节门全开或全关时，汽温仍偏高或偏低 ，不起调节作用；又如给水调节门选择不当或质量差，造成漏流量大，不能在较大的负荷变化范围内起调节作用。

（2）缺乏可靠的测量装置。如燃烧系统中煤量和风量调节，没有装设适宜的燃煤量 和风量计量仪表，或者缺乏必要的修正补偿装置，使测量信号不准确，影响自动设备的投入。

（3）系统设计不完善。缺乏必要的限制、报警和安全保护设施，如过去采用的D D Z- I系列调节器 ，在各环节故障时无报警及连锁保护措施等，影响了运行人员对调节设备的信赖性，怕自动失灵引起事故而不愿投自动设备。

（二）与国外存在差距

1.控制机组的台数

国外设计的集中控制电厂 ，其控制室控制机组的台数一般为两台，少数也有三台甚至四台机组的。机组的控制盘台长度一般为 5-7 米，有的还采用主辅盘的布置方式 ，使主盘台尺寸更小，以利一人值班，监控一台单元机组.我国设计的2 0 万 、3 0 万千瓦 机组多采用单一功能的仪表和操作设备。由于仪表的可靠性差，对少数重要参数如汽包水位等不得不重复设置仪表，且辅机程控水平低 ，多 为单独操作，因而操作开关数量多。由于这些原因，控制盘台长度达 9 -1 2 米，需要分别按炉机电配置值班人员，控制 室控制机组的台数多数为两台，也有些厂为避免控制室内人员过多，互相干扰，要求一个控制室只监控一台机组。

2.协调控制系统

国外单元机组的负荷调节一般采用协调控制系统，选用具有监控功能的组件组装仪表，把炉机电作为一个有机整体进行调节，而对简单的对象，则大量采用气动基地或调节器。我国单元机组的调节系统多为按参数分别控制的独立调节系统，正在试验研究和推广协调控制系统 。在调节设备选型上，不分对象的复杂程度一般均选用电子调节器。

二、电厂热工自动化的发展方向

（一）过程控制仪表

随着电厂热工自动化的推广应用，目前已经很少应用常规的过程控制仪表，转而采用自动化水平较高的过程控制仪表。过程控制仪表在未来的主要发展方向是在FB支持下应用各种智能执行器和智能变送器。随着我国对于电厂环境保护要求的日益提高，用于对于电厂排放物进行监测、分析的仪表日益增多，这些分析仪表的维护和使用较为困难，价格很高，构造复杂，且在市面上很少能够找到介绍这类分析仪表的书籍和资料，这样就使得分析仪表在实际生产工作中很难发挥出其应用的作用，这样不单单影响到自然环境，同时也造成了大量的国有资产投资浪费。与之形成鲜明对比的是，国外电厂较为重视分析仪表的维护、运行和使用，分析仪表已经成为了国外电厂中极为重要的组成部分。

（二）运行支援系统

由于单元机组的容量越来越大，需要监视和操作的项目越来越多，因此给运行人员造成很大压力。为了解决这些问题，出现了各种各样的控制系统。例如SCS、汽机自启停控制系统ATC等。这些系统一方面缓解了运行人员手动进行大量复杂操作的压力，另一方面由于这些系统大量采用了计算机和数字化的自动装置，因此，判断这些装置是否正确工作成为运行人员的重要工作。同时机组本身的安全也非常重要，早期发现和判断被控对象本身的故障是使机组安全经济运行的重要措施。

（三）自律分布式的系统

自律控制系统是一种它能够在同一时间内实现自律的可协调系统和自律的可控性的系统，也是目前国内外电厂中最重要的控制系统。在整个电厂系统中，任意一个系统发现故障，自律控制系统也能够在第一时间将自身的工作状态自动地进行控制、协调，保证发电的继续进行。

三、关于提高热工自动化水平的意见及建议

（一）提离主辅机的可控性和自动化设备供应的配套水平

我国引进机组的自动调节、程序控制、安全保护设备一般均能正常投入使用，达到了安全经济运行的目的。其主要原因为：

（1）国外机组的自动化系统和设备多由主机厂成套供应。主机厂根据设计院提出的调节控制要求，在主机设计制造时考虑了满足自动化的可控条件和安装要求，并由仪表制造厂根据主机厂的要求提供稳定可靠的自动化设备。

（2）制造厂对自动化设备负责调 试，包运行，包使用。我国目前情况是主辅机制 造厂 、仪表厂互不联系，自动化系统和仪表选用 ，由设计院设计、安装单位安装后交付电厂使用；主辅机厂很少全面考虑运行操作和自动保护的要求，以致造成自动与可控条件脱节；除生产建设单位外，没有对机组投入生产的全面负责单 位，为了从根本上解决 自动化问题。

（二）提高基础 自动化设备的可靠性

基础自动化设备是指机组运行参数的信息检测和控制设备，其中包括检测元件、变送器，显示仪表、调节仪表、执行机构等，是保证机组安全经济运行的最基本的设备。目前，这些设备的精度，稳定性和可靠性都较差。对电厂来说，除少数 参数要求高精度外，最重要的是要求有高度的可靠性和稳定性 ，因为它直接关系电厂的安全运行，关系值班员对自动化设备的信赖程度，因而直接影响着电厂自动化水平的提高。所以根据我国当前电厂自动化的现状，首先要花大力气抓好基础自动化工作，提高基础自动化设备的健康水平。在设计工作中要做好择优选用的工作，做到既先进又经济合理，周地 、因时制宜，把优质设备用在保障机组安全监测和控制的关键部位。

（三）提高大型机组炉机电的集中控制水平

提高集中控制水平的关键是在有可靠的自动化设备的基础上首先要打破就地控制机组习惯的影响，把炉机电作为一个整体 ，从运行管理、人员水平和配备上建立一套适应大机组集中控制的运行体制和制度，并据此进行自动化设计。在设计上要着重提高基础自动化设计技术，如程序控制 、基地或调节、显示报警、连锁保护和联动操作等，为减少盘台上监视仪表、操作设备、操作次数和防止误操作创造条件；适当提高控制室的建筑标准 ，为运行人员创造一个安静、方便的工作条件。推行在一个控制室控制两台单元机组（炉机 电）的控制方式。为了实现较高水平的完善的集中控制 ，还应在管理制度上进行下列必要的改革。

参考文献：

[1]霍耀光；侯子良；李麟章；陈厚肇；刘今；朱传锵.中国火电厂热工自动化技术改造建议[J].电力系统自动化，2004，（02）

[2]李建军；管春雨.DCS在300MW直流锅炉机组热工自动化改造中的应用[J].东北电力技术，2003，（10）

[3]李阳春，夏静波.火电厂热工自动化的发展和展望[J]. 电站系统工程，2003，（06）

作者简介：

奚萌（19861124-）女，籍贯：辽宁铁岭，单位：辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司，岗位：设备部主管，学历本科，职称：助理工程师。