浅析火电厂热工自动控制的可靠性

【摘 要】电能是经济发展的基础，随着经济的发展，我国的电力系统也不断升级。为适应新时期市场需求，我国电力行业进行了深入的体制改革，电网商业化越来越明显，竞价上网逐步施行。热工自动化的实现是火电厂技术发展的鲜明体现 ，能够迅速提升供电水平及质量。到目前为止 ，火电厂已经逐渐成为我国主要的供电企业 ，在整个电能供给体系中占据重要地位 ，其重要性体现在要求火电厂热工自动控制系统具备理想可靠性 ，确保各项机械设备维持安全运行状态。

【关键词】火电厂；热工自动化；可靠性；自动化设备；安全系数

电能是保证经济建设的基础能源，对经济发展有着重要意义。我国电力行业近些年发展迅速，大容量火电机组成批并网发电，保证了生产生活的电能需求，火电机组逐渐成为我国电网中的骨干机组，其运行的可靠性和安全性对电网的安全和供电质量有着重要影响。当前我国的电力需求受全球经济影响趋于平稳 ，如何在激烈的市场竞争中获取效益 ，建设大容量火力发电机组成为保证经济效益、降低煤耗的重要手段之一 ，随之对火力发电机组的可靠性也提出了更高的要求 ，以保证机组能够长期安全稳定运行 ，适应电力变化的要求。

1 火电厂热工自动控制系统概述

热工自动控制系统是现在火电厂的中枢部分，控制着电厂大型设备的运行。它主要是由机炉协调控制、锅炉燃料量、汽包水位、过热蒸汽温度、再热蒸汽温度组成，另外现在大多数也包含送风控制、引风控制等调节系统。随着经济发展对电能的要求越来越高，热工自动控制系统开始向高速智能和一体化控制方向发展，电厂对系统的透明性也越来越关注。可以看出热工自动控制系统是一个复杂的系统，由多部分构成，维持它的可靠运行不是一项简单的工作。首先需要定期检修设备，保证硬件设备的正常运行，对各个部分要有目的的检测。其次，热工人员要有过硬的业务水平，对关键设备要知道其工作原理，能够准确快速地定位故障，保障故障处理的及时性。最后，对整个系统的维护要有一套完整的检修计划。对所有设备的运行环境和运行状态要能够实时监控管理，进一步保证故障能够及时处理，保证热工自动控制系统的安全运行。

2 火电厂热工自动控制系统的组成

热工自动控制系统的结构比较复杂 ，组成的成分依据系统的作用不同、使用的功能不同 ，热工系统主要包括分散控制系统（DCS）、在线监控系统、公共网络系统以及相关的辅助系统组成等。1）分散控制系统（DCS）。分散控制系统是计算机系统组成的核心部件之一，在火电厂的每个组件中都有分散控制系统，在火电厂的两台机组之间的数据线 ，一般都是接到线路的公共网络系统 ，实现机组之间的互相连通 ，保证数据的正常连通。在机组的操作台上 ，应该尽可能的安装 DCS 和 DEH 操作的按钮 ，便于管理员进行正常的工作 ，减少系统出现故障的处理时间 ，以保证分散控制系统在电机组出现问题的时候 ，能够自动工作 ，保证机组的安全 ；2）辅助控制系统。它是保证系统能够正常工作的重要条件 ，是实现系统在无人控制的条件能够下 ，能够正常的工作。其次是辅助系统。辅助系统主要是可编程控制器、交换机、人机交互接口组成，辅助系统在各个部分都会有，表现形式也各不相同，各辅助系统主要是为可实现各部分的无人监控而设置，最终可以实现控制中心监控管理，实现无人值班的运行模式；3）视频网络监控系统。视频网络监控系统主要用于对火电厂进行监控的重要工具，火电厂的设备需要进行全面的监控，在比较危险的操作以及无人值班和检查的地区 ，运用视频监控系统可以实时的这些区域进行监控 ，它可以通过辅助系统的通信接口实现对整个火电厂的实施监控 ，也能够对于整个电厂的工作过程和程序进行监视 ，能够有效的实现电厂信息的综合管理。全厂对重要设备的运转状态、危险程序的操作场合以及无人值班区域都可以运用数字视频网络系统进行监视。以实现对全厂的各个生产程序以及生产场的直观监视。数字视频网络系统可通过通信接口实现与厂级管理信息系统的连接 ，最终实现对全厂信息的综合管理 ；最后是实时监控系统和网络系统。实施管理系统包括两部分内容，一是设备运行状态的实时监控，另一部分是厂区管理信息的实时监控。实时监控配合机组的分散系统、辅助系统最终实现整个系统的实时信息的相互间传送。网络系统是整个系统的基础部分，主要的职责是数据传送，也就是传输通道。主要给数字视频传送数据，实现视频监控。

3 提高热工自动控制系统可靠性的思考

热工自动控制系统的可靠性需要在以下几个方面进行改进，包括智能化、软件优化、集中配置和APS技术应用。

3.1 优化软件

目前我国火电行业发展迅猛 ，市场竞争趋向白热化 ，若企业具备较高可靠性的自动控制系统 ，那么整体运营就具备理想安全性、社会效益、通用性及经济价值 ，能够为企业走上可持续健康发展道路奠定坚实基础。在火电厂日常生产经营过程中很多控制系统里都包涵着多种类型软件 ，数量及管理难度都比较大，进而导致自动控制系统整体调节水平及质量降低 ，由此可知选择适当的自动控制软件并持续优化是提升火电厂自动控制系统可靠性的有效措施。例如在选择火电厂监控设备时 ，应首先对存在危险操作程序的区域进行全面调研分析 ，并全面掌握重要机械设备的运转情况 ，然后挑选性能理想的数字视频网络软件。在安装中应根据人员值班安排适当增加软件数量 ，确保能够实时监控全厂各项生产程序。另外还可以通过通信接口将火电厂信息管理系统与数字视频网络软件进行连接 ，便于实现整体数据、信息、资料的综合管理。最后还应关注软件日常运用情况 ，发现不足或遗漏之处立即组织人员进行分析讨论并制定整改方案 ，争取让软件能够维持最佳使用状态。

3.2 APS 技术的应用

APS （Active Phase Swithing）主动阶段开关，APS 动态节能也是微星独家采用的节能技术，APS 是依据 CPU 的负载自动调整CPU 的供电相数。APS 技术实际上是机组级顺序控制系统。其特点是在少量人工或者非人工干预的情况下，系统自动完成整台机组的运作。由于 APS 的实质是电厂运行的程序化，其可以大大减轻工作人员的工作强度，避免人为操作中的不稳定因素，缩短机组启停时间。因此，将会成为未来机组控制发展的方向之一。

3.3 对火电厂的单元控制机组实现智能化的应用

对单元机的分散控制系统（DCS）进行优化 ，提高它的使用方式和性能以及智能化程度 ，分散控制系统的智能化能力越强 ，灵敏度越高 ，就越能够有效的提高系统的监控能力。如果 DCS 的智能化能力不强 ，在很多地方不能够及时的对线路和设备的故障进行处理 ，影响火电厂的安全 ，容易造成重大的损失 ，随着电力技术和计算机技术的发展 ，高智能化的分散控制系统能够改善火电厂的控制能力和程度 ，电子智能仪表的使用 ，也能够改变这一现状。

4 结语

随着国民经济的发展，社会生活生产对电力的需求量越来越大，同时对电能的质量要求也越来越高。火电厂热工自动化为火电厂的发展提供了技术支持，也为改善供电质量打下基础。目前，火电已经是我国主要的电能来源，这就要求火电厂热工自动化设备始终处于安全运行状态，必须保证火电厂的快速反应。火电机组的可靠性关系到整个电网的运行安全和供电质量。采用先进的自动控制系统是火电机组发展的必然趋势。本文简单介绍了热工自动控制可靠性分析，希望能对同行有所帮助。

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