常见电厂热工自动控制技术浅析

杜涛

（华电龙口发电股份有限公司山东265700）

摘要：近年来，随着社会经济的快速发展和电厂建设事业的不断进步，传统的电厂热工控制模式和手段已经不能有效适应社会发展的需求，尤其难以满足电力工业控制单元机组的客观要求。在单元机组、电厂热工发电设备控制过程中，利用计算机技术对其进行智能化控制，成为电厂热工控制技术的必然发展趋势。本文将对电厂热工自动化技术阐释观点和认识，以供参考。

关键词：电厂；热工；自动控制技术

前言

就电厂的热工自动化控制技术而言，它主要是利用自动化系统与技术来测量电厂各种数据，自动控制各种设备，处理电厂的各种信息数据，最终实现发电设备的安全可靠运行，使其产出更多电能。对于整个电厂而言，研究其热工自动化控制技术，一方面可以提高其产能；另一方面能降低电厂的生产成本，有助于整个电厂实现最终的可持续发展，所以我们必须重视电厂热工自动控制技术的研究。

1电厂热工自动化控制技术概述

1.1DCS系统大机组仪控制系统

目前多采用的是DCS系统，该系统是由集中式控制系统发展而来的一种新型计算机控制系统，DCS控制系统能够通过网络系统全程检测火电厂的整个生产过程，并对机组设备的运行和停止进行控制。随着近年来电子技术的发展，DCS系统的结构进一步得到完善。

1.2热工测量技术原理

自动检测功能是电厂热工自动化控制技术中的重要组成部分，这项技术是由控制系统通过自动化仪表独立完成对各机组设备相关参数的测量，从而达到及时发现问题，及时调整机组运行状况的目的。热工测量技术主要包含以下几种：一是温度测量。热工温度测量中，传感器主要采用的是热电偶和热电阻，也有部分电厂使用水银温包或金属膜等其他类型的热敏元件；二是压力测量。其传感器通常为应变原理膜片，检测原理为变送器位移检测。目前多以数显仪表为主；三是流量测量。当前使用较多的标准节流一般是为差压原理测量，仅有少数电厂还在使用传统的齿轮或涡轮流量计；四是液位测量。目前测量液位的主流是采用差压原理在经过压力补偿测量，同时应用电接点和工业电视。

2确保电厂热工自动控制技术应用可靠性的有效策略

2.1提高发电机组整体运行和监管的水平

电厂在建设热工自动化控制系统的过程中，首先需要确保各单元机组能够正常运行。发电机组是整个自动控制系统中最重要的组成部分，其中又以作为发电机组核心的大容量机组为重中之重。通过观察热工自动化控制系统在电厂的实际运行可以发现，由于该系统的复杂性，因此在运行过程中必须加强对各机组的监视和操作，同时还要细化每一步指令。例如：通常情况下400～700MW的发电机组可达到6000点以上的信息总量，实际运行过程中也超过了1300个以上的具体操作指令。如果采用传统的人工操作模式来来完成对这些大容量发电机组的操控，并且还要确保其安全运行，显然难度极大。因此，发电厂要在机组的实际运行过程中全面提高监管力度。

2.2优化和完善过程控制专用软硬件

当电厂热工控制系统采用分散控制系统以后，虽然锅炉、汽轮机的控制水平有了很大程度的提升，但很多电厂单元机组控制过程中依然还沿袭着传统的控制模式。比如，在控制盘台安装模拟仪表光字牌、装设适量的开关按钮等，该做法导致锅炉、控制室以及汽轮机与DCS系统之间的协调不畅，严重影响了电厂热工自动化控制水平。DCS在电气控制系统中的应用，主要作用于发电机系统、主厂房用电系统，对不停电电源、支流以及保安电源系统，进行监控；对于发电机励磁系统而言，应当对DCS纳入厂用电快速切换、自动准同期待等，进行重点考虑。近年来，随着电厂热工自动化建设的不断深化，整个热工自动化控制系统逐渐向DCS方向发展，然DCS本身也存在着一些缺陷与不足，比如智能化水平还有待进一步提高，难以实现上位机系统对现场仪表的信息要求。因此，电厂热工自动化控制技术的创新与应用，很多程度上还决定于过程控制专用软硬件的优化与完善[1]。

2.3单元机组的集中配置

电厂热工自动化控制系统中，测量参数，处理信息数据以及控制保护和报警等都是由自动化仪表和自动控制设备来完成。因此，采用热工自动化控制系统，有助于提升电厂热工装置的安全性和可靠性，同时还能有效的降低电厂工作员劳动强度，提高发电机组经济性。通常情况下，电厂热工自动化系统都是由1～2台单元机组构成，并由一系列不同的小型电子设备构成电子室。随着现阶段人们用电需求的不断提高，发电厂在继续扩大热工集控室的同时，逐渐开始出现能够将电厂全部单元机组集合控制的超大型控制室，超大型控制室的出现对于电厂单元机组电子设备的集中配置起到了良好的促进作用，同时也达到了优化电厂热工自动化控制系统的目的[2]。

3对火电厂热工自动化系统的展望

3.1人工智能的应用

模拟量控制系统的质量和适用范围正在不断提升，相信在不久后会出现大量的人工智能研究成果，并逐渐将该系统从模拟阶段发展至实用阶段。现阶段电厂的温度和压力监控系统都只是某一点的温度和压力作为检测依据，对整体情况有所忽略。因此检测结果很多时候差强人意。就目前的技术水平而言，这个问题暂时得不到有效的解决。但是，随着人工智能技术的发展，相信未来利用人工智能可以很好的解决这一难题[3]。

3.2电厂热工管控中的自我保护

自我保护是在电厂热工设备运行中，出现异常现象、参数超过既定限值时，及时预警，并采取有效的措施或执行自动联锁命令，避免因热工设备自身问题而造成安全事故，威胁人们的生命安全。近年来，随着电厂热工机组容量的扩大，热力系统也因此而变得非常复杂，操作控制烦琐、管理难度增大。在该种情况下，对电厂热工管控过程中的自动保护提出了更高的要求。我们研究的自我保护内容比较广泛，比如：灭火保护、超压超温保护及安全事故联锁保护等。以汽轮机自动保护为例，其中又包括了一些具体内容，如超速、轴向位移、低油压、差胀和低真空保护等[4]。

3.3电厂热工管控中的顺序管控

顺序管控通常非常简单，按照既定的条件、预设步骤，对电厂热工设备进行规范化操作和管控。顺序控制的目的在于有效处理机组启停、事故解决等问题，其中每项顺序管控内容、控制步骤等，均立足于热工生产设备所处的情况条件、具体运行状态。在此过程中，顺序管控流程主要是基于操作次序、环境条件编制而形成的，通过智能自动化设备方可实现。其中采用的自动化设备，又称作顺序管控装置，该装置必须具有较强的逻辑分析和判断能力，可以实现联锁保护。在每一环节的任务完成后，都应当对该环节工作进行确定，从而为下一道工序的开展，打下坚实的基础。

3.4智能化的单元机组控制

现如今，DCS系统的单元控制一体化已经在火电厂广泛应用，但是，DCS的智能化却被业界忽视了。而类似的监控系统智能化软件在其他行业的都取得了较好应用。因此，我们有理由相信，在各行各业都在为了早日实现智能化而不断努力的今天，我国的火电厂单元机组自动化系统必然不会落后于其他行业，电力行业应重视智能化单元机组控制的重要性，并尽可能在未来几年内将信息智能化的仪表装置和相关的智能软件应用到电力行业中来了。

总结

总而言之，火电厂热工自动化水平关系着电厂机组是否能够经济安全的运行。随着当前不断扩大的电网规模，输电等级也在逐年上升。火电厂的发展必须高度重视系统自动化。火电厂热工自动化从业员工也必须积极学习，不断提升自己的综合能力素质，推动热工自动化水平的不断发展和进步。

参考文献：

[1]白小勇.常见电厂热工自动控制技术浅析[J].科技风，2017（20）：138+143.

[2]陆健婷.常见电厂热工自动控制技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2016（33）：85-87.

[3]冯子华.常见电厂热工自动控制技术研究[J].中国高新技术企业，2016（09）：145-146.

[4]李仁杰，骆涛.关于常见电厂热工自动控制技术的研究[J].科技与企业，2014（07）：114-115.