国家电投集团河南电力检修工程有限公司
摘要：我国的日常生活用电以及工业用电量不断提高，这就要求我国的火力发电企业提高产电效率以满足人们日常生活和工作的需求。DCS是热工自动化技术的主控单元，对于DCS的升级直接影响到火力发电厂的发电效率，另一方面，完善热工自动化技术在火力发电中的管理以及信息化的监控系统也能提高火力发电的效率。
关键词：热工自动化技术；火力发电；应用与创新
二十世纪三十年代以来，火电厂的发展对控制仪表提出了新的要求促使我国热工自动化技术取得了长足的进步；近年来随着社会的发展人们生活水平的提高，电厂发电机组的容量越来越大、参数越来越高，电力产业逐步进入大电网、大机组和高度自动化时期。当前，热工自动化装置作为发电机组的重要组成部分对火电厂的现代化发展有着决定性的影响。
1火电厂热工自动化的现状
1.1仪表和控制设备
热工仪表是火电厂生产中必须的仪表设备，热工仪表由各种压力表、温度仪表、温度仪表和液位仪表组成，所谓热工仪表的自动化技术就是指通过计算机控制、热能工程技术通过智能的仪表对火电生产中各项参数进行自动检测和记录的技术，通过热工仪表的自动化技术可以实现即使在无人的情况下也能对火电的生产信息进行处理。热工仪表的自动化实现了参数配置的优化，降低了火电厂单位生产的能源消耗，提升了火电厂的生产强度和经济效益。二十世纪八十年代初期，我国火电发电厂使用的是300瓦和600瓦的机组制造技术，此外当时在国际热工自动化发达国家引进了一定的自动化仪表控制装置，在一定程度上缓解了我国热工仪表和相应的控制装置品种不全、可靠性和稳定性都较低的局面。与此同时，我国的火电厂自动仪表与设备研发部门充分吸收汲取国外技术，设计研发出了适合我国火电厂具体情况的设备和仪表，推动了我国火电厂自动化的发展。
1.2DCS控制系统
二十世纪八十年代中后期，国内越来越多的热工仪表制造企业与国际发达国家的制造厂商合作，这一时期DCS系统即分散控制系统出现在火电厂的热工作自动化系统中。据数据统计当时出现在我国火电厂的分散控制系统多达十余种，尽管该系统促进了热工自动化的发展但是值得注意的是过多种类的DCS系统无疑给设备的维护、维修以及设备零部件的配备带来了不小的难度，因此当时经过讨论研究从众多DCS中择优选择了八种在我国火电厂发电过程中使用。DCS系统的发展和形成主要依托计算机局域网络，它运用计算机局域网络对火电厂的火电机进行集中控制，DCS系统最主要的功能是数据的采集和处理功能、模拟量控制系统功能、顺序控制系统功能和炉膛安全监控系统功能等，DCS系统在火电生产中发挥着重要的作用。总结起来DCS控制系统的特点如下：第一，DCS系统可以对火电单元进行一体化控制，这样在减少了信号传导过程降低事故发生概率的同时也节省了大量的使用设备，降低了生产、维修成本。第二，DCS系统在实现了火电单元一体化的同时却也造成了其自身的一个弱点，使系统的故障过于集中，针对这一现象推出了故障分散，其工作原理是充分利用DCS系统中大量存在的微处理芯片分散控制任务，这样即便其中部分芯片发生故障也不会影响整个系统的正常工作。最后，DCS系统能够对火电厂热工系统进行当下和历史数据的管理，能够对设备的性能和使用情况进行整体上的监控和预测。
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1.3FSSS系统
上世纪七十年代以前，我国火电厂锅炉的容量较小，锅炉发生爆炸事故的情况也较少，因此用于锅炉的安全保护装置较简单，通常只能通过反光镜进行观察检测。但是随着我国电力事业不断发展，各火电厂发电量逐年增加，锅炉的容量也逐年扩大，锅炉炉膛发生爆炸造成人身伤亡的事故越来越多，严重影响了生产安全，因此根据这一情况我国逐步研究出了FSSS系统即锅炉炉膛安全监控系统。现阶段FSSS系统已经成为了火电厂锅炉燃烧系统中不可缺少的自动控制系统。
1.4DEH控制系统
我国早在1985年就引进了DEH技术（数字式电液控制系统），并十分重视DEH系统与DCS系统的结合应用，例如在福州华能集团、大连华能集团以及石洞口二电厂投入使用的ABB公司生产的“Procontrol-P”型DEH系统以及三菱公司的“MI－DAS-8000”型DEH系统，另外现阶段我国自行引进的汽轮机也配有DEH控制系统并已投入生产使用，通过多年的实践操作我们得以发现DEH控制系统具有更易了解和掌握的特点且其透明度更高利于进行数据共享。
1.5烟气脱硫系统
近年来，随着我国相关部门对大气质量监测力度的加大以及我国政府对环境保护的重视，国内各大火电发电厂均采用了不同程度的烟气脱硫处理，顾名思义，烟气脱硫处理就是去除烟气中硫氧化合物的过程。烟气脱硫系统可以根据发电工作的具体情况以及业主的具体要求进行具体的设置，通常情况下烟气脱硫系统同除灰系统一同设置在除灰控制室中或者与输煤系统一同设置在统一的控制室。烟气脱硫系统主要应用PLC对系统的启动、停止进行控制，另外可以对正常运行中烟气监控情况进行控制。
2提高自动化技术在火力发电中应用的有效措施
2.1加大投资力度
仪器设备的使用对于工作效率的提高是非常巨大的，举一个例子来说，两个非常大的数字相乘，人工计算可能需要花费很长的时间才能算出来，而且得出的结果还不一定准确，但是如果使用计算机，只需要输入两个相乘的数值就可以马上得出计算结果，而且结果非常准确，从这个例子中就可以明显感觉到科技的力量，邓小平同志也说过，想要经济进步就一定要发展科技，要想提高火力发电厂的产电效率，就必须加大资金的投入力度，企业应该积极引进国外的先进技术和先进设备，相关的工作人员积极学习国外的管理体系等等，虽然成本较高，但是避免了在后面产电过程中可能出现的麻烦。
2.2加强DCS控制系统的研发
自律分布式系统结构。现有的DCS系统结构主要为“垂直型”和“水平型”两种，在垂直型结构中，如果上位子系统出现故障，则下位子系统可以实现局部控制，但子系统之间的没有协调性。而在水平型结构中，情况正好相仿，整个系统中不分上下，一部分子系统出现故障，并不影响其他的正常工作，但彼此之间的信息彻底中断，缺乏控制性；面对这一现象，DCS控制系统研发应以“自律型”为方向——实现自律可协调性与自律可控性的有效统一，其中“自律可协调性”是指无论那一部分子系统出现问题，系统都可以协调控制自身的工作状态，并满足子系统之间的通信重构。
2.3完善自动化运行中的保障措施
2.3.1自动化设备的安装阶段
在自动化设备的初步安装阶段，必须按照厂家的安装指示进行安装，有些设备的安装可能不适合该火力发电厂，这时候企业领导应该积极与厂家进行沟通，让厂家派人过来进行适当的调整，切勿自行调整安装方法，以免遗留安全隐患。安装完毕进行调试时必须要有一定的安全保护装置，以免在调试过程中出现意外，确保各项指标符合标准之后，再将这个设备投入使用，一旦哪一项指标不符合标准，即使误差很小也要立即进行检查。
2.3.2尽量使用成熟的技术
虽然越先进的技术越能提高火力发电厂的产电效率，但是如果科技人员刚刚研发出来的技术，该技术还处于调试阶段就投入使用，在增加企业利润的同时也增加了发生事故的风险。而使用成熟的自动化技术增加了机组运行的可靠性，因为成熟的自动化技术下生产出来的自动化设备与其他的装置相匹配，不会产生排斥现象，就像组装电脑经常发生问题一样，可能CPU性能极高，但是其他的电脑配件不支持这种CPU性能的发挥，反而会对CPU造成损害。
2.3.3各种检测设备的使用
目前我国的热工自动化技术在检测方面和控制方面越来越趋于完善，但是在报警自动化和保护自动化方面还不够完善，在报警自动化方面，应该在每一个有可能发生事故的装备上都配有一个自动化报警系统，一旦设备出现故障，自动化报警系统能够及时报警。
2.3.4加强对于线缆的保护
在火力发电厂中应用自动化控制系统需要许多的线缆进行连接，与其他的工厂不同，火力发电厂的作业环境相当复杂，安全隐患也较多，企业对于线缆的保护是保证自动化设备正常运行的关键部分，一方面企业可以通过积极研发新技术减少电缆的使用，另一方面，工作人员需要经常对电缆进行检查和维修，确保不会出现电缆断裂或者融化的现象。
3结语
居民用电的很大一部分都是火力发电，一旦火力发电厂出现故障或者供电不足就会对居民的生活造成很大的影响，自动化技术在满足人们的供电需求方面发挥着越来越重要的作用，因此，我国的科技人员必须加强对DCS控制系统的研发，并且企业要做好一定的安全保障，进一步提高火力发电的效率。
参考文献：
[1]袁香炜，有关火电厂热工自动化技术之初探[J].神州，2012.
[2]梁锦凤.浅析火电厂热工自动化中自动控制理论的应用[J].大科技，2015.
论文作者:于美佳,肖蕾
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/5
标签：火电厂论文; 系统论文; 热工论文; 技术论文; 控制系统论文; 我国论文; 仪表论文; 《防护工程》2019年第5期论文;