摘要：自动化控制技术是当前工业生产中发展最快最为使用的技术之一，因此火电厂热工自动化控制设计制造的相关人员应该充分认识到自身的责任，不断提高自身专业技术水平，进而使我国火电厂热工自动化水平得到高效稳定的提升。在此背景下，本文从火电厂热工自动化的相关概念入手，对火电厂热工自动化的现状进行了分析并进一步对其热动自动化提高发电效率。以期能够有效的促进我国火电厂热工自动化的发展。
关键词：火电厂；热工自动化；现状；发展
引言
近年来，随着科学技术的不断发展、现代工业生产的不断深入，我国发电行业也取得了前所未有的进步，火电厂火力发电是最为悠久也是目前我国应用最为广泛的发电方式之一；另一方面，随着社会经济的进步，人们生活水平不断提高，生产生活用电量也在不断增大，这必然促使火电厂机组的各项参数不断提升同时自动化仪表和设备不断更新，进而促进火电厂热工自动化技术的发展。
1、火电厂热工自动化概述
随着社会经济的不断发展，我国对电力的需求量也越来越大，为了保证供电能力能够满足社会的用电需求，各大火电厂都进行了自动化发电工程的建设。根据我国火电厂的实际情况对火电厂的设备加以设计，使得其产热过程中信息能够自动处理，设备可以自动进行监测、控制等，并保证设备的安全性、经济性和实用性，达到在没有操作人员的条件下，各种自动化设备和自动化仪表完全能够对电厂的产热过程进行控制的目的，这一系列过程叫做火电厂的热工自动化。火电厂的热工自动化一方面降低了火电厂操作人员的工作量，改善了操作人员的整体工作环境，降低了火电厂发电的人力成本，提升了单位产电的经济效益；另一方面提升了火电厂产电的可靠性以及产电效率，提升了火电厂生产的安全性。因此火电厂的热工自动化在电力生产中有着举足轻重的作用。
2、火电厂热工自动化优化设计
2.1优化控制软件的应用
相关研究证明，采用神经网络模型，对过热器出口温度进行串级预测，是常规串级控制阶跃响应速度的两倍，超调量约为常规串级控制阶跃响应的三分之一。许多运用实例也表明，使用优秀的算法控制软件（如非线性协调、模糊算法、遗传算法、神经网络等）对提高热电厂的热功率系统、循环流化床锅炉等多个方面的性能都会产生非常重要的影响。另外，通过对传统比例、积分、微分控制器的控制设计进行改进，能够有效提升机组产生的经济效益，从而提高机组效率和减少煤耗和控制排放量。因此，在电厂设计阶段，需要具备科学的设计观念，在控制系统中，加入先进的算法控制软件，最大限度地发挥后续调试和运行阶段的效果。
2.2机组负荷经济分配的实行
伴随网上招标的实施，电厂、网络分离等新方式的运用，电网调度的自动发电控制命令应成为独立发电公司的实时负荷命令。采用的关键方法是将电厂的经济负荷配到各机组，使火电机组的发电控制与经济运行自动连接，从而反映电网的经济运行状况。负荷经济性分配，一般会配给厂级监测信息系统（SIS）。通过机组的实时性和应用分析结果，得到了机组负荷特性的实时性曲线和确定负荷经济性的实时性效果。在设计初期，将厂级监控系统的总体功能优化与管理信息系统的综合功能相结合，设计一个厂级监控系统（SIS）和管理信息系统（MIS）的功能。这种方式不但有效降低了启动资金投入，而且还可以满足工厂的调配要求和平日里的信息管理功能。从根本上更高效地控制了能源消耗和污染排放。
3、火电厂热工自动化控制系统的应用
3.1自动化检测应用
基于地方持续供电需求,火电厂热工机组运行必须持续处于稳定且可靠的状态,才能确保地方电网系统能够持续运行,而为避免发电作业期间存在机组事故风险,通常需要在机组设备中设置灵敏的感应元件,并与控制平台有关联的数据传输渠道,才能实时对电力系统运行进行监控,以确保出现异常数据的同时,能够在短时间内锁定故障位置与故障类型,使检修工作实施效率与质量得到提高。
3.2自动化控制应用
自动化控制系统是借由编程系统对区域设备下达远程指令的操作模式。在自动化控制系统应用期间,既能够借助编程数据拟定详细的调控指令,而后借助数据线缆将调控信息传导至设备系统内,经由信息识别软件机组可根据指令进行运转,以便持续满足地方电力供应需要。此种控制模式,有效提升了机组设备调控的可靠性,避免出现传统人工操作波动性的问题,也有效降低了员工与危险设备接触的概率,使员工的生命财产安全得到了更全面的保障;而且借助远程控制指令,为员工设备管理工作也提供了帮助,使得自动化控制系统能够根据设备参数、市场形式、生产要求、质量管控等多方面因素拟定更详细的编程内容,以便系统运行质量能够得到持续保障,并能够伴随设备的不断完善,对控制参数进行调整,避免对机组自动管理水准的稳定性与可靠性造成影响。
3.3自动化报警应用
自动报警系统是经由计算机数据处理器、数据传输渠道和感应元件组成的功能类型。在报警系统应用过程中,若机组设备使用温度超过系统限定温度,感应元件便能够将数据传导至计算机平台,在信息数据处理过后,再将警报信号递交至检修或监管部门,以便火灾隐患或火情能够在短时间内得到控制,避免对机组设备造成伤害,使火电厂经济成本受到严重损伤。因此,在自动化控制系统构建过程中,管理人员必须根据火灾常见风险区域与信号传导特性深入分析,确保能够根据其中内容选定更合理的报警阀值,并能够在周边提供完善的防护设备,避免火灾隐患对区域内其他机组设备造成影响,才能确保火电厂热工自动化控制系统的运行具备持续性的优势。另外,为确保火场信号能够持续处于通常状态,在自动化系统缆线敷设过程中,应提供完善的防火措施,降低火灾可能对缆线系统造成损害,才能使设备故障等问题能够在短时间解决,使报警响应工作更加及时。
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3.4自动化保护应用
自动化保护是指在热工机组运行过程中,将感应元件安装至设备系统内,若运行参数一旦超过系统额定要求,则会启动保护装置,避免对机组设备造成伤害。而在自动化系统中有效应用,则能够借助计算机平台更细致的调控保护装置参数,在过载保护期间,更能够通过自动化系统将地方供电压力转移至其他设备,由此避免机组故障对地方电力供应环境造成影响。另外,从热工自动化系统可控性角度出发,我国为确保热工机组运行持续处于稳定性环境,并降低其使用操作风险,在仪表的设置上已经逐渐用数字仪表代替了传统的组装仪表,使得仪表的精准度与灵敏度更高,不宜出现传统仪表常见的故障风险,同时凭借协调控制系统,也便于站在客观的角度观察自动化系统的运行状态,由此通过计算机平台更全面的审核校对各个子系统内设备运行状况,以便为后续火电厂热工机组自动化控制系统的构建奠定更扎实的基础。
4、提高自动化技术在火力发电中应用的有效措施
4.1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。
4.2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。
4.3 完善自动化运行中的保障措施
4.3.1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。
4.3.2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。
4.3.3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。
4.3.4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。
结束语
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。
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论文作者:任立幸
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
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