关键词：火电厂；热工自动化；DCS控制系统；应用及发展
引言
我国电力行业的发展推动我国其它行业发展迅速的同时使我国人们的生活水平有了很大的提高和改善。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热工自动化DCS控制系统设计
1.DAS的功能设计，在热工DCS控制系统中，DAS（数据采集）是较为重要的子系统之一，它的主要任务是对热工机组的运行过程进行在线检测，并根据检测到的数据信息生成相关参数，经运算处理后，在显示器上以画面的形式，将结果呈现给操作人员。系统具备自动报警功能，并能够对火电机组的性能指标进行计算，上述功能使现场操作的准确性获得大幅度提升。2.MCS的功能设计，该子系统能够对锅炉和汽轮机组进行整体控制，它的主要任务是对相关变量进行控制，如生产中的水、风等等，同时还能对汽轮机组的负荷进行调节，从而使机组始终保持在最佳的运行状态。MCS是一个模拟量控制系统，根据控制对象可将该子系统分为锅炉侧和汽轮机侧两个部分。锅炉侧MCS系统具有如下功能：协调控制、蒸汽温度控制、引风控制、水箱水位控制等。汽轮机侧MCS子系统具备给水系统全程调节和除氧器水位调节等功能。3.SCS的功能设计，该子系统能够按照规定的顺序，并依据具体的原则，对热工设备的运行状态进行逻辑判断，根据判断结果，向设备发出控制指令，从而使热工机组中的各个部分以预先设定好的顺序启动，进而达到控制机组运行的目的。火电厂内的主、辅机是SCS子系统控制的主要对象，可实现主辅机的自动开关机，同时，还能对机组的运行参数进行监视。因该子系统采用的是分层设计，控制方面运了优先级技术，所以能在较短的时间内，完成顺序控制。
3火电厂热工自动化DCS控制系统的应用
3.1强化电源和接地的可靠性
外部环境的变化容易对热控系统造成不同程度的影响，当干扰程度较小时，仅仅会影响到测量数据的准确性，造成系统控制程序不稳定等问题，而如果干扰程度相对比较严重时，系统设备严重发生故障，信号传递严重紊乱，设备机组就会进行跳闸保护。在这种情况下，就需要对外界的干扰因素进行排除或者抑制，以保证信号采集过程中的准确性和可靠性。通常情况下，主要采取的措施就是强化电源和接地的可靠性以实现对外界干扰的抑制。
3.2FSSS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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现阶段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。
3.3提高了自动化运行效率
DCS控制系统本身具备良好的兼容性，可对多个设备进行有效控制，在保障机组安全、稳定运行的同时，大幅度提升了自动化运行效率。通过显示器，可将机组的运行状况直观呈现给操作人员，由此使得整个操作过程变得更加简便，运行成本随之下降。
3.4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。
4火电厂热工自动化DCS控制系统的发展趋势
4.1提高设计、施工和检修的水平
热控系统中信号准确测量的重要保障就在于设计，要针对系统电源、主控模块和保护执行设备的电源同时进行冗余设计，这样能够进一步加强测量点获取准确可靠的信号。同时，当系统设备发生故障时，工作人员要迅速分析、判断出故障发生的根本原因，准确快速地找到故障根源，更换故障模块等。此外，火电厂也应该做好定期维护和检修工作，以及时发现系统的质量隐患加以排除。
4.2智能控制技术
DCS控制系统的一体化技术已经得到了充分的重视和应用但是不得不承认DCS系统的智能化技术却受到了严重的忽视，我国其他相关行业中监控系统的智能化程度已经发展很快且智能技术也取得了较为成功的效果，我们相信在科技不断发展的今天，智能控制技术在火电单元机组自动化系统中也能够发挥极大的功用，相关技术人员也已经认识到智能控制技术的发展空间以及经济效益，因此在未来的几年中电气仪表的智能控制技术以及其他一些相关智能软件必然会在火力发电生产中得到快速的发展及运用。
4.3融入先进的控制理论
火电厂的生产流程具有复杂性和多样性的特点，尤其是热工自动化系统，若是采用简单的控制方式，很难达到预期中的控制效果。为满足热工自动化的需要，DCS控制系统必须具有更加精准的控制，而且操作过程也要尽可能简单、流畅。为实现这一目标，可在DCS系统中引入先进的控制理论，对系统进行优化，由此可为DCS系统的应用与发展提供更广泛的空间。
结语
综上所述，热工自动化作为火电厂生产过程中不可或缺的重要组成部分之一，其运行稳定与否关系重大。为此，火电厂可在热工自动化中对DCS控制系统进行合理应用，通过对各个子系统功能的优化设计，发挥出DCS系统的应用优势，对机组运行进行有效控制，确保火电厂生产安全有序进行。在未来一段时期，应当加大对DCS系统的研究力度，对现有的功能进行优化改进，使系统更加完善，满足热工自动化的需要，提高火电厂的生产能效。
参考文献
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论文作者: 周新庆 刘九胜
论文发表刊物:《中国电业》2019年 22期
论文发表时间:2020/4/15
标签：火电厂论文; 系统论文; 热工论文; 机组论文; 控制系统论文; 烟气论文; 子系统论文; 《中国电业》2019年 22期论文;