试析常见电厂热工自动控制技术要点

试析常见电厂热工自动控制技术要点

随着生活水平的日益提高，对电力的需求也不断增加。为了满足现代化建设的需要，电厂的热工系统技术也需要逐步提高其自动化程度。本文将对电厂热工自动控制技术的内容和技术要点进行全面分析，并对今后如何优化电厂热工系统提出建议。

1. 电厂热工自动化的内容

电厂热工自动化是指通过智能仪器、仪表、DCS系统对设备运行中相关参数进行检测，控制，从而对生产过程实现检测，控制，优化，实现控制智能化、过程自动化的目的。

1.1热工测量技术

（1）温度测量，温度参数占有很大的比重，常见的测温元件有热电偶、热电阻等。一些发电厂还使用其他的热传感器，如金属膜汞温度包、红外测温探头等。

（2）压力测量，压力传感器主要是基于应变原理的膜片，感受压力的电器元件一般为电阻应变片。当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。

按类型分为电动式和气动式两大类，电厂中主要应用的为电信号的压力传感器。

（3）流量测量，电厂中需要测量的流量参数包括：一、二次风量、风速及各种液体的流量流速等。

电厂中普遍应用的为差压流量计，利用流体流经节流装置所产生的压差与流量之间存在一定关系的原理，通过测量压差来实现流量测定。差压式流量计由一次装置和二次装置组成。一次装置称流量测量元件，二次装置称显示仪表。

（4）料位测量，按检测物料的种类不同可分为液位、颗粒料位等检测装置;按原理可分为电容式、重锤式、雷达式等。在电厂中，测

量液体主要用雷达式，测量颗粒料位主要应用重锤式。

（5）其他测量，如氧化锆（测量氧气浓度）、测振仪（测量轴承震动）、火检系统、氨气、氢气侧漏检测仪等。

1.2.关于DCS及控制逻辑

现代大型火力发电机组的特点是高参数、大容量，普遍采用先进的自动化技术和产品，以提高电厂的竞争力。在单元机组控制方面，炉、机、电一体化采用DCS早已成为业内共同选择。

DCS的骨架—系统网络是DCS的核心。对整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

2. 确保电厂热工自动控制技术可靠的要点

2.1、防止热工保护拒动误动

在电厂热力自动化控制系统运行中，保证机组设备的正常运行事首要问题。对于自动控制系统来说，热工保护误动及拒动将严重影响火电机组的安全经济运行，对热工保护误动及拒动的防范研究一直以来都是热控专业的热点讨论问题。

保护误动、保护拒动的概念：在主辅设备正常运行时，保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，称为保护误动;在主辅设备发生故障时，保护系统也发生故障而不动作，称为保护拒动，并可能因此造成设备损坏及事故的扩大。由此可见，保护拒动的危害比保护误动更加严重，因此，热工保护系统的基本配置原则为“杜绝拒动，防止误动”。

这就需要热工人员做到如下几点：

1、对保护定值、逻辑进行合理优化完善，提高保护信号的可靠性和稳定性。

2、重要设备异常处理时，必须对所有相关设备原理及系统结构、特性等进行认真研究，对处理过程存在风险进行全面辨识。

3、开展针对机组重要控制装置电源配置专项核查，针对供电级

别、电源回路、冗余配置、多余设备对保护系统影响进行核查，消除隐患。

只要认清设备或系统存在的风险，并采取合适的防范措施，就一定能有效避免热工保护的误动及拒动，提升发电设备的可靠性及安全性。

2.2、提高电子元器件的可靠性，提高设备的可靠性

近年来由于热控元器件故障造成机组非停次数越来越多，电子元器件的质量与可靠性水平是影响设备质量与可靠性水平的重要因素。

典型的卡件及电子元器件的寿命曲线是浴盆曲线。即电子元器件主要故障都出现在器件寿命周期开始和最后的十分之一阶段。一般元器件在出厂前先进行一次老化测试，其目的就是加快器件在其寿命前10%部份的运行过程。

随着电子元器件的使用，当经过恒定失效率区，接近损耗区时器件的故障率又开始增加，其特点是产品的故障率迅速上升，很快出现产品故障大量增加直至最后报废。这一阶段产品的故障主要是由老化、疲劳、磨损、腐蚀等耗损性因素引起的。通过对产品试验数据分析，可以确定耗损阶段的起始点，在耗损起始点到来之前停止使用，对耗损的零件、部件予于维修、更换，可以降低产品的故障率，延长使用寿命。

2.3 控制系统的优化

目前，我国电力事业已进入大电网时代，随着电网容量的不断增大，电网的用电结构也在发生巨大的变化，特别是太阳能发电、风电的装机在电网的占比不断加大，这些机组发电量的可控性较差，均需要电网内的其他机组做出相应的调节。如果火力发电机组没有相应的调频、调峰能力，电网就对供电品质失去了控制，也就不能对供电质量提供保证。这就要求机组的自动控制水平必须提高，不但满足自身的安全、稳定、经济运行，同时还要满足电网自动化调度的严格要求。

根據电网公司的考核规定，在机组模拟量控制及优化时，能应该具有以下几个要求。

1. 精确的负荷控制能力

2. 稳定的机组运行参数

3.机组出力具有限制功能

4.良好的煤种适应能力

3.结语

综上所述，电厂热工自动控制技术是一项非常复杂的工程，在电厂热工控制系统中，每一个环节都对整体操作系统有着重要的影响，这就要求每个操作环节都要做到零失误，这样才能保障整个电厂热工控制系统的安全性、高效性。