探讨火电厂热工自动化及控制

探讨火电厂热工自动化及控制

发表时间：2019-05-20T15:00:06.877Z 来源：《电力设备》2018年第34期作者：梁之国樊祜征孙超[导读] 摘要：随着现代化技术的高速发展，各行各业都呈现出繁荣发展的景象。

（济矿民生热能有限公司山东济宁 272211）

摘要：随着现代化技术的高速发展，各行各业都呈现出繁荣发展的景象。在日益激励的市场竞争环境中，企业都在不断研发并应用新技术和新设备，使自身处于优势的竞争地位。电力工业的发展和电力结构的调整，给电力奇异带来了更多的经济效益。火电厂热工自动化应用水平、控制方式以及管理模式都在相应发生变化，火电厂热工自动化的应用大大提高了火力发电机组的经济性，进一步为机组设备的安全提供了保障，在改善劳动条件的同时，减少了工人的劳动强度。

关键词：火电厂；热工自动化；控制

1.电厂热工自动化控制的内涵与特征：

热工自动化技术是综合运用热能工程控制理论技术，电子计算机信息技术以及高智能型器械仪表，对火电厂相关热能电力参数进行科学检测和有效监控，从而对电力生产过程进行安全控制、优化调配与科学管理，实现安全稳定生产运行，降低消耗提高效益等目的的高新技术。电厂热工自动化控制主要是对锅炉蒸汽设备以及辅助设施运行的有效自动控制，使机组生产自动适应工况变化，并在安全经济环境下正常运行，热工自动化控制具有如下特征：

1.1设备智能化

随着现代电力能源开发技术的综合性提升，火电厂热工自动化控制系统的设备，往往借助先进的电子计算机管理系统，配置了高智能型的机械仪表或精密元件，以便对电力生产的科学智能化管控。

1.2 技术高新化

电厂热工自动化管理系统，一般运用电子计算机信息技术，热能工程技术和控制理论，从而实现对火电厂相关热能电力参数进行科学检测和有效监控，自动化管理技术趋向高新化和综合型发展。

2.火电厂热工自动化系统的构成

火电厂热工自动化系统主要由DCS系统、辅助系统集中监控网络和烟气脱硫系统三部分构成。在三个系统的协调工作中，使得热工自动化系统能够正常运行，给火电厂发电机组设备的安全提供了有利的保障。

2.1 DCS系统

在DCS监控中纳入单元机组电气发变组、高压厂用电源系统和低压厂用电源系统，将汽机旁路系统和烟气脱硝系统纳入到机组DCS 中。在两台机组的DCS之间，利用公用网络将这两台机组DCS的数据总线与空压机房、厂用电公用系统和燃油泵房等相联接，从而接入到DCS公用网络中。在设置公用网络时，可以根据DCS供货商的经验和建议，建立独立的操作员站，也可以通过单元机组操作员站来达到监控公用系统的目的。在机组操作台上设置有安全停机、停炉以及DCS、DEH操作员站等需要的操作按钮。一旦操作员站发生故障或者是DCS通信发生故障时，可以利用以上后备控制手段来达到机组安全停机、停炉的目的。在汽轮机设计制造中，DEH系统是其重要的组成部分，都是由汽轮机制造厂开发配套的。过去，DEH系统等专用系统的软件和硬件开放性功能较差，使得很多电厂的集控室同时拥有DEH和DCS两个操作平台，给运行人员的工作带来不便之处。由此DCS厂商和DEH厂商为了达到信息共享的目的，开始着手进行两个系统的整合与统一。一些厂商不但生产汽轮机，而且也退出DCS设备，由于厂商的人机界面和DEH系统控制器自身采用了DCS设备，同时开发了既符合DEH功能要求，又满足DCS系统总线通信要求的专用卡件，也就自然而然的将DEH功能纳入到DCS系统中。

2.2 辅助系统集中监控网络

热工自动化系统中的辅助系统集中监控网络，是通过可编程的控制器PLC、交换机和人机接口的方式，能够进一步满足系统调试、安装和初期运行过渡的要求，集中监控网络中设置水、煤、灰三个控制点，通过这三个点来设置调试的终端。系统中辅助系统不断投入应用和运行中，逐渐由就地系统监控转变为集中控制室集中监控，逐渐实现了全自动化的监控系统。

2.3 烟气脱硫系统

根据业主管理模式与工程具体情况的不同，烟气脱硫系统的控制点也不同，它可以与除灰系统合并设置在电除尘控制室或者除灰控制室，也可以与输煤系统合并设置控制室。通过PLC实现烟气脱硫系统的运行。通过PLC的LCD，利用键盘，以少量的就地监控和控制作为辅助，从而实现脱硫系统设备的启动、停止和正常运行过程中的监视和控制。利用硬接线与机组DCS系统的连接，使得烟气脱硫系统的重要状态、监视和报警以及连锁信号等正常发挥作用，从而保证机组的正常运行。再通过通信口与SIS系统之间进行相互通信，实现在SIS系统工作站上调用脱硫控制系统中的全部实时数据。

3.火电厂热工自动化应用

3.1电气控制中纳入DCS

DCS即分散控制系统，目前已经广泛应用到火电厂中，这种系统的应用，在很大程度上提高了控制汽轮机和锅炉的水平。如果在新技术之上，仍然利用传统的控制方式来进行单元机组的控制，在控制盘台上大量设置模拟仪表光字牌和开关按钮，就会导致汽轮机和锅炉的DCS控制不能与室内控制相互协调，将会给火电厂热工自动化技术的发展带来严重的阻碍。将DCS纳入到电气控制的范围内，主要由高压启动变压器、低压厂用工作变压器、发电机变压器线路组等信号控制和测量组成，主要作用于火电厂的主厂房内和发电机系统的厂用电系统。在保安电源系统、不停电电源系统以及直流系统中纳入DCS技术，对其进行监测和控制，特别是在自动准同期和厂用电快速切换以及发电机励磁系统等都要考虑纳入DCS。发达国家已经将DCS广泛的纳入到电气控制中，并取得了良好的效果，在我国，DCS纳入到电气控制中的实例也取得了丰富的经验。

3.2 FCS的广泛应用

目前我国火电厂热工自动化控制系统主要以DCS为的应用为主，自动化控制中一些局部故障在DCS的纳入后，对整个系统的影响相对较小，在各种软件技术和硬件技术的成熟发展过程中，自动化控制系统的可靠性也越来越高。DCS的优点很明显，但是它也有不足之处，由于DCS还不能达到上位机系统对现场仪表的信息要求，导致设备控制的过程中视野受到局限，也影响到上位机系统功能的正常发挥，这就需要在现场仪表和上位机上进行数字通信，于是FCS得到了专业人士的青睐，在系统中得以广泛应用。