火電廠熱工自動化控制技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展研究

　　摘要：在國家對電力工業(yè)的持續(xù)支持下，電力工業(yè)取得了長久的發(fā)展，電廠機(jī)組的裝機(jī)容量也在不斷擴(kuò)大�；鹆Πl(fā)電廠的熱工自動化也改變了原有水平，并不斷得到改善，熱力監(jiān)控的范圍也比以前擴(kuò)大了，從而確保了火力發(fā)電機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文介紹了電廠熱工自動化的基本內(nèi)容，探討了電廠熱工自動化的現(xiàn)狀，并分析了火電廠熱工自動化的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵字：火電廠、熱工自動化控制技術(shù)應(yīng)用、發(fā)展、研究

　　引言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)的自動化程度越來越高。發(fā)電廠的熱工自動化隨著火力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，并且是我國電力系統(tǒng)的重要組成部分。 目前，我國的火電廠熱工自動化已得到很大發(fā)展。從自動化設(shè)備的角度來看，組裝儀表已發(fā)展到當(dāng)前的數(shù)字儀表，系統(tǒng)控制設(shè)備也已提升到一個新的水平。全部單位設(shè)有專用的小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并配備了crt顯示器，從而大大提高了監(jiān)視水平。

　　二、火電廠熱工自動化的概念和基本內(nèi)容

　　火電廠熱工是我國自動化技術(shù)的較早應(yīng)用，其鍋爐給水調(diào)節(jié)器和蒸汽機(jī)離心擺調(diào)速器是早期的典型自動化研究成果。隨著世界科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和我國工業(yè)企業(yè)對電力的需求日益增長，將自動化設(shè)備應(yīng)用于各種容量機(jī)組的改造已成為迫切需要。改造的實(shí)現(xiàn)使得我國發(fā)電機(jī)組的自動化水平得到了有效提高。

　　電廠的熱工自動化包括大型機(jī)、輔助設(shè)備和公共系統(tǒng)的自動化。它可以粗略地分為五個基本內(nèi)容：一是自動檢測，其中包括測量和顯示;二是自動調(diào)節(jié)，其中最為主要的就是模擬控制;第三是順序控制;第四是自動保護(hù);第五是集成自動化技術(shù)。

　　三、電廠熱工自動化的現(xiàn)狀

　　3.1我國火電廠熱工自動化的發(fā)展歷史

　　自1950年以來，我國實(shí)行了獨(dú)立發(fā)展與創(chuàng)新。由于技術(shù)落后和其他原因，開發(fā)和使用的單個火電單元的容量相對較小。發(fā)電機(jī)組是手動操作的，并且使用一些簡單的儀器即可完成生產(chǎn)控制過程。整個過程是自動化的，程度很低。到1970年代初，盡管自動化水平仍然很低，但我們自己的儀器已廣泛用于具有不同容量的國產(chǎn)設(shè)備。操作員可以使用按鈕和儀器來監(jiān)視和控制整個裝置。

　　4.2分散式控制系統(tǒng)的成就與現(xiàn)狀

　　1970年左右，國外率先開發(fā)和使用分散式控制系統(tǒng)。中國從1980年代開始引入該系統(tǒng)，并開始將其應(yīng)用于火力發(fā)電廠。分散式控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用在許多方面提高了火電廠的自動化水平。首先，發(fā)電廠使用分散式控制系統(tǒng)來有效地監(jiān)視和控制機(jī)組。在發(fā)電機(jī)組試運(yùn)行期間，分散式控制系統(tǒng)大大縮短了發(fā)電機(jī)組的安裝和調(diào)試時間。它在整機(jī)調(diào)試和啟動時也起著重要作用，為確保發(fā)電機(jī)組的安全，穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　其次，操作員和操作員已熟悉分散式控制系統(tǒng)獨(dú)特的CRT 鍵盤操作模式，并逐漸不再依賴傳統(tǒng)的儀器和控制設(shè)備。第三，發(fā)電廠的煤炭生產(chǎn)和除灰等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)可以使用基于微型計(jì)算機(jī)的可編程控制器來實(shí)現(xiàn)順序控制。最后，國內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)和開發(fā)公司都在努力研發(fā)，但通過產(chǎn)學(xué)研合作等多種形式，他們不斷積累工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，逐漸擺脫了從國外進(jìn)口分散式控制系統(tǒng)的局面。并有助于降低分散式控制系統(tǒng)的成本。

　　在現(xiàn)階段，在全國發(fā)電機(jī)組改造中，分散式控制系統(tǒng)技術(shù)得到了進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。與我國的分散式控制系統(tǒng)系統(tǒng)相比，國外的分散式控制系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢，特別是在系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，維護(hù)工作量要求等方面尤為明顯。而且，成本也較高。盡管與國外系統(tǒng)相比，國內(nèi)分散式控制系統(tǒng)系統(tǒng)在成本上具有更大的優(yōu)勢，但它的自動化程度較低，單元操作需要更多的維護(hù)人員，并且工作量通常較大。根據(jù)我國單位的實(shí)際情況，以自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例，我國單位的現(xiàn)狀大致可以歸納為：

　　首先，各單位配套的儀器設(shè)備，分散式控制系統(tǒng)系統(tǒng)和編程軟件都很好地使用。進(jìn)口設(shè)備制造商提供的已知設(shè)備。國外的分散式控制系統(tǒng)系統(tǒng)由于其較高的技術(shù)水平和較長的開發(fā)時間而通常更加完善。各種檢查控制儀器的運(yùn)行相對可靠，各種參數(shù)的設(shè)置非常合理。第二個是國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備，進(jìn)口的儀器和設(shè)備，進(jìn)口的分散式控制系統(tǒng)系統(tǒng)以及國內(nèi)準(zhǔn)備的分散式控制系統(tǒng)程序。技術(shù)的引進(jìn)和轉(zhuǎn)讓是這類企業(yè)非常重視的內(nèi)容，主要考慮程序員的經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)設(shè)置的經(jīng)驗(yàn)，并選擇具有較高專業(yè)資格的國內(nèi)人員來編寫。但是在編寫分散式控制系統(tǒng)系統(tǒng)的過程中，會出現(xiàn)相對粗糙的地方。在將來的調(diào)試和運(yùn)行過程中，可能會出現(xiàn)一些無法預(yù)料的問題。

　　四、電廠熱工自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢

　　4.1單位智能監(jiān)控

　　單元直流電的普及和應(yīng)用使該單元的監(jiān)視顯得煥然一新，但其監(jiān)視智能在電力工業(yè)中并未得到很大改善。盡管許多智能監(jiān)視和控制軟件在國內(nèi)化學(xué)和冶金行業(yè)中都有良好的應(yīng)用和收益，但近幾年才在我國的電力行業(yè)中起步。隨著技術(shù)的進(jìn)步，火電廠機(jī)組自動化系統(tǒng)的智能化將成為趨勢。因此，在未來幾年中，將開發(fā)實(shí)現(xiàn)信息智能的儀器和軟件，并將其應(yīng)用于火力發(fā)電廠。具體包括：儀表智能管理軟件，閥門智能管理軟件，重要旋轉(zhuǎn)設(shè)備狀態(tài)智能管理軟件，智能報(bào)警軟件的開發(fā)與應(yīng)用。

　　4.2單元監(jiān)視系統(tǒng)的物理配置趨于集中

　　過去，集中控制室的概念通常用于單個單元或兩個單元的組合。電子室被分成幾個小的電子設(shè)備室，它們布置在鍋爐汽輪機(jī)室或其他主要設(shè)備附近。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省電纜。但是，隨著單位容量的增加，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及管理水平的不斷提高，集中控制室的概念近年來也在不斷擴(kuò)大�？磥�，整個工廠的單位設(shè)備集中在一間控制室中，而單位設(shè)備的電子設(shè)備則集中在一個房間中。監(jiān)視信號采用遠(yuǎn)程I / O機(jī)柜配置的趨勢，從而提高了單元操作管理水平。

　　4.3 APS技術(shù)的應(yīng)用

　　APS是單元級順序控制系統(tǒng)的同義詞。機(jī)組啟動時，只需要按下啟動控制按鈕，整個機(jī)組就會按照設(shè)計(jì)順序，每個控制子系統(tǒng)的規(guī)定時間和工作條件自動啟動和停止。相關(guān)設(shè)備協(xié)調(diào)發(fā)電機(jī)各系統(tǒng)的控制，幾乎不需要人工干預(yù)就能自動完成整個裝置的啟動和停止。但是，由于設(shè)備本身的可控性和可用性不滿足自動化要求，并且在某些過程和技術(shù)中仍然存在問題，因此需要進(jìn)行深入的分析、研究和改進(jìn)。

　　4.4將進(jìn)一步應(yīng)用過程控制優(yōu)化軟件

　　進(jìn)一步提高模擬控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和質(zhì)量指標(biāo)是火電廠自動化控制技術(shù)研究的方向。盡管有許多關(guān)于自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電廠控制系統(tǒng)優(yōu)化中的應(yīng)用的報(bào)道，但據(jù)作者介紹，實(shí)際操作效果并不多。隨著電力行業(yè)競爭的加劇，將優(yōu)選并進(jìn)一步開發(fā)在電廠中應(yīng)用的用于優(yōu)化控制的專用軟件，該軟件在安全和經(jīng)濟(jì)效益，強(qiáng)大的多功能性以及方便的安裝和調(diào)試方面取得了明顯的效果。 sis系統(tǒng)將結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行二次開發(fā)，促進(jìn)其自身的應(yīng)用技術(shù)成熟，并在確�；鹆Πl(fā)電廠的安全、環(huán)保和高效，深化信息技術(shù)應(yīng)用方面發(fā)揮作用。

　　4.5熱工自動化的新進(jìn)展

　　隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，熱工自動化技術(shù)也發(fā)展很迅猛。不斷開發(fā)以新原理、新材料和新工藝生產(chǎn)的各種傳感器和變送器，并且控制系統(tǒng)和控制設(shè)備也日新月異。新的控制理論和控制策略不斷涌現(xiàn)，并在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用。使用高級概念和算法來創(chuàng)建APS。

　　“交叉引用，有條件自舉”的概念認(rèn)為，模擬自動控制回路使用由開關(guān)順序控制的設(shè)備的起停過程狀態(tài)作為轉(zhuǎn)換工作模式的條件，以及開關(guān)順序控制系統(tǒng)使用模擬自動控制回路作為工作模式，激活條件相互參照。當(dāng)另一方的條件滿足順序控制或自動調(diào)整循環(huán)時，將自動提升控制級別，完成條件自舉，并可以自主執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。這個概念使得在復(fù)雜的變量控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)完整的工作條件、完整的工作過程和全自動操作成為可能。

　　自動化論文投稿期刊：《建材與裝飾》雜志是由成都市新聞出版局主管、成都市新聞出版發(fā)展中心、成都市裝飾技術(shù)研究應(yīng)用協(xié)會聯(lián)合主辦的具有全國統(tǒng)一認(rèn)刊號的省級綜合性建材科技期刊。

　　結(jié)束語：

　　一般而言，熱工自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是高速，智能，集成和透明。隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展和進(jìn)步，為熱自動化系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提供了連續(xù)的擴(kuò)展空間。

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　　作者簡介：趙明明

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