电厂热工自动控制技术的研究

电厂热工自动控制技术的研究

(哈尔滨热电有限责任公司150046)

摘要:随着我国经济建设的快速发展,使得电厂热工技术也得到了不断的发展,本文就电厂热工自动化控制技术的内容进行简要阐述,主要包括自动控制技术、自动检测技术、设备自动保护技术以及仪器自动报警技术这四个方面,对DCS控制系统、热工自动化控制理论方法、辅助系统自动控制技术等方面展开分析,阐述了提高电厂热工自动控制应用技术的可靠性、合理性的保护措施。

关键词:自动控制技术;电厂;热工;保护

改革开放以来,我国经济不断发展,人们生活水平逐步提高,对电能的需求量逐年增加,进而促进电厂行业的快速发展,传统的电厂所使用的热工控制技术与生产模式已经无法满足现代化社会发展速度的需求,对其技术急需改进。电厂热工自动控制技术主要以生产过程中的数据测量、仪器运行中的保护与报警、操作环节中信息数据的处理、设备自动控制系统等为主要流程,通过自动化控制系统来实现减少运行人员操作、设备自动控制管理的目的,使电厂生产系统变得更加安全、可靠。

一、电厂热工自动控制技术的内容

1.自动控制

电厂热工自动控制技术主要有三种控制装置组成,分别为远方控制装置、顺序控制与自动调节装置,该三种控制装置应用于电厂热工机组自动化控制技术机组当中,能够实现机电设备自动化运转及调节功能,以此保证系统运行的稳定性、安全性。

2.自动检测

通过热工仪表测量装置对热力操作全过程中各机组运行环节的各类参数信息,例如流量、液位、压力、温度、转速等进行有效测量,使系统进入一种自动化、智能化的运行状态之中。热工仪表测量的准确性是电厂机组正常生产的基础保障,在此过程中还能实现对设备参数的控制与调整,此外,还与电厂生产效益、利润核算、信息报警、数据分析等有着密切的联系。

3.自动保护

电厂热工自动控制技术能够实现对设备的自动保护功能,对设备运行参数自检时,当设备存在生产条件不符或者相关参数存在异常时,必须立即停止生产,及时终止生产过程中各种异常行为,有效降低生产事故的发生率,避免造成严重事故后果、减少设备使用寿命以及可能对操作人员带来的生命健康的安全威胁。

4.自动报警

当生产设备运行过程中出现仪表、参数等数值显示非正常范围时,自动化控制系统将将立即进行系统报警,在发出声音预警的同时相关设备指示灯也会变色,提醒设备操作人员重点关注,将设备运转问题或故障尽快遏止,进而对出现的异常或故障生产过程以及设备进行快速处理,保证人员安全,提高设备运转效率。

二、电厂热工自动控制技术在电厂中的应用

1.DCS控制系统

DCS控制系统即为分布式控制系统,是一种新型的计算机智能控制操作系统,集中式的生产控制系统是DCS发展与生产过程的基础保障,在我国也称其为集散型控制系统。该技术的应用大幅度的减少了系统中的各种连接接口的数量,从而有效降低了运行人员工作量、设备维修与养护的费用成本,同时大幅度地减少了设备及系统运行期间的故障发生率。现今DCS控制系统已经成为各大电厂生产企业运行中的主要控制系统。在DCS系统运行过程中,控制逻辑器件的编程,可以通过网络系统来实现对电厂生产全过程的检测,针对于相关设备运行系统以及执行机构进行操控,以此调节电厂设备的运行状态。改革开放以来,随着我国网络信息系统的迅速发展,使得DCS控制系统得到了空前的改善,控制器的容量以及功率都有了很大的改善与提升,提高了电厂机械设备控制系统的安全性能。此外,DCS控制技术的发展进一步推动了冗余控制技术、安全性控制器的发展,并逐步朝向智能化、科技化、集中化方向发展。通过对一体化控制技术的应用,可以同时控制、联系、紧密或者操作复杂的控制模块,使得内部信息传递更加快速、便捷,进而有效地降低了设备故障的发生率。

2.热工自动控制理论

随着人们生活质量的提高,对电力能耗的需求量也在逐年增加,使得大型电厂的机装容量变得越来越大,在对电能的生产过程中对机电设备的控制系统的精密度与稳定性也提出了更好的要求。传统的控制显示方法的诸多弊端也在不断的显示出来,已经无法适应现代化社会发展以及电厂生产系统的需要。此外,传统电厂生产系统的控制模式很难达到对自动化技术以及计算机技术的兼容。因此,很多电力发电厂开始大力推广并普及热工自动化控制技术的应用理念。例如PID控制技术在电厂中的广泛应用,PID控制器主要由微分单元、积分单元与比例单元组成。由于热工控制技术是一项具有复杂性高、专业性强、参数不确定、时变性以及非线性等特点的综合性应用技术,因此,在操作过程中PID控制器可能存在不受控制的情况,为了有效监控这种复杂的生产过程,热工自动控制系统中逐步引入神经网控制、模糊控制等先进的控制理论,以此提高电厂热工自动化运行系统的精准性以及稳定性。

3.辅助系统自动控制技术

电厂生产是一个十分复杂而又专业的生产过程,在此过程中需要很多的辅助系统作为帮助,想要保证生产设备的正常运转以及供应能力,就要确保每个辅助系统环节投入足够的人力、物力、财力等。在设备运行期间,辅助设备的维修与保养费用占比较大。为了有效降低资金成本,就要提高设备的控制水平。由此可见,辅助系统的自动控制技术的应用也是十分重要的。辅助系统自动控制技术可以大幅度的降低人员工作量,将原本处于恶劣环境以及危险环境下的作业任务交给热工自动控制装置完成,节省人工成本的同时提高作业人员的安全系数。

二、提高自动控制技术可靠性的保护措施

1.注重过程控制专用软硬件的优化

在电力生产分散控制系统中,对汽轮机、锅炉的机械运行都有着较高的控制水平。但是,很多电厂依然使用传统控制模式控制单元机组。如将模拟的仪表光字牌安装于设备控制盘台上或者安装一些开关控制按钮等,导致DCS系统、汽轮机、控制室以及锅炉间等无法达到协调,这些问题将严重影响热工自动控制系统水平的正常发挥。DCS系统在电力控制系统中的应用,能够在主要生产电能厂房用电系统以及发电机系统中发挥重要作用,对保护电源、支流电源以及不停电电源进行时时监控。在电力发电系统中,需要设置快速切换DCS纳入厂用电等。近几年来,我国电厂热工自动控制技术得到了一定程度的发展,DCS系统也必将成为未来的主要发展趋势。因此,电厂要不断完善和优化控制的软硬件系统,以此保证热工技术的稳步发展。

2.重视单元机组的集中配置

电厂生产通过运用自动控制设备与仪表参数系统来完成各种工序的运行工作,如数据处理、参数设定、报警保护等等。通常情况下,构成电厂热工自动化控制系统的机组一般为一台或者两台,电子室则由多种小型电子设备组成。为了满足当今人们对电力资源的需求,电厂不仅扩大了热工集控室的整体建设规模,同时还引进了适合单元机组运行的超大控制室,以此提高机组运转效率以及配置效率。

三、结束语

总而言之,随着我国电厂热工自动控制技术的不断发展,使得电厂生产运行逐步趋于安全化与稳定化,在降低生产成本的同时也在不断满足社会发展的需求。自动控制技术在电厂中的应用不仅突破了传统生产功能实现了设备自动化操作,还大幅度地减少了人力成本投入,该技术未来发展前景一片大好。

参考文献:

[1]杨锦,龙新峰,梁平.预测控制技术在电厂热工过程中的应用分析[J].电力设备,2015,(5):57-61.

[2]张培建,吴建国.先进控制技术在电厂热工过程控制中的应用[J].南通大学学报(自然科学版),2014,(4):74-77.

[3]韩忠旭.顺序控制技术在火电厂的应用—兼论顺控技术与计算机控制系统的协调发展[J].电网技术,2015,(10):63-68+75.

作者简介:

赵锐,男,汉,1983.12.14,助攻,热工测量热工程控保护热工自动化。

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