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解读火电厂中热工自动化控制设备的应用现状

2020-07-06 226 上传者：管理员

摘要：本文简要地描述了当前火电厂热工自动化控制设备的发展现状，并通过不断实践找到安装与调试过程中存在的问题，从而可以保证安装的正确合理性，增强设备的使用寿命，以及调试的科学有效性，提高火电厂能量转换效率。

关键词：
安装
控制设备
火电厂
热控自动化
调试
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随着社会经济的不断发展和居民生活水平的提高，人民的用电量大大增加。社会生活中用电需求的不断增加要求供电企业必须不断完善发电系统体系，维持其可靠性和安全性，在根本上提高发电效率，提高资源的利用率，实现可持续性发展[1]。国内的发电方式多种多样，其中最为稳定成熟的发电技术就是火力发电技术。单纯的使用火力发电蒸汽炉，资源利用率低。新建火力发电机组主要分布在国内的重要煤炭工业基地，这些地区丰富的化石能源给火力发电提供了新的发展机遇，而火力发电的效率也成为火力发电能否继续占据主导地位的重要制约因素[2]。目前对于火电厂来说，主要通过热控自动化设备进行控制发电，供电企业应当注重对系统的安装和调试，保障系统的顺利运行。

1、火电厂热工自动化控制设备的发展现状

火电厂的热工自动化控制设备主要有两部分组成，第一部分是控制锅炉蒸汽设备，第二部分是辅助发电的设备。火力发电在国内的发展起步较早，并且建立了较多较为大型的火力发电厂。之前单纯地使用火力发电蒸汽炉，通过能源的转化，然后输送给各个地区之中。在这个过程中，由于之前的资源利用率低，对于一些化石能源的开采程度较为复杂，因而随着科技的发展，热工自动化控制设备逐渐向数字化、智能化、联动化、高效化的方向发展[3]，主要就是将一些原来单一的控制系统变成更多实现更加具体功能的控制系统，体现了智能化方向。在对现阶段比较先进的火力发电厂调查的过程中发现，对于很多热工自动化控制装备都有了远程控制系统，就是可以将零星的火电分厂集中起来，对其进行集中控制。

虽然建设的地域相差较多，但是由于智能化的不断发展，通过远程控制可以极大地提高各个分部的火电厂之间的协调配合，对于不同的区域用电也不需要另外进行调动，这样可以方便全国各地需要火力发电居民和企业的用电需求，而联动性也成为当今火力发电的一个重要特点。由于热控自动化机组的系统是十分庞大的，需要各个设备进行联合配合使用，所以在这个过程中充分发挥设备系统之间的联动性将会极大地提高整体的发电效率，提升资源的利用率，改善整体的服务质量，实现清洁能源的高效使用，使火力发电在国内各个发电方式之中占据较为重要的位置。对于火力发电热控自动化设备来说，也将会向清洁性，高效性方向发展[4]。

2、热工自动化控制装备调试安装过程中存在的问题分析

2.1 火电厂在运行过程中安全性、稳定性存在问题

火电厂在运行过程中要时刻注意安全第一，尤其是对于热量的处理是关键问题。如果热量不能及时有效地释放出来，将会使火电厂压力容器的压力急剧增加，这样就会产生一定的安全隐患，并且在这个情况下化石能源燃烧传热容易产生一些污染的气体，如果流入到外界之中将会给大气造成污染。在对一些火电厂进行调研的过程中发现，很多火电厂的锅炉自动控制设备并没有定期进行维护，锅炉等的安全性能不能得到保障，导致在能量转换的过程中出现了燃烧不彻底，能量转换过程中能量损耗严重，从而造成了大量的能源浪费。

2.2 控制锅炉蒸汽设备以及辅助设备之间的配合不完善

发电过程主要是通过锅炉受热产生蒸汽，然后进行能量转换，将热能转化为电能，在这个过程中会发生较多的物理以及化学变化，易发生安全事故，因此对锅炉设备的控制是十分重要的。但是在这个过程中，锅炉蒸汽设备和辅助设备并没有一个可以进行自动化操作的控制系统将两者紧密地结合在一起，使其更好地进行配合，从而不能在根本上减少资源的浪费，实现资源的循环利用。大多数的辅助设备虽然存在着这个功能，但是或多或少都存在着这样或那样的问题。如果两者不能及时有效地进行配合会影响火电控制系统的服务质量，进而影响火电厂的顺利运行；辅机动能转化利用率不高，进而影响转换发电的效能与化石能源的利用率，从而对自动化系统的技术改进等带来巨大的不便。

3、火电厂热工自动化控制设备的安装

3.1 热工自动化控制设备安装环境的选择

首先，火电厂的热工自动化控制设备安装时，要与相关的土建工作进度保持一致，在设备安装前，要保证火电厂的其他土建项目已经完成。同时热工自动化控制设备在使用过程中，要求空气中的粉尘含量要低，因为粉尘含量偏高会对设备信号产生一定影响。经过实践发现，设备安装完成后，若土建工作没有完成，不仅会对发电效果产生一定的影响，也会对设备的使用产生影响。其次，在设备安装过程中，应该适当进行空气粉尘处理，这样既能有效降低空气中的粉尘含量，又能有效提升热工自动化控制设备的安装质量。最后，热工自动化控制设备的安装位置也非常重要，在位置的选择上，要确保周围不能存在较大的电磁设备，如热控电子间就不能允许电压超过220V的机柜存在。

3.2 硬件设备的安装

火电厂热工自动化控制系统本身是一个庞大且复杂的系统，整个系统由若干个子系统构成，每个子系统又主要由3部分组成：包括检测设备、执行设备以及控制反馈设备等，各个子系统之间相互协调配合，共同完成工作。热工过程参数的获取需要安装一些满足量程、符合精度要求的检测设备，如同人类的感官，即自动化仪器仪表，安装之前必须经有相关仪表校验资质的单位进行校验，然后按规程规范取样安装。执行设备如同人类的手足，最典型的就是电动、气动执行器，接收控制器指令进行开关或调节，它的安装重点要考虑到检修的方便性，对问题设备的维修要方便快捷。

控制反馈设备如同人类的大脑及神经，设备主要是DCS系统，在传输的过程中容易受到各种信号的干扰，因此屏蔽干扰信号和接地是安装关注的重点，系统设计采用分散并联回路，同时冗余配置，彼此之间虽然密切关联，相互配合，但是某一个设备出现问题时不会影响到其他设备的正常运行，这样可以保证系统长期稳定地运行。另外，本身火电厂热控自动化首先还要保证热量的稳定安全可控，通过一些计算机设备控制运行算法，如经典的PID算法，可以让热量始终保持在一个稳定安全的范围之内，既保证传输电量的数值范围，又避免出现两极化，避免因热量过大出现危险事故，热量过小会导致传输成本增加，能源利用不彻底，传输能力降低。

4、火电厂热工自动化控制设备的调试

4.1 热控自动化动态检测调试

火电厂热控自动化调试的整个过程要分步进行，依次是单体调试、分系统调试、系统调试等。火灾报警系统是电厂最为重要的自动控制系统，从应用角度来说，电厂是否能够避免发生火灾问题，或者说发生火灾后能否做到快速响应，很大程度上与探测器的好坏有关。在进行机器调试的过程中要做到：1）真实模拟火灾现场发生情况，尽可能检验出感温感烟探测器零件及整体的质量问题；2）受现场条件影响，信号传输难以保证正常，影响系统运行，真实模拟同时应检测出此类问题的存在；3）要注意调整改善系统整体的综合性能，通过调试实践达到最优。电网安全重中之重，时钟统一是关键，授时系统如图1所示。

图1中，火电厂的自动控制系统是由若干小系统组成，在进行设备的上电调试前，首先进行供电系统的检查与调试，这个系统协调由省级较大的火电厂自动化系统发出供电信号，此时各个小型的火电厂自动控制系统接收信号[5]，时刻保持时间和操作的同步，如果哪一个系统出现问题，就会及时反馈给主控制系统设备，这样就能够及时准确地发现自动化控制设备的故障点，排除妨害等。

图1 火电厂自动化控制授时系统

4.2 调试过程中的维护工作

在对热控自动化设备进行调试的过程中，还要实时对热控自动化设备进行定期定点的维护。由于整个的热工自动化控制系统所需要的元件数量庞大，在调试过程中需要注意各个设备的使用操作规程，需要操作工人按照标准规范操作要求对其进行操作，为了可以让更多的设备应用能更长时间的工作，需要人员分工明确，专人负责专门的热控自动化设备，从而可以在调试的过程中及时发现设备存在的问题，能够及时对问题设备进行维修，从而采取有效而具体的措施，避免工作运行过程中的大量资源浪费。

5、结束语

综上所述，随着社会生活中用电需求的不断增加要求供电企业必须不断创新改革，不断完善发电系统体系，维持其可靠性和安全性，在根本上提高发电效率，提高资源的利用率，实现可持续性发展。热工自动化控制系统的安装和调试在整个火电厂建设的过程中占据着举足轻重的地位，对最终电厂运行是否顺畅起着关键性作用，应该予以重视以及更多的关注。

参考文献：

[1]席明伟.火电厂热控自动化控制设备的科学调试与合理安装分析[J].工程技术研究, 2019,004(007):106-107.

[2]谢峰,解明玲,丁殿勋.火电厂DCS热控自动化安装调试分析[J].城市建设理论研究:电子版,2013,000(019):1-2.

[3]常晓莉.火电厂中热控自动化控制设备的调试与安装[J].南方农机,2018,49(06):44,48.

[4]王伟.火力发电厂中热工自动化技术的研究[J].工程技术:引文版,2016,000(001):197,199.

[5]赵天天.火电厂热工自动化控制的应用实践及发展方向之研究[J].建材与装饰,2015, 000(049):242-243.

王芃达.热工自动化控制设备在火电厂中的安装与调试[J].仪器仪表用户,2020,27(07):86-88.