电厂热工自动化技术应用现状及展望

时间：2024-04-25

李玉婵

徐塘发电有限责任公司江苏邳州 221300

中国经济自从实行对内改革，对外开放的政策以来便得以迅猛提升，热工自动化水平更是如此，其在电力系统运转着展现出愈来愈重要的功能。日前，有关单位为了革新技术，让其在实际应用过程中发挥更大作用，耗费了不少心力。同一时间，电厂热工自动化作为现代科技发展前景不再受到约束，将大有作为。

1 电厂热工自动化理论

1.1 电厂热工自动化的基本理念

电厂热工自动化的基本思想是使用自动仪器和自动控制设备,通过已有数据在没有任何员工干预的情况下来实现自动控制的过程和测量信息处理，并且达到自动报警保护系统的目的。电厂热工自动化技术应用范围大致可以划分为三个方面的自动控制，分别是公用系统、主机与辅助设备，与此同时，主动测取与调试相关数据、把控生产设备的准确排位和自发全面的防护、把发电系统的自动化技术各个属性联合成一个整体等组成其主要功能。热工自动化技术可以保障热工设备的安全，节省人力成本，提高运行效率[1]。

1.2 热工自动化是如何发展的

对于探究热工自动化的操作方式不是最近才进行的，最早在1766 年就已经有人涉猎，主要人物是波尔佐诺夫，他利用该技术研究出了锅炉的供水调节设备。除此之外，另一个重要人物的出现使得能够改变蒸汽机离心摆速度的设备于1784 年出现，他的名字是瓦特。在1950 年到1959 年，母管制运转方法是被中国各个电厂所接受的，此时的其他的方法由于局限性还没有被广泛提倡。直至20 世纪70 年代，热工自动控制系统才将集中控制方式引进。模拟组装仪表与单回路调节设备就是在此时得以被大家认识到并且加以使用。20 世纪70 年代，DCS 系统率先在国外被研制出来并应用到生产过程之中，20 世纪8O 年代我国开始引进并应用，DCS 系统的广泛应用在很大程度上提高了自动化水平[2]。

2 热工自动化技术

为了降低设施的使用危险程度，引进了热工自动化技术，但其发挥的作用不仅局限于此，对机组的经济型进行增强，让员工的劳作强度得以缓解，而且在优化工作环境方面起到至关重要的作用。可更详细的解释为自动化控制要发挥作用离不开计算机与网络技术，在自动化仪表的用途主要在测量数据，因此对于在火力发电厂不可缺少，还可完成数据的有效管理、自主掌控设施进程，通过报警的方式从源头发现问题并且解决，这一系列的流程离不开主机、辅助设备和公用系统等环节。主要由以下几个部分组成：

（1）自动检测，对于热力过程中产生的诸多参数进行测量离不开自动化仪表，他的主要测试范围有温度、压力、流量和液位以及成分各个层面。通过自动监测而生成的热工参数往往成为火力发电厂判断运行状况的依据，根据这些数据来进行调整和控制，来进行经济核算，并且在发生事故后，设备会根据这些参数来自动报警和分析数据[3]。

（2）自动控制，作为热工自动化中不可缺少存在，自动控制装置在其主要使用与生产途中起到了运行与调节的作用，这一过程不经使得机组运行的经济型得以确保，更是在安全问题方面发挥重大作用。总的来讲自动调节、远方控制和顺序控制三个环节组成了自动控制装置的功能。

（3）自动报警，当系统参数的不正常情况被自动检测装置发现时，报警系统主动运行，利用自动报警使得员工发现其中的异常，从而将故障在第一时间得到解决。

（4）自动保护，当自动检测系统检测到参数已经到临界阈值，为防止对设备产生极大影响以及巨大损失，起到主动关停设备的作用。

3 电厂热工自动化技术应用研究期望

3.1 关于完善自动化控制系统

如今电厂自动化控制过程中，一些先进的预测和控制技术得以投入使用，不过他们在操作过程中发挥的作用不尽相同，甚至有着明显的优劣区分。优化质量标准对模拟量控制系统至关重要，但是调节范围的改善更不容小觑。随着电力行业内部竞争不断加剧，设计具有较高安全效益、经济效益，且安装调试简单、通用性强的专业自动化控制软件必将在我国发电行业引起一场应用改革[4]。

3.2 过程控制仪表的使用

随着电厂自动化技术占比逐渐加大，以往在电厂中所使用的传统仪表不再具备竞争优势，便由自动化水准强度大的新型过程控制仪表所代替。过程控制仪表就是在FB 赞成的基础上使用到了各种智能变送器与智能执行器，这是将来我们所期望达成的目标。因为环保意识在不断地提升，一些仪表具有监测和分析电厂排放物的功能，并且这些仪器在不断地增多，我们可以称之为分析仪表。分析仪表虽然有很多优势，但却在现实生产过程由于维护与使用不便，价格居高不下，构造繁杂等缺点难以体现其真正的价值，并且投资出现浪费。针对这一现象亟需对于仪表的维护、使用与运行管理进行加强。

3.3 热工自动化运行支持系统方面

在电厂单元发电机组容量扩充的情况下，负责运行的工作人员产生巨大的工作压力，想要解决这一问题，就要从操作和监视的项目入手，使亟需人员操作的项目简化，因此各种类型的自动化控制系统层出不迭。譬如ATC、SCS 系统就是使用于汽机自动启动和暂停控制系统。运行人员手动进行大量复杂操作的压力通过这些系统得到了缓解，另一方面由于这些系统大量采用了数字化和计算机的自动控制装置，运行人员的重要工作中心转移到判断这些装置是否正确工作[5]。