（国电南宁发电有限责任公司 广西南宁 530317）
摘要：热工设备是火电厂的主要发电设备，热工设备的运行效率直接关系到火电厂的生产效率和经济效益。近年来，随着我国电力产业的发展，电网规模越来越大，大量先进的设备和技术应用在电网系统，增加了热工自动化控制的难度。热工自动控制系统是火电厂的关键系统，对提高火电厂的运行效率，实现热工设备的实时监测、远程控制和管理具有重要意义。本文分析了热工自动化控制系统的构成，以及热工自动控制在火电厂的可靠性策略。
关键词：热工设备；热工自动控制系统；火电厂
引言
我国70%以上电能由火电厂生产运输，火电厂是将每天作为燃料生成电能，因此需要耗费大量的煤炭资源，煤炭燃烧不充分会释放大量的二氧化碳和硫化物，破坏生态环境，并影响到发电效率。随着我国电力产业的发展，计算机技术、信息技术、传感技术、控制技术等在电力系统的应用，火电厂逐渐由传统的分散控制箱向自动化控制方向发展。热工自动化控制技术是对火电厂的锅炉、汽轮机、压力容器的温度、压力、运行负荷等参数机械进行自动化控制，让热工设备处于最佳运行状态，提高热工设备的运行效率，降低火电厂生产过程的废气排放量。同时对热工设备进行实时数据采集、监测、分析和处理，一旦发现热工设备存在异常情况，系统自动采取保护措施，并发出警报，火电厂管理人员立即对故障进行处理，防止故障进一步扩大，确保热工设备运行的安全性和可靠性。
1.火电厂热工自动控制系统
火电厂热工自动控制系统可以根据火电厂的运行环境，对火电厂机组的温度、流量、压力等参数进行采集、监测、保护与管理，如果发电机组运行过程中的数值超过了控制系统限值，则控制系统自动发出警报信息，并通知设备运行人员进行检修，找到设备异常原因，并采取有效的措施，确保设备运行的安全性和可靠性[1]。火电厂热工自动控制系统包括分散控制系统、自动保护系统、辅助控制系统。
1.1分散控制系统
分散控制系统是火电厂热工自动控制系统重要的组成部分，它是以微处理器为核心，采用分散控制、显示集中操作、兼顾分而自治和综合协调的一种控制系统，也称DCS系统。分散控制系统采用分散控制和集中管理的设计理念，采用多层分级、分而自治的结构形式，每一级由若干个子系统构成，每一个子系统实现特定的目标。因此，广泛应用在电力系统中。分散控制系统模式下，各种被控的设备地理上是分散的，被控制系统具备的功能是分散的，以各个控制室的多台计算机为基础，进行集中操作、分散控制。分散控制技术综合了微机技术、通信技术、控制技术以及传感技术，可以对火电厂的整个生产过程进行控制，各个子系统相互独立，一个系统出现问题，不会影响到其他系统的正常运行[2]。
1.2辅助控制系统
辅助控制系统主要是辅助火电厂的机组设备运行。火电厂的辅助控制系统包括锅炉补给水系统、凝结水系统、循环水处理系统、工业废水处理系统、除尘系统、灰飞系统、输送煤系统等等。由于火电厂的运行环境比较复杂，火电厂的汽轮机、发电机在运行过程中，受到自然因素、生产环境以及人为因素的影响，设备可能出现异常情况，影响到火电厂的正常生产。因此，安装辅助控制系统，可以对火电厂的生产设备进行监测管理，防止异常情况的出现。由于辅助控制系统可以提供多种数据接口方式，可以实现系统的兼容扩展[3]。
1.3自动保护控制系统
自动保护控制系统是火电厂安全运行的基础和前提，如果火电厂的发电机组设备运行过程中，机组的工况达不到机组运行的标准和要求，自动控制保护系统可以立即对各个参数进行调整，确保各项参数达到标准；如果火电厂运行出现异常情况，火电厂的自动保护控制系统自动对异常信息进行分析，并自动切断电源，防止故障进一步扩大，可以减少火电厂生产安全事故的发生。随着我国电网逐渐向智能化方向发展，火电厂的自动保护控制系统逐渐向数字化、信息化、自动化、智能化方向发展。火电厂的机组设备电子元件出现故障或者不正常运行时候，自动保护控制系统会作出跳闸或者发出警报信息，可以自动将故障元件从电力系统切除，减少电力负荷或者跳闸，缩小故障范围，确保火电厂设备运行的安全性和可靠性[4]。
2.热工自动控制在火电厂中的可靠性策略
随着我国火电厂装机容量不断扩大，大量电子设备的应用，对火电厂的热工自动化控制系统推出了更高的要求，火电厂的热工设备各个子系统必须协调配置、相互兼容，才能确保系统安全可靠运行，否则无法实现设备的分散控制、集中操作目标。
2.1集中配置单元机组
火电厂的控制系统构成要素并不是固定的，有的是一个单元机组，有的是两个单元机组，一定程度上增加了自动化控制系统的成本，不利于集中管理。随着电网事业的发展，火电厂应该逐渐实现集中配置单元机组，避免不同的单元机组需要分散管理，减少因为机组程序复杂的操作难度，并建立大型设备控制室，对整个火电厂的机组进行集中控制[5]。
2.2提高分散控制系统的抗干扰能力
火电厂分散控制系统安装了大量的精密电子设备，这些电子设备对周围环境比较敏感，如果生产环境中的温度或者湿度发生变化，则可能影响到电子设备的性能，导致电子仪表测量不准确，最终影响到控制系统的控制与管理。因此，想要提高热工自动化控制系统的可靠性，则需要提高分散控制系统的抗干扰能力。火电厂分散控制系统的干扰因素包括雷击、供电电源、粉尘、电力磁场等因素。因此，火电厂的热工设备在设计安装过程中，要做好设备的防雷水平，在大型设备或者机房安装避雷针，减低雷击的概率。分散控制系统对电源的性能和接地系统要求比较高，管理人员必须定期对供电电源进行清洁，防止电源积水、积尘，影响到电源的散热功能，做好电源的接地设计。工控机和计算机对工作环境要求比较高，如果工控机和计算机内部大量积聚粉尘，可能影响到计算机的散热能力。计算机的工作温度为19℃—23℃，如果工作温度达到了29℃，则机柜内的温度无法及时排除，可能导致计算机故障，最终引起机组跳闸。因此，火电厂控制管理人员必须定期对工控机房、计算机房等进行清洁，以免大量粉尘进入到设备内部。
2.3APS控制技术的运用
APS控制技术可以实现火电厂机组的启停调度、信息管理和控制，可以控制火电厂机组的工作顺序，从而实现自动化控制策略。APS系统的上层管理系统可以控制下一层的功能组级，每一个功能组级控制下一组子组级，最终控制整个火电厂的终端设备。APS下层管理系统可以控制单元机组的协调管理、锅炉燃烧管理系统、汽轮机和辅机设备等常规控制，减少控制系统的人为干扰，提高火电厂的自动化水平。
结束语
热工自动控制系统是火电厂自动化、智能化运行的关键，由于火电厂的电气设备比较多，热工设备的运行环境比较复杂，影响到自动控制系统的可靠性。因此，需要进一步提供分散控制系统的抗干扰能力，采用APS控制技术，提高火电厂热工自动化控制水平。
参考文献
[1]宋宏浩.热工自动控制在火电厂中的可靠性分析[J].百科论坛电子杂志,2019,(4):383-383.
[2]王占民.热工自动控制在火电厂中的可靠性分析[J].建筑工程技术与设计,2019,(8):4227-4227.
[3]刘奇.热工自动控制在火电厂中的可靠性分析[J].南方农机,2018,49(22):111-111.
[4]孙艳波.热工自动控制在火电厂中的可靠性分析[J].自动化应用,2018,(10):103-104.
[5]章斌.热工自动控制在火电厂中的可靠性分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(24):3264-3264.
作者简介
张高贵（1985.05.16），性别：男；籍贯：广西南宁；民族：汉；学历：本科；职称：助理工程师；研究方向：火电厂热工控制；单位：国电南宁发电有限责任公司。