先进控制策略在火电厂热工控制中的应用分析叶旭艳

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:叶旭艳
[导读] 将先进的控制策略应用到火电厂的热工控制中,不仅可以让火电厂的生产实现全面的自动化控制
        摘要:将先进的控制策略应用到火电厂的热工控制中,不仅可以让火电厂的生产实现全面的自动化控制,显著降低火电厂之中的人力资源浪费情况,也可以让热工控制系统的工作效率与工作质量得到合理的优化。这对于火电厂产电量的提升以及安全性的保障都有着关键性的作用。相信随着自动化技术的不断发展,PLC控制系统在火电厂热工控制中将会发挥出越来越强大的优势,进一步促进火电厂的良好运营和发展,满足社会的用电需求,为社会经济的良好发展提供足够的动力。
关键词:先进控制策略;火电厂热工控制;应用
1先进控制策略在火电厂热工控制中的应用意义分析
        1.1管理信息系统的扩展
        因为当今先进的自动化控制策略都是以网络和控制器为基础来实现的控制,所以将先进的控制策略应用到火电厂的热工控制中,对于其信息系统的进一步扩展十分有利。自动化控制系统主要是将计算机技术作为基础,通过一系列的辅助方法来实现多种设备的全程监控,这样就可以建立起一个完整的信息化控制体系,以实现火电厂的自动化热工控制。因为PLC控制系统主要是以分布式的模式来实现热工控制,所以这种控制系统有着很强的控制能力,尤其是将PLC控制器应用到这一系统之后,其控制能力变得更加强大,这对于热工控制中的信息系统扩展有着重要的意义。
        1.2高级算法模块的积累
        在本次所研究的火电厂热工控制中,通过PLC控制策略的应用,积累了很多的高级算法模块,这些高级算法模块有着不同的功能和不同的优势。例如,可以对出现的故障进行自我报警以及自我修复,这对于火电厂热工控制效率的提升和质量的保障都有着极大的帮助作用。
2火电厂热工控制系统运维中存在的问题
        2.1火电厂热工控制系统严密性不足
        热工控制系统安装过程是出现热工控制系统严密性不足的主要节点,特别在管道、阀门的连接、密闭环节没有做到准确操作,技术运用不系统,导致管道、阀门、设备、仪器等严密性不足,容易导致高温、高压、高腐蚀环境的出现,给热工控制系统造成运行和动作上的严重影响。此外,在热工控制系统的检查和维护工作中没有对严密性的针对性检测,一些部位、节点和环节上的缺陷和隐患不能被及时发现,在日积月累的前提下造成热工控制系统整体的严密性不足。
        2.2火电厂热工控制系统设备元件技术质量不高
        设备元件的技术质量是整个热工控制系统安全运行的前提和基础。当前在激烈的电力与市场竞争中,企业和商家都有降低成本、扩大盈利的要求,在技术含量较高的热工控制系统设备元件市场上出现了很多问题和隐患。在供应商方面,一些商家采取低质量、低价格、低技术的方式获得热工控制系统供货资格,这产生热工控制系统不安全、不连续运行的技术与结构隐患。在火电厂方面,在设计、安装和运维环节没有对采购的热工控制系统设备、仪器、元器件进行严格技术检验,导致低质、伪劣设备元件被安装在热工控制系统之中,在电力生产中产生巨大的威胁和隐患。
3PLC系统硬件设计分析
        3.1上下机位配置分析
        在本次所研究的火电厂热工控制的PLC自动化控制系统中,I/O形式的控制点共有600多个。在设计的过程中,通过对I/O控制点的全面研究与考虑,最终确定了最符合该火电厂实际应用需求的一种PLC系统,该PLC系统是由西门子公司所研发的S7—400型PLC自动化控制系统。在实际的应用过程中,由于这个PLC自动化控制系统中的模块十分有限,且I/O的控制点很多,所以按照4个模块对这些I/O控制点进行了合理划分。在这个PLC控制系统中,上位机和下位机之间采用的是串行通信方法,并通过UPS来给整个的PLC自动化控制系统供电。


        3.2信号的可靠性控制
        3.2.1—信号联接分析
        在本次所研究的火电厂热工控制PLC系统中,电流信号的传递在4~20—mA,电流信号首先需要在仪表中通过,然后再从PLC系统中通过,这种电流信号被称为输入信号。通过实际的应用得知,PLC系统和仪表之间的关系相当于串联,所以,无论是PLC系统出现故障还是仪表出现故障,这两部分的信号都会同时出现故障。该火电厂就针对这一情况作出了合理的改进,其改进的方法主要有两种。第一,在电流信号输入到了仪表之后,可以将这个电流信号转变为电压信号,然后再将这个转变之后的电压信号输入PLC系统。
        3.2.2—信号隔离分析
        当来自现场的信号通过伺服放大器或者是手操作器时,在其内阻的作用下,就会形成一个电压信号,这个电压信号需要从手操作器输出,然后,这个电压信号会输入到PLC控制系统中。因为PLC控制系统中的输入端负端需要接地,而伺服放大器也有一端需要接地,所以如果将伺服放大器和手操作器连接起来,就会同时出现两个接地端,这样就会导致PLC系统和手操作器中得到信号出现故障。针对这样的情况,该火电厂研究出了两种解决问题的方法:第一是隔离伺服放大器,也就是将放大器接地端悬空处理;第二是对PLC系统以及手操作器进行隔离,也就是将一个隔离器设置在PLC系统和手操作器之间。
4PLC控制系统在热电厂中的应用分析
        4.1在化学水处理中的应用
        对于火电厂的热工控制,一项必要的工作就是化学水的处理。在应用PLC系统进行化学水处理的过程中,首先是过滤预处理的化学水,然后通过分渗透的方法进行离子处理,离子处理过程主要是进行水中阴阳离子的交换,最后将混合离子制作成补给水,让化学水在处理之后可以继续应用到电厂的锅炉。在具体的化学水处理过程中,PLC控制系统的主要作用就是控制处理设备之中的过滤器以及阴阳床,当PLC应用到不同的设备中时,其运行方式也会有着很大的差异。因为本次研究的火电厂一共有两组处理设备,所以在具体的化学水处理过程中,原定将两台PLC控制系统同时应用到一个公用设备之中进行控制。但是通过实际的应用发现,这两台PLC控制系统很容易出现冲突,所以为了避免这样的情况对PLC系统造成不必要的损害,在后期的应用过程中,就仅仅通过一台PLC系统进行公用设备的控制,并且保障关闭了所有的设备之后再关闭PLC系统。
        4.2在石灰石-石膏湿法全烟气脱硫系统中的应用分析
        在本次所研究的火电厂中,传统的石灰石-石膏湿法全烟气脱硫处理是通过DCS系统来实现,但是由于DCS系统有着很大的缺陷存在,如相比较PLC系统而言,DCS系统有着更加复杂的结构,所以维护起来就比较困难,运行和维护的成本也就会很高。在本次对电厂热工控制的优化升级中,就应用了先进的PLC系统来替代传统的DCS系统。在应用PLC自动化控制系统进行石灰石-石膏的湿法全烟气脱硫过程中,通过其中的监视控制功能,可以对任何一个环节进行自动化监控。
        4.3在气力除灰中的应用分析
        在火电厂的热工控制中,除灰系统的运行情况将会直接关系到整个火电厂的运行效果,因此PLC控制系统已经被很多的火电厂应用到了热工控制除灰系统。在本次所研究的火电厂中,PLC的双机热备配置主要的组成部分有PLC主机、电源、热备处理模块的组成配置组以及通信模块,在具体的除灰工作中,不同的配制也会负责不同的工作。如果PLC控制系统在运行的过程中发生了故障,备用机可以在短时间之内代替主机来维持正常的工作,待到将主机的故障排除之后,再通过主机进行相应的热工控制。
结束语
        在当今社会经济的不断发展与变革中,电力能源在人们的生产生活中所发挥的作用也越来越显著。在这样的情况下,火电厂的规模也实现了不断的扩大,传统控制策略已经难以有效满足当今火电厂的热工控制需求。因此,在电力企业的不断发展与进步中,先进的控制策略也开始在火电厂热工控制中得以合理应用。
参考文献
[1]林宇华.论火电厂热工控制系统存在的问题及解决措施[J].城市建设理论研究(电子版),2019(18):1.
[2]张翔.火电厂热控自动化控制设备的调试与安装[J].科技风,2019(10):174.
[3]裴彩锋.电厂热工智能自动化控制过程的先进方法研究[J].湖北农机化,2019(06):56.
       
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