火电厂自动控制系统的优化研究

发表时间:2020/6/3   来源:《中国电业》2020年第4期   作者:马全乐
[导读] 受社会经济与科技发展的快速推动,涌入到城市的人口日益增多
         摘要:受社会经济与科技发展的快速推动,涌入到城市的人口日益增多,使得城市化进程不断加快。同时各个行业如火如荼的发展来,对电力需求更加旺盛。就确保电力供应来说,火电厂扮演着重要的主力军角色,而在火电厂设备中,热工自动控制系统属于核心设备,同时是确保其他供电设备实现安全运行的关键环节,在稳定供电支撑中占据重要地位。笔者结合自己多年工作经验,对我国火电厂热工自动控制系统进行详细分析,进而对存在于热工控制系统运行中问题展开探究,最后把解决办法提出。旨在借助本文的分析和研究,帮助业内同行开拓思路,为推动我国电力事业的发展献力献策。
         关键词:主动控制系统;火电厂;问题;策略
         我国历经几十年改革的开放,经济水平提升得很快,同时各类产业的发展也是突飞猛进。在21世纪,电力企业所获得的发展成就更是前所未有的。而如今,自动化和集成化成为电力企业发展的方向。同时在最近几年,电力企业获得进一步的发展,具体体现在发电技术、发电设备以及企业规模等方面。然而,在种种因素的影响下,许多问题还存在于我国火电厂热工控制系统运行中。所以亟待针对这些问题进行深入分析和研究,并提出有效的解决措施,以促进热工控制系统的不断创新和优化,在使企业自动化水平提高的同时,推动电力企业更快更好的发展。
         一、火电厂热工自动控制系统运行过程中的问题
         当前在火电厂已经普遍应用了DCS系统,该系统的优点很多,具体表现为安全性、可靠性以及稳定性等方面。该系统的运用,能极大程度的提升机组设备的可控性。比如,变动非常大的有机组控制方式、控制点设置和控制室布局等。然而,整体看热工自动控制系统运行过程,目前存在的问题还很多。
         1、DCS系统中软件和硬件问题
         在DCS系统之中,BMS、CCS、DEH等重要控制点会增加在热工控制系统中,目的就是保证设备的安全运行,并在发生故障时,确保立即停止运行。然而,在实际运行过程中,许多外来因素都会影响到DCS系统,进而降低系统的安全性和稳定性。在没有限流保护下,输入电路和输出电路一旦发生短路,通信网络就极易发生故障,所以系统或设备无法以远程检测等办法,把正确命令给出。另外,如果信息系统不能正确设置处理速度,不能正确设置设定值等,就极有可能影响到热工自动控制系统的正常运行。
         2、热工控制元件问题
         一般情况下,热工控制元件由于电磁阀和液位等因素,会出现老化问题。或者由于质量问题等,会导致故障的发生。而且运行中的系统并不具备自动识别能力,这样就难免产生错误信号。而系统发出错误信号,指令必然出现错误,致使跳闸等故障现象出现。根据有关数据,结合实际工作经验,由于热工控制元件故障,导致出现的热工自动控制设备故障问题达到50%概率。也就是说,热工控制元件的故障极大的影响到热工自动控制系统的整体运行,因此此方面问题必须引起我们高度重视。
         3、电源故障
         在热工自动控制系统故障中,电源故障属于重要部分。一般情况下,很多因素会引发电力故障或者是电路中断。在实际工作中,很多工厂对危机缺乏足够的认识,或是备用电源不足,或者由于信号干扰导致电路中断,使电路接触不良等,而这些因素都是因为电源出现故障情况而引发的因素。然而,检测电源故障并不难,只要利用好保险配置和备用电源,随时都能让其满电。另外需要把阻碍信号干扰的系统加入一些,最终能够有效消除电源故障问题。


         二、热工控制系统运行问题的优化策略
         1、提升系统的检测能力
         一般来说,控制站点DPU是通常使用的提高系统检测能力的方法。但通过长时间实践发现,在提高系统性能方面,该方法具有极低的效率,并具有很慢的速度,不具备满足实际工作需求的能力。因此笔者结合多年经验,认为通过多点采集信号,分析和比较所采集到的所有信号,把有用的信号找出来,能够提升系统的检测能力,以进一步提升系统自我判断能力。
         2、提升DCS系统的可靠性
         首先,使用成熟度高和稳定性强的热工元件。在热工自动化控制系统不断提高复杂性和智能化的背景下,要求控制元件和检测元件具备更好的性能。而且热工控制元件具有较高的故障发生概率,那系统要保障自身的稳定性和安全性,则应用的热工元件就必须具备很强的稳定性。在对热工元件进行选择过程中,不能一味追求高技术含量,或者单纯的追求低成本元件,而最高程度匹配整个系统,应是选择元件类型的原则。
         其次,优化“坏质量”判断功能。一旦热工自动化控制系统通信不正常,或者是系统测量元件出现故障,系统输出执行器等设备出现故障,信号测量必然会不正常。而信号测量范围不在极限内,速率变化就会不正常,异常跳变,逻辑关系与实际情况不一致等。为判断出“坏质量”的地点,应该对故障点自动排除,同时及时发出警报,实施自动剔除等措施。
         最后,提高系统抗干扰能力。把屏蔽与单点接地等方法运用到通信和电源以及信号等电缆中,能够有效提升线路干扰能力。并且基于惯性增加与延迟,设置死区等手段,能有效提升控制器自身的干扰能力。
         3、过程通道维护
         总结实践经验发现,I/O故障是最常见主要过程通道故障。而且,人不能通过主观意识判断I/O故障的部位和原因,所以处理它们是极为麻烦的事。需要全面分析系统与数据库的相关数据,这是对I/O故障主要原因和部位进行获取的唯一有效途径,并且维护工作由生厂商家负责。另外,当设备出现故障,在短时间内,工作人员无法快速排查出故障位置和原因,就会耽误系统的正常运行,因此提高员工专业素养是必要之举。
         结语:自动化控制水平程度直接影响到火电厂机组运行的稳定性,并影响到企业的运行能力,进而影响到企业经济性。基于上述分析可知,热工自动化控制系统极具复杂性。正是源于控制系统的复杂性,所以涉及很多因素,需要采取相关的优化策略。本文通过控制系统的分析,探究相关的优化策略,以期为提升系统的运行稳定性提供一定的帮助。
参考文献:
[1]火力发电厂热工自动化技术应用分析与优化创新[J]. 熊力军.  自动化应用. 2019(09)
[2]火力发电厂低碳电力生产高效率的自动控制方法研究[J]. 赵殿瑞,裴振英,刘伟乾.  沈阳工程学院学报(自然科学版). 2019(03)
[3]火力发电厂脱硝自动控制系统优化研究[J]. 贺军.  机电信息. 2017(21)
[4]试析电力自动控制在低压配电系统中的应用[J]. 白阳.  电子技术与软件工程. 2016(06)
[5]试析热工自动控制对火电机组节能降耗的影响[J]. 王大勇.  黑龙江科技信息. 2015(10)

作者简介:马全乐,毕业于内蒙古工业大学电力学院,学士学位,高级工程师,高级技师。工作单位:中国华能北方联合电力达拉特发电厂热工 。
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