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电厂热工自动化的现状与发展趋势韩鹏程

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：韩鹏程

[导读] 摘要：电厂热工自动化是较为先进的现代化技术，基于自动化仪表及自动化控制技术，热工自动化有效的保障了热工设备的正常运行，显著提升了机组的经济性能，对于节约人力成本、提升电厂的经济效益具有重要作用。

        （大唐绥化热电有限公司黑龙江绥化 152000）
        摘要：电厂热工自动化是较为先进的现代化技术，基于自动化仪表及自动化控制技术，热工自动化有效的保障了热工设备的正常运行，显著提升了机组的经济性能，对于节约人力成本、提升电厂的经济效益具有重要作用。热工自动化具有广阔的发展前景，在此就其应用情况以及发现趋势进行分析，仅供参考。
        关键词：电厂；热工自动化；现状；发展趋势
        引言
        我国社会经济取得快速发展，电力能源的需求量和城市集中供热在不断增加，电厂我满足社会的实际需求，就要在发展过程中不断提升其自动化水平。近些年自动化与智能化技术的快速发展，使提升热工自动化控制成为可能。热工自动化控制新技术的应用，能有效确保电厂生产运行的稳定性与可靠性，从而实现电厂在发展过程中的社会效益与经济效益。
        1、电厂热工自动化概述
        电厂热工自动化是指电厂在生产过程中，多种运行参数的测量、信息传输处理、设备自动化控制、自动报警、装置自动化保护操作动作的完成等一系列的控制及操作，在没有工作人员人工参与的状况下，可由自动化的仪表以及自动化的控制装置实施操作管理。热工自动化将工作人员从繁琐的操作及控制工作中解脱出来，显著降低了工作人员的劳动强度及工作量，减少了电厂生产过程中的人力资源成本；热工自动化实现了依靠自动化的仪表以及自动化的装置实施电力生产过程中相关设备的自我控制与管理、信息的传输处理、系统的自动化报警与装置的自动化自我保护，使热工设备安全、稳定、可靠的运行得到了有效的保障，显著提升到了电厂机组运行中的效率；人力资源的优化配置与人力成本的降低在一定程度上促进电厂运作效率及经济效益的提升，先进的热工自动化水平在促进电厂生产经营水平的提升中发挥着至关重要的作用。
        2、热工自动化的发展现状
        电厂发电事业的快速发展带动了热工自动化技术的发展与热工自动化水平的不断提升，而热工自动化水平的提升也在很大程度上促进了电力事业的不断发展，两者之间存在的非常显著的相互依存与促进关系。
        2.1自动化装置发展情况
        就电厂的自动化装置而言，组装仪表已经由传统的非数字化应用转变为现今应用中的数字化仪表，实现了自动控制设备领域内的全面革新；有些机组已经实现了由微型计算机实施开环监控，在实现数据的采集及处理功能的过程中已经实现了微机显示器的显示功能的配套应用，实现了自动化系统人机交互界面的应用，显著提升了机组的运行监测及控制水平；在大型火电厂中已普遍使用协调控制系统，在国产或进口的大型机组中都已普遍的开始使用协调控制系统，而集散控制系统的应用也在不断的深化。
        2.2集散控制系统应用情况
        集散控制系统简称为DCS系统，集散控制系统现已被国内300MW及其以上的大型机电组普遍的应用，显著提升了电厂运行生产过程中设备的安全性与生产运营的经济性。微型计算机与集散控制系统是在基于Windows系统的操作平台上的可视化软件中实现了高效的结合，并实现了DCS系统与PLC系统之间界限的逐渐淡化。PLC的中文全称即可编程逻辑控制器，在有些PLC中会配有通讯接口。
        在电厂中可将全厂输入集散控制系统中的运行参数所对应的实时数据及历史数据存储在管理信息系统中，实现数据的共享及二次加工，实现发电厂全厂范围内的信息化的管理，而集散控制系统已逐渐的被大量机组所应用，集散控制系统依靠其自身可靠的控制功能，在保证电厂生产运营的安全性与可靠性中发挥着重要的作用。

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电气控制已逐步的被纳入到集散控制系统中，电厂在应用集散控制系统实现热工自动化之后，锅炉及汽轮机的控制水平得到了显著的提升，但部分单元机组的控制可能依旧采用较为传统的控制方式，模拟仪表中大量的光字牌及开关按钮等都被设置在执行控制功能的盘台上，容易引起发电控制室内的控制操作与汽轮机集散控制操作之间的不相协调，对热工自动化的发展具有一定的阻碍作用。因此，电气控制逐渐被纳入到集散控制系统中是必然的发展趋势，而电气控制被纳入到集散控制系统中的主要内容是系统发电机及电厂主厂房内部的用电系统，所包括的主要构成单元是发电机相应的变压器上的线路组、高压状态下发电厂所使用的变压器、高压状态下发电厂所使用的工作变压器以及相应的低压变压器等变压器设备的控制操作和信号的测量；另外电厂中的保安电源系统、不间断电源系统以及支流电源系统也逐渐的通过集散控制系统的应用来实现实时监控功能。
        3、热工自动化的发展趋势
        3.1现场总线控制系统优势显现
        在热工自动化发展及应用中，现场总线控制系统可能逐渐取代集散控制系统在发电厂中的应用。现场总线控制系统简称为FCS系统，是能够完整的控制热工自动化系统的总开关。在微处理技术及通信技术的发展推动之下，控制系统在可操作性、控制精度、可移植性与可维护性等诸多方面有了更高的要求，全面推动了现场总线控制系统的研发与应用。
        集散控制系统在应用到热工自动化中之后，当系统遇到某些故障时明显减小了该故障对整个系统的影响，并在多种软件及硬件技术的不断发展与推动之下，集散控制系统保持着较高的安全性、可靠性与稳定性，使得集散控制系统在电厂的控制系统中的应用逐渐成为主流。但集散控制系统自身也不可避免的存在一些缺陷，就现场仪表信息采集与传输就无法单纯的依靠集散控制系统来完成，在具体的控制功能的发挥过程中集散控制系统的可控制范围带有一定的局限性。由此可见，虽然集散控制系统相较于传统的控制系统已较为完善，但面对微机与现场的仪表之间存在的数字通信的要求，集散控制系统被现场总线控制系统所取代的可能性非常高。现场总线控制系统在具有集散控制系统的诸多优势的同时，更加具有满足数字通信等实用性的要求，在热工自动化中的应用将会越来越广泛。
        3.2智能控制技术发展
        现代科学技术的发展推动了热工自动化水平的不断提升，以及电力行业更加快速和健康的发展，而热工自动化的发展与智能控制技术的应用有着较为密切的关系。智能技术能够实现原本由人类完成的作业由智能化系统完成，且在操作的完成质量及效率中都有可靠的保障，随着智能控制系统在电气领域内的广泛应用，热工自动化实现智能控制的合理应用也将成为必然。随着市场竞争及客户需求的提升，集散控制系统与现场总线控制系统正在以相互融合与优势吸收的方式来完善自身的功能，而集散控制系统在结构上正在朝网络化的方向上发展，将逐渐实现由主站系统协调管理各个子站系统，并可以在微机显示屏幕上实施监控，这种需求将强化智能控制在电力生产中的应用，从而促进热工自动化设施更加完善的发展。
        结束语
        热工自动化是发电厂机组重要的组成部分，自动化技术与自动化水平反映电厂的生产水平。推动热工自动化技术的发展与自动化水平的提升，对于促进电力行业健康快速的发展具有重要意义。
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