火电厂热工自动化的发展现状及发展前景展望

发表时间:2020/7/31   来源:《中国电业》2020年3月7期   作者:李莎
[导读] 随着我国现代工业的深入发展,人民的生活水平也不断地提高,国家电力工业也逐渐走入了自动化的发展时代。
        摘要:随着我国现代工业的深入发展,人民的生活水平也不断地提高,国家电力工业也逐渐走入了自动化的发展时代。而火力发电的历史也是非常久远的,同时也是世界供电的主要渠道。随着科学技术的进步,火电厂热工自动化技术也得到了快速发展,且已经成为了大型发电机组不可分割的部分,同时也是我国企业自动化程度的标志。本文简要分析了火电厂热工自动化的概念,对火电厂热工自动化的发展现状及发展前景进行了分析,以为火电厂热工自动化控制系统的发展提供有价值的参考。
关键词:火电厂;热工自动化;现状;前景

引言:火电厂是我国目前主要的供电渠道,且在电力供应中占据着重要的位置,它是衡量火电厂现代化发展的重要标准。我国火电厂的发展经历了发电机组的小单机容量向着大容量的转变、参数也有母管制向着单元机组转变的历史进程。我国整个火电的发展进程显示了自动化技术在不断提升,从简单到复杂、从局部到整体自动化的发展过程。我国电力事业也由此进入了大电网、大机组、高参数自动化的新纪元。本文也就在此基础上进行深层次的分析,并根据相关问题提出了前景展望,从而实现火力发电的全面发展。
1、火电厂热工自动化的相关概念
        火电厂热工自动化是依据我国基本国情,通过安全可靠、经济实用性的原则,设计并将火电厂热力应用的自动测量设备、信息的自动处理、设备的自动控制等。同时在无人操作控制的情况下,可以借助自动化的仪表和相关控制设备,完成对火电厂热力运行过程的有效控制。热工自动化应用于火电厂中,高效地收集了相关的热力数据,也提高了火电厂热力生产的安全可靠性与经济适用性。同时火电厂热工自动化设备的高效应用,大大降低了工作人员的作业量、有效节约了劳动成本,利用高科技设备提高了火电厂发电过程的安全效率。
2、火电厂热工自动化控制系统的发展现状
        科学技术的进步,我国火电厂热工自动化技术也在不断地发展完善,同时也取得了巨大的成就,目前已经在300MW以上的机组上得到了全面应用。
        2.1仪表和控制装置系统的发展
        上个世纪八十年代,在300MW机组制造技术的推动下,同时对仪表和控制装置系统采取了先进的技术,并与国外公司合资生产了世界上先进水平的仪表,有效完善了传统仪表和控制装置系统的残缺不全的种类以及稳定性能差等,大体上满足了火电厂生产工作的基本发展需求。而我国仪表制造和研究部门也在不断的消化国外先进的技术,并积极根据我国基本国情,制定出了属于自己的仪表产品,同时也使得我国的仪表和控制装置产品的性能、质量、品种等都能与国外产品进行竞争,从而巩固了我国现在的仪表市场[1]。
        2.2分散控制系统的发展
        分散控制系统(DCS)的发展,也是在上世纪八十年代后期,我国的仪表制造技术部门接连与国外企业进行合作而引进的。随着科学技术的发展,在我国“七五”计划期间,分散控制系统(DCS)的功能种类变得更加多样化,它从传统的封闭模式向着开放化发展。
        开放的分散控制系统(DCS)在兼容性方面变得更加晚上,同时生产企业也可以根据自身的特点及发展需要,有目的地选择设备与软件,在很大程度上更新了火电厂的热工系统。并且仪表技术的快速发展,也使得分散控制系统(DCS)在仪表设备的数据计算上变得更加精准。
        2.3锅炉炉膛安全保护系统的发展
        上世纪七十年代设计的火电厂锅炉,大多是通过反光镜观看并监视炉膛的火焰燃烧程度,但是监控室是无法直接看到炉膛内的火焰,这也导致了锅炉炉膛爆炸的事故频繁发生。到了八十年代相关技术部门在总结经验的基础上,提出了保护锅炉炉膛的要求,以此逐渐发展成了锅炉炉膛的安全保护系统(BMS)。


        到了上世纪八十年代后期,在600t/h及以下的简易锅炉炉膛的安全保护装置在火电厂中开始应用,其中包括燃烧器管理的BMS系统[3]。
3、我国火电厂热工自动化的发展前景展望
        3.1实现单元炉、机电一体的智能化控制
        分散控制系统(DCS)的火电机组单元炉一体化控制,现已在电力行业得到了广泛的应用。同时,分散控制系统(DCS)的智能化应用,有利于DCS的控制功能,缩小控制室,降低了工程的造价。提高了机组的监控水平,为单元机组的工作创造了便利条件。
        为了实现分散控制系统(DCS)的统一监控,目前还需要解决以下方面的问题:(1)系统的设计原则,锅炉、调节和连锁保护的监控功能一体化,相关工作人员协调完成电气监控、电气操作控制程序逻辑和借口。(2)保护的原则,要确定事故的处理是自动保护装置和系统联合完成的。(3)设备的选择要注意,采用分散控制系统(DCS)和PLC的配合云运作。(4)检查修理工作的相互配合,要按照机组的控制功能在一个专业多种功能的基础上,要求工作人员检修和维护设备中工作要明确[2]。
        3.2现场总线和智能仪表
        现场总线是一个综合性的系统标准,它的应用可以更好地保障现场工作的安全性,通过多种手段实现现场的有效沟通,以便减少复杂的信号和控制电缆的数量。目前,现场总线控制系统有多种模式。其中一种是分散控制系统(DCS)的兼容性能,但这个系统仅用于工业控制数据测算的前端。另一种,是利用现场总线的控制器、传感器、执行机构以及监控台形成的统一的监控系统。如此,更加利于火电机组控制设备,并在很大程度上增强了火电厂自动化系统的安全性能,同时也改变了热电厂的组装费用、设计施工费用以及其他成本的投入等,大大降低了经济的成本。
        3.3新的控制和保护策略
        现阶段,随着计算机技术的飞速前进,新的控制技术减少依赖被控制对象的模型,由控制系统调节参数。最为常见的就是自适应、自整及黑箱控制器。这些先进的设备可以改变传统不能有效控制系统和无法建立控制对象模型的场合。所以,必须要采用计算机的控制技术,这样就可以利用系统检测和诊断故障等措施,提前了解设备的安全隐患,采用系统容错的控制措施自动就进行了保护。而自动限制的故障范围也可以促使系统能继续工作,实现设备的被动预防到主动预防的转变,最后提升电力机组的控制以及安全保护水平的提升。
        3.4火电厂热工自动化运行机组实现整组启动
        我国火电厂热工自动化机组实现整组的启动,也印证了机组的综合自动化运行水平,不仅说明了分散控制系统(DCS)的顺序控制系统、锅炉炉膛的安全保护系统、协调控制系统等机组的整体控制,同时也实现了主机与辅机设备具有整体的可控性以及信号的检测,保障了执行机构工作的安全可靠性,促进我国火电厂热工自动化机组整体的不断发展。
结束语:社会科技的不断进步,促使我国火电厂热工自动化的发展取得了一定的成果。但是,目前的火电厂热工自动化技术仍有很大的发展空间,这需要相关部门加大研发的力度,注意存在的问题,积极探究火电厂热工自动化更多的应用,以不断促进我国火电厂的效率和经济收益的提升。
参考文献:
[1]黄丽莎. 火电厂热工自动化的发展、现状及其展望[J]. 黑龙江科技信息,2016(04):11.
[2]李冠男. 火电厂热工自动化的现状与展望[J]. 黑龙江造纸,2016,44(03):41-42.
[3]邬菲,龚雪丽. 火电厂热工自动化的发展、现状与展望[J]. 可编程控制器与工厂自动化,2005(08):12-16.

作者简介: 李莎,出生年月:1984.09,性别:女,民族:汉,籍贯:湖北武汉,职务/职称:
学历: 本科

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