摘要:随着科学技术水平的不断提高和国家政策的支持,我国电力工业近年来发展迅速。电厂为了能够全面提升工作效率,机组装机容量也在逐步增大,其中热工自动化技术也得到了全面提升,较之过去相比有了跨越性进步。当前我国电厂热工自动化依旧处在对技术升级的探索与发展时期,要想全面实现火电机的运行安全性与经济性,则需要对热工自动化系统进行全面优化。基于此,文章将针对我国电厂热工自动化技术的现状及未来发展展开深入探讨,以期为读者带来必要的参考借鉴。
关键词:电厂;热工自动化;现状;技术发展
引言
所谓电厂热工自动化技术,即是在无人参与情况下通过测控设备对电厂热工过程中的各项参数进行自动化策略、控制、报警、保护以及信息处理的相关技术。该项技术在电厂中的应用范围极广,涵盖了主机、辅助设备、公用系统等,在漫长发展中实现了自动化操作,全面提升了电厂的安全性、经济性,也对人身及设备安全加强了保障。
1我国当下的电厂热工自动化技术
早在1950年我国便已开展了对热工技术的自主研发,然而由于当时社会环境的不稳定与投入资金的滞后,各大发电厂所应用的依旧是小容量火点单机,机组操作也基本属于纯人工化,仅仅采用了较为简单的仪表设备对生产控制予以辅助,表现出的自动化生产水平非常低。时至1970年,中国才开始使用单点火发动机等相关仪器,以人员的监控与相应按钮去实现了对整个机组运转的操作,自动化水平也逐渐提升。
1.1分散控制系统
分散控制系统简称DCS系统,其最早由国外研发并启用,直到上世纪70年代才逐渐引入国内大范围应用,得益于DCS系统的诸多优势,同时也让我国电厂的自动化水平达到与世界同步的水平。一方面,我国电厂引进DCS系统之后,其对于发电机组的监视与控制操作便可更为高效地展开,尤其是在对机组分布进行试运行期间,借助于DCS系统能够大幅缩减发电机组的安装调试时间,同时也有助于对整机的启动调试,在确保发电机组的安全性、稳定性以及经济性而言,提供了很大帮助;另一方面,DCS系统操作所采用的为CRT/键盘,在经过一段时间的适应之后便可大幅降低对常规仪表与控制设施的依赖,同时还可利用针对性的微机型PLC设备展开输煤、除灰等操作。鉴于DCS系统的优越性,现如今我国也正在抓紧对DCS系统的国产化进程,目的是提高我国DCS系统的水平,逐步摆脱纯进口的局面,从而降低电厂DCS系统的投入成本。
现状来看,DCS系统在我国发电机组的革新时期得到了有效推广,但相较于国外的DCS系统而言,国产DCS系统在运行可靠性与运维工作量方面有存在一定的劣势。不过在投入成本方面,我国明显会更低,但为了保证发电机组的运转稳定,需要投入大量的人工成本,自动化水平偏低。
1.2热工测量技术
1.2.1温度测量
从电厂热测量系统的发展来看,只有一小部分温度传感设备被用作强热敏元件(如水银包、金属膜等)之外,大部分依旧采用的为热电偶热电阻。一般来讲,在变送器和二次仪表当中,即便是在125MW之下的发电机组当中,DDZ-2型号的温度传感器都可以维持正常的运转状态,而300MW以上的发电机组都无法直接将热电阻信号送入电子室当中,基于此电阻信号唯有经由分散控制系统中的转换设备展开转换才可以进入电子室。其中,与热电偶联系的冷端补偿,便可结合形式的差异去给出针对性的补偿措施。
1.2.2流量测量
从现状来看,大多数电厂主要是利用差压原理对流量展开测量,极少电厂会采用齿轮或是涡轮对流量展开精准测量,其中大机器组合通常会采用公式进行大致推算。
2电厂热工自动化技术的最新发展
2.1电气控制纳入DCS系统
自我国电厂应用DCS系统之后,其中锅炉与汽轮机的控制水平有了显著提升,然而对于发电机组中的变压器组与用电系统的控制依旧有大部分的电厂采用的是传统的控制模式,主要在控制面板上有许多模拟仪表的指示灯板,上面有各种开关按钮,而这些设备仪器与DCS控制系统同处在一个控制室当中则显得极不协调,也拉低了电厂的自动化水平。因此,将电气控制与DCS系统相融合,其中包括发电机变压器线路组、高压与低压厂用工作变压器、高压启动或备用变压器等电气控制与信号测量。
2.2EIC综合技术
从电源控制的整个过程,包括电气控制设备、仪器仪表、独立于设备的计算机控制设备,安装调试都是逐一展开的。而随着现代科技水平的提升,EIC综合技术也得到了进一步发展,而这三种装置的综合也为DCS系统的全面统一奠定了良好基础。
2.3人工智能技术
人工智能技术作为现如今的高新技术成果,而这些技术也逐步与热工自动化技术相结合,被逐渐应用在自动化控制系统当中。电厂对于人工智能技术的应用,可通过智能巡检机器人实现,通过配备光摄像机、热传感仪、激光测振仪、声纳传感器、无线电系统、手机APP管理软件等等,能够对电厂的主变压器、供热系统、锅炉水泵区域以及化水车间等展开自动化巡检。智能巡检机器人能够结合介质与实际情况的不同去自动选择视频识别技术、红外测温技术等,对运维工作中的管道、储罐水、酸、碱、气、汽等泄露情况进行自动化判断。
3我国电厂热工自动化技术的未来发展方向
从目前现状及研究发展态势来看,我国电厂在进行新发电机组的安装调试与老旧发电机组的革新改造工作中,依旧会首选DCS与PLC技术,其中在电气控制方面会更倾向于DCS系统的采用,而这正是当前对炉、机、电一体化发展的基础奠定。此外,在现场设备方面,未来则会逐渐向微型化、智能化方向发展,由于现代社会中IT行业日新月异,控制室也会由于各类元器件的微型化、智能化变得更加小型且自动,久而久之FCS技术则会逐步替代DCS技术。计算机技术的稳健发展,智能化控制与监控系统势必会全面进步,深入到具体实用便能够体现大幅进步。
此外,随着“智慧电厂”概念的提出,我们应该清楚地意识到这一理论主要建立在数字化电厂的前提之下,将人工智能、物联网、互联网、大数据、虚拟现实以及云计算等目前最为先进的科技进行全面综合,通过对电厂系统数据的深度挖掘与分析,促进电厂向安全、高效方向发展,实现经济效益与社会效益的同步共赢。“智慧电厂”从数字化转换为智慧化,以信息化替代过去的工业化,紧紧围绕"安全、经济、环保"三方面重点去引导电厂热工自动化技术的发展潮流。从发展形势来看,笔者认为未来需要从以下几点着手:立足三维可视化技术进行智能培训系统、诊断系统以及决策系统的开发;立足"互联网+"进行生产管理系统的开发;立足大数据分析进行运行系统的全面优化。
结束语
综上所述,随着计算机技术和网络技术的不断发展,使得电厂热工系统逐渐向成熟化方向发展,也进一步推动了其自动化、环保化的蜕变,有了更多创造性突破。基于技术角度来看,热工自动化实现了一体化、网络化以及智能化,更多新型测量技术的应用也是到电厂机组运行更加安全稳定,运维工作更加便捷高效。因此,电厂热工自动化技术的良好推广与发展,能够全面实现电厂经济效益与社会效益的双重提升。
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