热工自动化技术在火力发电中的应用与创新

发表时间:2020/12/2   来源:《当代电力文化》2020年20期   作者:王延红
[导读] 电力热工自动化技术是我国研究较早的自动化技术之一
        王延红
        华能大庆热电有限公司 黑龙江 大庆 163712
        摘要:电力热工自动化技术是我国研究较早的自动化技术之一,比如我国早期对自动化技术的研究成果就有“蒸汽机离心调速装置”、“电厂锅炉给水调节装置”,随着高科技的发展,在中国工业化的加速,社会所需要的电力企业越来越多,这对中国电力生产提出了更高的要求。
        关键词:热工自动化;热发电;应用程序;创新
        1火力发电厂热工自动化概述
        随着社会经济的不断发展,中国对电力的需求也越来越多,为了确保电力供应能力可以满足社区的需要,所有主要的火力发电厂进行了自动发电项目的建设。根据我国火电厂的实际情况对火电厂的设备加以设计,使得其产热过程中信息能够自动处理,设备可以自动进行监测、控制等,并保证设备的安全性、经济性和实用性,达到在没有操作人员的条件下,各种自动化设备和自动化仪表完全能够对电厂的产热过程进行控制的目的,这一系列过程叫做火电厂的热工自动化。火电厂的热工自动化一方面降低了火电厂操作人员的工作量,改善了操作人员的整体工作环境,降低了火电厂发电的人力成本,提升了单位产电的经济效益;另一方面提升了火电厂产电的可靠性以及产电效率,提升了火电厂生产的安全性。因此火电厂的热工自动化在电力生产中有着举足轻重的作用。
        2我国热工自动化技术在火力发电中应用的现状
        自动化技术的使用能够降低工作人员的工作量,可能人工工作一天的工作量,自动化的应用可以很快完成。所谓的“自动化”,顾名思义,指的是与很少或没有手动操作,自动操作及其应用领域的热发电,一方面,它可以节省劳动力成本,降低劳动强度,提高劳动效率,另一方面,热自动化可以有效地减少操作错误,提高热发电的稳定性和安全性。
        2.1热测量技术的应用
        热测量技术是火电厂生产运行中的常规应用技术。测量的对象很广泛,包括温度、压力、流量等。目前热工测量技术的运用方式已经完全由人工操作,例如在温度测量方面,基于传感器收集、控制系统进行数据处理的方式,不同规格机组对热工测量控制系统需求存在差异,一般来说,125MW以下机组多采用DDZ-2型温度变送器,300MW以上的机组则采用热点偶热电阻信号直接传导到电子室。
        2.2 DCS系统的应用
        DCS(DistributedControlSystem)即分布式控制系统,宏观层面上说,它属于过程控制级、监控级构建的计算机网络系统,能够实现系统中分级管理、配置灵活、分布控制、集中操作等要求,在现代电力系统中发挥着重要的应用高价值。
综合国内外火力发电系统自动化技术革命历程,DCS系统是在发电机组中应用实践效果最为突出的,一般的DCS都意味着一个局域网系统,以及分布在局域网中的计算机节点,共同构建一个控制系统,进而在局域网和发电机组之间建立连接,即可满足对控制系统运行网络控制的需求,实现自动化应用。
        3热工自动化在火力发电中的应用
        3.1 DCS
        热工自动化主要以DCS为代表,在火电厂运行中具有成熟的运行经验。在控制DCS时,主要通过计算机的局域网对发电机进行有效的控制,从而使控制系统网络化。DCS的主要特点是拥有更多的中央处理器,因此DCS可以为火电发电提供多种服务,解决火电电站出现的问题,一个处理器出现的问题不影响系统的整体性能。我们不需要在设备上投入太多,因为DCS系统可以提高热工自动化水平,保证其经济效益。
        3.2自动控制
        火力发电厂的调节系统中我们运用热工自动化技进行其自动的控制,可以实现对其进行温度与燃烧的调节,这样可以对火力发电厂的自动化控制进行促进。

例如, 火力发电厂通过使用热工自动化技术,将其内的自动控制应用到了内部的三个系统当中:汽包水位系统:对火力发电厂的电量负荷状态进行调节,实现单冲、三冲量的调节,可以对其汽包水位进行系统提供自动化的调节方式,这样可以保证在火力发电厂中实现热工自动化以后所进行的控制优势上的体现。燃烧系统:对于火力发电厂中的炉膛内的压力进行送风量的控制,对于送风量远论是增加或是对其负荷进行增减,都可以以一种自动化的方式进行,对于热工自动化的具体技术要求进行遵循。主汽压力系统:在火力发电厂的主汽压力系统中的水温调节方面可以实现自动的控制与温度上的调节,由于热工自动化技术对于模糊控制方法进行了引进,使其在主汽压力系统中提高了调节能力。
        3.3热工测量
        流量测量:自动化热流测量应采用标准装置或仪表,减少设备造成的流量测量误差,提高测量精度,遵循压差原理,消除潜在的流量问题。压力测量:在控制压力测量部分时,应遵循其应变原理,配合传感器使用,合理分配和使用压力测量。测温:其热自动技术的主要控制对象是其传感器,根据热系统测温的实践,保证测温性能的可靠性。液位测量:传感器的选择可以对火力发电厂中的液位变化进行精准的计量。
        4热工自动化技术在火力发电中的创新
        4.1单元机组监控逐步实现智能化
        可以说将单元机组监控逐步实现智能化是很明确的发展方向。但是,目前我国单位智能化发展还不够成熟和全面,初级阶段的特点比较明显。然而,随着相关技术的快速发展,无论是信息化的智能仪器还是软件在机组的控制上都必将有广阔的发展前景,这也是促进单元机组监控能够实现智能化的基础。
        4.2对过程控制软件予以优化
        纵观当下火力发电厂的自身发展可以看出,新技术在控制系统中的应用逐渐广泛起来,从一定程度来讲,这也给控制系统的调节范围和品质指标的优化提供了重要帮助。然而,从客观角度而言,虽然新技术的应用能够起到一定的效果,但是其对整体控制系统运行效果则没有明显的改变与帮助。在此背景下,就要加大对控制软件的开发力度,其中燃烧控制软件、蒸汽温度调节软件等的开发尤为重要,不仅可以简化安装和调试工作,而且对整体控制系统的优化也具有不可否认的重要意义,对推动火力发电厂经济效益和安全生产能力来讲也有重要的促进作用。
        4.3机组监控系统集中布置
         单元机组监控系统物理布置集中化是以集控室概念为基础,并对其进行的进一步延伸。经过改革的集控室概念除了囊括电子设备间等必要内容外,还向整个单元机组进行了拓展,一方面推动了单元机组电子设备所具有的物理布置更加步入集中化的发展态势中,另一方面,也为一般的监控信号以远程I/O柜的配置方式集中化提供了可能。在此背景下,使得厂房的物理空间得到最大化运用,电缆的需求量得到了有效的控制,同时,在机组运行管理过程中其水平也有了稳步增长,是提升电力企业自身效益的一种有效方式。
        4.4无线测量技术的应用
        无线测量技术在测量系统中的应用,必须以无线测量技术和DCS技术的整合为前提,从而使测量系统中存在的各类问题得到全面且有效的解决。同时,不断丰富现有的关键工艺信息或内容,是加快热工自动化技术得以完善和发展的关键措施。此外,无线测量技术的应用,会实现成本的合理控制,有效减少了成本投入,而且也为远程监控的实现提供了必要条件,基于此背景下,火力发电厂的应用必将获得更为广阔的发展。
        5结论
        综上所述,自动化有效地提高了火电发电的效率,降低了火电发电对周边环境的影响,提高了火电发电的经济效益。对此,火电企业应给予足够的重视,以促进我国电力工业的可持续发展。
        参考文献
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        [2]华磊.电厂热工仪表自动化技术应用探析[J].山东工业技术,2016(11):212.
        [3]伍静,谢再虎.热工自动化技术在火力发电中的应用与创新[J].科技创新与应用,2016(06):141.
        [4]陈风霖.火力发电厂中的热工自动化技术研究[J].中国高新技术企业,2016(06):21-22.
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