刘洋
云南大唐国际电力有限公司 云南，昆明 650011
摘要：火电厂利用信息技术构建热工自动化系统，具有降低人工成本、实现实时控制等优势。由于该系统组成结构复杂，加上运行环境干扰、安装质量不高等一系列因素的影响，运行过程中有可能出现不稳定的情况，除了影响火电厂发电系统的正常运行，还有可能引发安全事故。本文首先介绍了热工自动化系统的结构组成，包括实时控制系统、分散控制系统等。随后针对影响系统稳定运行的常见因素，分别从保障软硬件定期更新、完善检修制度、加强安装质量控制等方面，提出了相应建议，为火电厂做好热工自动化系统日常检修与定期维护提供了参考。
关键词：热工自动化；分散控制系统；抗干扰能力；稳定性
现阶段火电厂使用的第三代热工自动化系统，通常以32位微机控制系统作为主控单元，采用多功能人机串口完成信息交流和指令传递，在提供丰富功能的同时，还保证了较高的兼容性和可扩展性，这也是近年来热工自动化系统在火电行业得到推广应用的主要原因。在实际运行中，该系统因为安装质量、硬件设施、运行环境等诸多因素的影响，均有可能出现运行不稳定的情况。为了更好的体现该系统的应用价值，必须要探究提高系统运行稳定性的有效措施。
1.热工自动化系统的结构组成
1.1实时监控系统
热工自动化系统的结构组成复杂，包含的元件、仪器类型多样，并且分布面广，这就给系统运行监控和日常检修增加了难度。实时监控是热工自动化系统的核心功能之一，它能够将自动化系统中所有的电气设施、机械设备等，全部纳入到监控范围以内。通过实施采集运行参数和动作状态，与系统中预设的标准信息进行对比。如果信息不匹配，则说明存在异常工况或非常规运行。然后系统自动报警，提醒检修人员明确问题所在，及时进行相关处理。
1.2分散控制系统
分散控制系统采用模块化设计，每个模块分别对应不同的功能，例如负责保障通信稳定的通信站，负责储存历史数据和操作记录的历史站等。另外还有DAS、CCS以及BPS等模块，同时所有模块共享一个环形网络，模块之间可相互通信，每个模块都是一个节点，没有中心节点，如图1所示。
图1 分散控制系统的结构组成
2.影响热工自动化系统稳定运行的因素
2.1软、硬件设备更新速度慢
热工自动化系统的硬件部分，包括各种电子仪器、机械设备，例如电磁阀、定位器、温度计压力传感器等；软件部分主要是以PLC为核心的控制系统和应用系统。随着使用年限的增加，硬件和软件都需要定期进行更新，才能满足热工自动化系统的稳定运行需要。但是很多火电厂由于经费投入不足，或者重视程度不够，没有对这些软、硬件设备进行定期更新。一些硬件设备出现了老化、破损、绝缘失效等故障，甚至厂家停产；而软件系统也会出现响应速度慢、兼容性差等问题，不满足网络安全的要求，影响自动化系统的正常运行。
2.2热工控制元件出现故障问题
热工自动化系统的运行环境复杂，有些零部件长期处于电磁环境、油污或粉尘环境中，发生运行故障的概率较高。例如，温度、压力传感器是灵敏性较高的监测仪器，在受到电磁干扰之后，传感器对温度、压力变化的监测灵敏性降低，不能及时、精确地反映出温度、压力变化情况。热工自动化系统无法自动发出调节指令，很有可能因为温度过高、压力过大而引发安全事故。除了后期环境干扰导致热工控制元件发生故障外。
通信传输故障、电路接触不良等，也都是影响热工自动化系统稳定运行的常见因素。
2.3自动化系统的设计与安装缺陷
为了满足火电厂的多样化运行需要，近年来热工自动化系统的应用功能丰富，相应的设备数量和系统复杂程度也在不断增加。对系统设计、安装、调试、检修等，均提出了更为严格的要求。目前常见的问题有：其一，设计方案不科学，虽然从整体上来看能够保证系统正常运行，但是局部仍然存在质量隐患。例如，汽包和汽水取样管的设计不合理，在系统运行时经常会出现水位计量程误差过大的情况，流量汽包水位的精准性也因此受到影响。控制系统判断错误，引起保护装置误动，出现频繁跳闸的情况。其二，安装质量不过关，存在接触不良、固定不牢等问题，也会导致系统的正常运行。
3.提高热工自动化系统运行稳定性的措施
3.1实行长效投入机制保障软硬件定期更新
实践表明，热工自动化系统在降低成本、提高效率等方面效果显著，火电厂应设立专门的经费用于保障该系统的软、硬件得到更新和维护。对于硬件设备，每周进行1次常规检查，每个月开展1次集中维护。如果发现有老化、磨损、失灵的硬件设备，及时更换并做好记录，作为下次检修的重点，保证热工自动化系统能够正常运行。对于软件系统，也要定期检查是否有新的版本，如果有需要进行系统升级，在扩展功能的基础上，也有助于保证整个系统的运行流畅性。依托长效投入机制，使热工自动化系统稳定运行，且发挥应有功能。
3.2完善检修制度保障人工控制元件运行安全
随着热工自动化系统投入运行时间的增加，热工控制元件发生故障的频率也会相应的提升。要想从源头上解决此类问题，切实保障运行稳定与安全，必须依托完善的检修制度，指导检修人员对关键设备、核心部件展开动态监管，保障整个系统的运行稳定与安全。从检修的重点上来看：其一是加强系统运行环境管理，对于传感器这类灵敏元件，易受电磁干扰出现精度下降的问题。应采取抗干扰措施保障其正常运行。除此之外，日常维护时注意清理设备、元件表面的粉尘、油泥，也是保障热工自动化系统能够稳定运行的有效措施。其二是针对那些比较重要且容易发生故障的部件，例如通信装置、电源等，通过落实好检修维护责任，保证故障隐患可以得到第一时间处理。
3.3优化系统设计方案，加强安装质量控制
基于火电厂运行的实际需求，对热工自动化系统的结构布局、元件组成等进行科学设计，为下一步的系统安装提供参考。在制定设计方案时，应注意选用一些技术成熟度高、运行稳定性好的热工元件，保证安装之后可以维持系统的正常运行。另外还要设计误动保护装置，保证在系统出现误动、拒动时，能够采取自我保护措施。在系统安装时，应当对各类硬件设备的质量进行检查。尤其是测量元件、输出执行器等核心部件，需要先检查质量确定不存在问题，然后安装完毕后进行运行调试，确定该系统可以正常运行。此外，加强逻辑组态的优化，合理使用“三取二”等组态方案，保障系统稳定和安全运行。
结语：热工自动化系统在火电厂得到推广使用，如何保障其运行稳定，直接关系到人员安全和经济效益，必须要引起足够关注。技术人员应做好系统设计和安装质量控制，在调试后确保热工自动化系统可以稳定运行；同时，在该系统投入运行以后，还要依照本公司的检修制度，落实好检修责任，定期进行软、硬件更新，及时发现故障隐患并处理。在维持系统运行稳定的前提下，为火电厂的经营与发展提供支持。
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