余晓华 季洪蒙 李永平
华能沁北发电有限责任公司 济源 454650
摘要：我国经济的发展和人民的生产生活都离不开电力的支撑，一直以来，火力发电厂在电力生产和运行中发挥着不可替代的作用。在火力发电厂的运行中，热工自动化控制是十分关键的组成部分，能够实现自动检测、控制和保护等功能。在此，结合实践，就热工自动控制在火电厂应用中的可靠性方面进行了分析。
关键词热工自动控制；火电厂；可靠性
1.热工自动控制系统
热工自动控制系统在实际应用中，需要对汽包水位、机炉协调控制、过热蒸汽温度、送风、引风控制等多个工作环节进行监督，以此对电能生产全过程进行动态化的控制管理，减少设备故障发生率。该控制系统主要包括三个系统：第一，为分散控制系统，存在于各个组件中，对系统设备安装情况进行控制，以便管理人员可以对机组运行情况进行有效把握，及时发现设备存在的故障，及时进行维修处理；第二，为辅助控制系统，该系统可以在火电厂整个系统出现严重故障时，通过自动化技术恢复系统，实现机组的正常运行。该系统可以在无人管理状态下依托编程器（可控制）对系统中的各个装置进行自动化的控制管理，控制期间接收的数据可以通过各个接口实现交换，一旦系统某个环节出现故障问题可以在数据交换后进行有效调节，使得故障设备尽快恢复正常。
2.火电厂热工自动控制系统的组成
2.1分散控制系统
在热工自动控制系统中，分散控制系统（ＤＣＳ系统）是十分重要的组成部分。分散控制系统中“分散”含义有两个方面：一是强调各种被控的生产设备是分散的，在地理上分散布置；二是指控制系统所具有的功能是分散的，这种功能上的分散同时意味着整个系统危险分散。中油电能热电一公司采用的是西门子分散控制系统，以各个控制室的多台计算机为基础，采用“分散控制、集中操作、分散管理”的原则进行系统的设计与构建。分散控制系统结合了多种高新技术，集中应用了微机技术、通信技术、ＣＲＴ技术以及控制技术，可以实现过程控制、控制管理、生产管理以及经营管理等功能，每一部分功能既可以相互独立又能互相联系。
2.2辅助控制系统
辅助控制系统主要用来辅助机组保持正常的运行状态。火电厂的辅助控制系统有锅炉补给水系统、凝结水精处理系统、循环水处理系统、工业废水处理系统、除渣除灰系统以及输送煤系统等。因为火力发电厂工作环境对人而言是比较恶劣的，应用辅助控制系统可以在没有人看管机组的情况下进行自动辅助监督管理。该系统的运行需要采用可控编辑器来设置系统，由于可以选择多种数据接口方式，处理方式比较灵活，所以可以为系统长时间处于正常状态提供有效保证。在辅助处理过程中，可以对所有设备进行集中化管控，不仅减少了人力资源的投入，还体现出了自动化的优势。
2.3自动控制系统
自动控制系统主要用于火力发电机组安装的调控和监视。自动控制系统最大的特点在于可以感应到外界环境条件的变化，并针对性地对机组运行的各种参数做出调整。比如，可以调控发热程度、调控流量等，从而减少外界条件对机组运行的影响。随着科技的发展，自动控制系统具备了交流采样、数字通信的特点，并能够综合其他信息系统如ＭＩＳ、ＳＩＳ以及其他管理系统，实现火电厂生产运营的自动化控制。
2.4自动保护系统
自动保护系统主要是为了保障机组的运行安全，减少事故的发生。在自动保护系统的工作过程中，如果监测到热工参数异常或者机组工作状况达不到要求时，可以通过程序控制给相关设备断电，强行关停。这样可以防止故障进一步发展恶化造成更大的破坏，减少对人们生命安全的损害。
按照保护的形式我们可以把自动保护系统分为三类：锅炉自动保护系统，比如炉膛灭火保护和汽包水位保护等；汽轮机自动保护系统，比如低油压保护和超速保护等；辅助设备自动保护。
3.提高火电厂热工自动控制可靠性的策略
3.1逐步实现单元机组集中配置
在火力发电厂的机组设备系统中，它的组成有时是可以变动的，有些可以是一个单元机组，有些可以有两个单元机组。虽然这有一定的好处，但是这样的分散监控与不固定组成会增加运行成本，也不利于管理。所以，随着技术的进步，可以逐渐进行更新换代，采用单元机组集中配置模式，实现集中掌控。另外，随着我国各个领域用电量的不断增加，应该加强火电厂单元机组的结合，构建大型控制室。采用单元组集中配置可以改变分散管理的状况，也减少了机组程序不同带来的复杂工作，有利于提升自动化系统的可靠性。
3.2提高DCS（分散控制系统）的抗干扰能力
为了有效加强火电厂辅助控制系统的应用，提升系统的可靠性，可以从以下三个方面入手：第一，加强火电厂热工自动控制系统相关工作人员的素质培训，提升他们的专业素养、职业道德以及业务能力，确保辅助控制系统的有效运行。第二，提升分散控制系统的抗干扰能力，做好系统的接地、电缆的抗干扰、信号的防干扰各方面的工作。在对信号电缆进行敷设的过程中，必须根据传输信号种类分层进行，在此过程中杜绝在一根电缆上使用不同的导向进行动力电源以及信号的传送。为了有效降低电磁的干扰，必须将信号线与动力电缆与平行敷设保持一定的距离。第三，要处理好物理接口与设备的通信协议之间数据的转换，以便保证系统运行更加顺畅，提升系统运行的安全性和可靠性。
3.3抑制干扰信号，采集可靠信号
在热工控制系统的运行过程中，必须减少外界干扰，以保证相关数据和信号的准确性和可靠性。因为热工自动化系统的工作环境比较复杂，干扰因素众多，所以一定要对干扰源进行准确分析。普遍来讲，干扰信号主要来源于工程设计、安装过程以及生产维护等，具体的干扰主要由计算机供电系统、公共阻抗、雷击引入以及漏电阻等引起。当出现严重干扰时，系统会发生误动，对设备产生一定的损伤，影响生产安全。所以，企业必须找到干扰源、尽量消除干扰信号，进一步切断干扰途径，并提升设备的抗干扰性能，遇到具体的问题要采取针对性的措施。
3.4加强热工自动控制各方面的管理工作
虽然火电厂运行在不断提升自动化程度，但是在众多环节要加强人为管理，通过合理地管控，有效提升热工自动控制的可靠性。第一，火电要加强管理制度建设，制订更加详细严密的自动化操作规范，要求工作人员必须谨遵操作规范，避免人为操作失误。第二，注重后续检查修复系统的管理，比如采用无线测量技术实现监控管理。加强发电机组设备的运行周期和使用寿命的预测，注重风险评估与管理，实时注意设备状态，精准掌握设备的各项参数，加强防范。第三，企业要加强设备的消缺管理，要重视消缺规律的掌握，及时消除重大缺陷，并积极采用现代化信息技术实施远程监控。第四，要促进仪表自动化校验管理的一体化。注重各种仪表与设备的匹配，降低仪表出错率，必要时可以采用计算机全程跟踪管理，有效得知系统动态，提升可靠性。
结语
我国火力发电厂在电力生产和运营方面起着不可替代的作用。随着火电厂热工自动控制应用的不断深入，系统的可靠性必须得到进一步提升。热工自动控制是火电厂生产运营的关键核心系统，管理人员要做好各方面的调试与监督管理工作，提升自动控制系统、保护系统以及辅助控制等系统的可靠性。发电企业还要加强对人员素质的培训，不能忽视任何操作细节，从而有效保证系统的安全稳定，进而促进火电厂的稳定健康发展。
参考文献
［１］王亮．关于火电厂热工自动控制可靠性的探讨［Ｊ］．科技资讯，２０１４（２９）：９９．
［２］朱梓陶，朱群峰．智能控制在电厂热工自动化中的应用分析［Ｊ］．南方农机，２０１７，４８（１９）：９２．