电厂热工自动化技术的应用及发展探析

王磊　陈永生

摘要：随着社会用电的规模化发展，电厂中落实了热工自动化技术的应用，维护电厂运营的稳定性，消除电厂中潜在的安全隐患。电厂运行中的热工自动化技术，深化了控制、智能等理论思想，推进了电厂的自动化发展，体现了现代电厂发展的积极性。文章以电厂为研究背景，分析了热工自动化技术的应用及未来发展的趋势。

关键词：电厂；热工自动化技术；电力事业；用电质量；分散控制系统；监控管理系统 文献标识码：A

中图分类号：TM621 文章编号：1009-2374（2015）28-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.030

电厂是电力事业的核心结构，其对技术的要求比较高，目的是提高电厂运行的经济效益，维护社会的用电质量。热工自动化技术可以应用到电厂的多个模块中，全面辅助电厂的运行，通过热工自动化技术，加强电厂运行的控制力度。热工自动化技术的实践性比较高，而且其在电厂中具有很大的发展潜力，为电厂运营提供可靠的技术支持。

1 电厂热工自动化技术的构成

电厂中的热工自动化技术主要由两个部分构成，分别是分散控制系统和监控管理系统，结合某电厂中对热工自动化技术的应用，重点分析两项构成技术。

1.1 分散控制系统

分散控制系统主要应用在局域网中，电厂处于局域的环境中，分散控制系统利用计算机，管控热工自动化技术的应用，实现多样化的功能。电厂的局域网相当于数据的控制端口，主动处理电厂中运行机组的数据。目前，热工自动化技术中的分散控制系统在火电厂中比较常用，表明分散控制系统的可发展性。

1.2 监控管理系统

监控管理系统的核心是电厂热工自动化技术中的DCS，确保DCS能够准确地完成数据交换。DCS在热工自动化中负责数据的处理，如采集、存储等，利用监控管理系统，可以规范DCS的运行。监控管理系统中，使用的是比较先进的管理软件，根据DCS的运行状态，随时调用运行软件，提供所需的功能。热工自动化技术中的DCS模块并没有达到成熟的状态，所以监控管理系统的运行还不完善，部分管理功能还没有实现，热工自动化技术构成中的监控管理还存在很大的发展空间。

2 电厂热工自动化技术的应用

热工自动化技术在电厂中的应用，改进了电厂传统的运行方式，具有实践性的应用特点。重点分析热工自动化技术的应用，如下：

2.1 DCS应用

DCS在电厂中，改进系统的连接方式，减少了接口的使用量，最主要的是提高电厂的运行效率，降低了电厂的维护量。DCS能够直接控制电厂的编程，借助计算机网络传输控制信息，既可以检测电厂系统的运行状态，又可以提供操作的控制指令，实现分布式的控制应用。DCS是热工自动化技术的典型代表，其可检测电厂的整个发电系统，合理控制设备的运行。DCS在电厂中，朝向一体化的方向进步，取消了冗余系统，加快了信息传输的速度，由此还能提高DCS系统本身的性能，满足电厂高效发展的需求。

2.2 辅助系统中的应用

电厂项目的规模较大，包含复杂的模块，为了保障电厂的稳定性，需要配备大量的物资，特别是辅助系统的建设，保障电厂的正常运行。辅助系统的消耗比较大，电厂将热工自动化技术应用到辅助系统内，用于管控辅助系统的消耗。例如：某电厂中，统计2年内电厂的消耗，其中辅助系统的消耗占比高达50%，加重了电厂运行的成本负担，该电厂采取热工自动化技术应用，提高辅助系统自动化的控制能力，热工自动化技术可以取代部分人工操作，转型为机器操作，促进辅助系统的自动化发展，降低了辅助系统中的物资投入，热工自动化技术投运半年内，成本投资下降了13.8%，表明热工自动化技术具有节能、降耗的作用。

2.3 热工自动控制应用

电厂建设的规模不断扩大，对热工自动技术的要求越来越高，强调了热工自动控制的实践意义。以某火电厂为例，分析热工自动控制的应用。该火电厂的装机容量非常大，要求热工自动控制必须达到相关的精度，便于提供稳定性的技术控制。该火电厂根据热工自动控制的要求，融入计算机技术和相关理论，加强热工自动化的控制力度。该火电厂热工自动化控制中，使用的是PID控制技术，在此基础上引入模糊控制，配合PID控制技术的应用，PID控制技术在该火电厂内，既可以控制复杂的过程参数，如耦合、时变，又可以发挥模糊控制的优势，解决参数处理中的缺陷问题，促使该火电厂的热工自动控制能够进入到高精度的装量，维护火电厂的稳定运行。

2.4 过程控制中的应用

过程控制是指热工自动化技术在电厂生产过程中的应用。电厂生产过程中，需要准确地控制温度、压力等多项过程因素，所以采用热工自动化中的智能控制技术，同时控制多项过程因素，实现过程的优化控制。因为电厂生产过程中，很容易出现资源消耗，增加电厂运行的负担，而热工自动化技术对生产过程的控制具有智能化的特点，减轻过程控制的压力，按照电厂运行状态的需求，分配热工自动化技术在过程控制中的应用，使用状态预测的方法，智能管理电厂生产过程，保障电厂的生产效益。

3 电厂热工自动化技术的发展

热工自动化技术是电厂运营中的主要技术，全面维护电厂的运行效率，提供有效的控制方式，进而促进电厂朝向智能化、自动化的方向发展。根据热工自动化技术在电厂中的应用，分析热工自动化技术的未来发展。

3.1 自律分布式发展

自律分布式系统是电厂热工自动化技术的发展趋势，此类系统可以实现协调与控制的同步进行，有目的地控制电厂的运行。自律分布式应用能够根据电厂的运行状态，自主调节热工自动化技术的工作任务，提升电厂的运行水平。由于自律分布式系统的控制难度大，影响了电厂信息的交互，所以自律分布式系统在电厂热工自动化技术中，仍旧处于研究和待发展的状态。

3.2 引入过程控制仪表

电厂热工自动化技术对仪表提出了新的要求，利用过程控制仪表取代传统仪表，促使电厂仪表具备智能执行的特点。过程控制仪表应用到智能设备中，按照电厂热工自动化技术过程控制的状态，先设计过程控制仪表的应用理论，再安排实践应用。过程控制仪表自身的优点明显，废弃后不会造成任何污染，而且具有高效的使用标准，所以热工自动化技术在未来发展中，重点研究过程控制仪表，促使其投入到电厂热工自动化技术中。

3.3 支援系统的运行

支援系统的应用发展目的是辅助热工自动化技术监控电厂运行，在保障电厂运行效率的同时，缓解电厂的运行压力，解决电厂机组中的运行与安全问题，强化热工自动化技术评估与判断的能力。

4 结语

热工自动化技术在电厂中的应用，降低了电厂的投资成本，提供了准确的控制方法，加快了电厂的发展速度。热工自动化技术的应用优势较为明显，其在电厂中具有良好的发展条件，综合提高电厂的运行能力。根据电厂运行的需求，推进热工自动化技术的发展，规范热工自动化技术在未来电厂运营中的应用，最大化地提高电厂的经济效益。

参考文献

[1] 孙长生，冯国锋.电力行业热工自动化技术的应用现状与发展[J].自动化博览，2008，（4）.

[2] 李行，李益.电厂热工自动化技术应用现状及研究展望[J].产业与科技论坛，2014，（6）.

[3] 陈明星.智能控制在电厂热工自动化中的应用分析[J].河南科技，2013，（20）.

[4] 白焰.电厂热工自动化技术的现状及发展[J].华东电力，1995，（5）.

作者简介：王磊（1983-），男，安徽淮北人，机械工业第一设计研究院工程师，硕士，研究方向：工程设计。

（责任编辑：陈 倩）