火力发电厂热控自动化现状与发展

张卫卫 郑金成

（张家港沙洲电力有限公司 215624）

火力发电厂热控自动化现状与发展

张卫卫 郑金成

（张家港沙洲电力有限公司 215624）

近年来随着科学技术的发展，自动化技术已经被广泛应用，我国电力技术的主要发展方向是实现电力系统的自动化。本文论述与探讨了火电厂的热控自动化技术及其应用状况。首先阐述了热控自动化的概念，以及在我国发展的现状，并对未来自动化技术的改进方向进行了展望与总结。

火电厂；热工；自动化技术

我国电厂热控自动化技术经历了从无到有，从弱到强的变化，截止到目前，热控自动化技术在我国电厂的应用中已经取得了很大的发展。从自动仪表装置来看，目前已经有了很大进步，现在组装仪表已经发展为数字仪表，精确度更高，系统控制设备的性能也得到很大提高，并且用专门的小计算机监督控制机组，配以显示器，提高了可视性，提升了监控水平。

1 我国火电厂的热控自动化及其发展

1.1 电厂热控自动化[1]

火力发电厂热控自动化指的是在发电过程中，具备对各种信息、各个设备自动处理，综合分析的能力，以达到使用现代化的自动控制系统来达到无人操作的目的的过程。为了保障发电设备的安全，在火力发电过程中，需要自动化的控制设备，保护人的生命和财产安全，避免发生重大安全事故，在提高安全性的同时，也解放了人力，减少了人力资源的浪费。

1.2 火电厂热控自动化在我国的发展历程

近年来，我国火力发电厂的热控自动化技术取得了飞速的发展，发电企业已经成功应用了DCS（distributedcontrolsystem）[2]等核心控制技术，DCS技术是将设备分散控制，来实现数据和信息的自动化处理，在我国，广泛应用于300MW以上的火电机组上，发电企业一致认为其具有较高的安全性和经济性。21世纪以来计算机软件可视化效果不断提高，极大的发展和促进了DCS技术的应用，同时科技的发展也为火力发电厂的信息化处理提供了必要的保障，如通信接口的识别和管理系统数据的共享，使得DCS的分散控制效果变得非常好。

2 火电厂热控自动化技术构成

（1）温度测量，温度是火电厂中很重要的一个参数，在火电厂的热控测量控制系统中广泛使用温度传感器，主要有热电偶和热电阻，还有一些不常用的热敏元件如：金属膜（双金属膜），水银温包等，这些热敏元件都可以作为测量温度变化的一次性元件。

（2）压力（真空）测量，压力测量主要采用的传感器的原理有：位移检测或电阻电容检测原理和应变原理以应变原理作为工作依据的装置有膜片装置、弹簧管装置。以位移检测和电阻电容检测原理作为工作依据的装置是变位器，这样得出的数据压力范围大、数据精度高。

（3）流量测量，在热控自动化系统中主要采用标准节流原件测量流量，根据差压原理测量。还有一小部分电厂采用齿轮流量计或者涡轮流量计，如测量燃油的流量。在火电厂的大机组中不用节流元件测量主蒸汽流量，而是利用公式和汽机调节级的压力计算得出的。

（4）液位（料位）测量，目前应用最为广泛的液位测量主要是依据差压原理并且经过压力补偿来进行检测的，其中同时使用电接点和工业电视，用称重式测量料位，也有用电容式传感器配电容器测量，也有用浮子式或超声波原理测量的。

3 火电厂热控自动化技术发展趋势[3]

3.1 智能化的单元机组监控

随着普及应用单元机组的DCS系统，机组的监控环境变得简洁整齐，不过在电力行业中它并没有提高监控的智能化程度。即便在国内冶金和化工行业中应用了许多智能化的监视、控制软件，也取得了一些效益，但是直到近几年在电力行业的应用才有所起步。伴随着科学技术的不断进步，将火电厂机组自动化系统变得智能化会变成一种趋势，可以想象在不远的将来，我们能够看到在火电厂中使用信息智能化的仪表与软件，包括：仪表智能管理软件，阀门智能管理软件等等，这些软件将使我们实现自动化智能化的监控管理火电厂。

3.2 单元机组监控系统的物理配置趋于集中布置

在过去，一个集控室，通常是只有一台单元机组或者两台机组，若干个小型的电子设备间将电子室分割，在锅炉汽轮机房或者其他的主要设备附近布置。这样做的优点是，使电缆的到了节省。不过随着不断提高的机组容量，以及不断发展的计算机技术，出现了一个集中控制室，将全厂单元机组集中在一起，提高了管理机组运行的水平。

3.3 进一步应用过程控制优化软件

目前火电厂热控自动化的研究方向很多，最重要的是如何进一步提高模拟量控制系统的调节范围和品质指标的研究。虽然有许多新的技术在电厂控制系统中不断被报道，如自适应技术、状态预测、模糊控制以及人工神经网络等一批新兴技术。不过能真正实现运行效果好的并不多。随着不断加剧的电力行业竞争，电厂会选用一些优化控制专用软件，这些软件具有安全、经济、效果明显、通用性强安装调试方便的等优点。同时可以结合实际生产过程进行二次开发，使软件不断走向成熟，使得火电厂的安全更高，环保更好，效益更高。

3.4 无线测量技术的应用

在火电厂中可以使用无线测量技术来监视和控制运行。无线测量技术将获得的关键工艺信息分步整合进入DCS系统。无线测量技术的广泛使用可以节省大量的安装成本，还能推动基本过程，改善自动化技术。在电厂内，可以通过无线测量技术远程监控供热、供油和煤计量等。

3.5 火电厂机组检修运行维护方式将改变

为了节省成本，提高竞争力，发电厂在提高发电量的同时，还会减少所需的生产人员。将设备的维修维护外包给专业的公司，让专业的维修队取代本场的维修人员。因此电厂无需再保持大量设备维修人员，降低了成本。

4 结束语

总的来讲，随着社会的进步，无论在生活中还是在工业生产上，对于自动化的要求越来越高。在大型发电机组中，结合自动化技术可以使发电厂的生产效率大大提高、安全性能得到更好的保证。虽然说热控自动化在火电厂的运用中还有很大的不足，但是近年来随着计算机信息技术的发展，热控自动化系统也是逐步完善，慢慢呈现出高速化、智能化、透明化的发展趋势。科技的进步，为自动化的进一步发展提供了广阔的空间。

[1]李彬.浅析电厂热控自动化改造技术趋势[J].中华工控，2010. [2]张国彬.电厂热控自动化改造过程浅析[J].工控技术，2009.

[3]蔡江河.电厂热工控制未来发展方向[J].自动化技术研究，2008.

TM621.6

A

1004-7344（2016）03-0071-01

2016-1-10