DCS系统在热电厂中的优势及应用探讨

苏佳妮

摘要：随着我国经济的不断发展，热电厂数量不断增多，社会对于热电厂的要求也更为严格。为了提高热电厂的作业效率及质量，从而保证热电厂处于正常运转状态，进而为热电厂节约更多成本，有必要在综述DCS系统概念的基础上，分析DCS系统在热电厂的应用优势，并提出具体的应用策略进行探究。

关键词：DCS系统；热电厂；电力工程；微处理器；发电机组 文献标识码：A

中图分类号：TM621 文章编号：1009-2374（2017）04-0037-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.019

进入21世纪以来，在社会经济稳健发展的大背景下，我国热电厂的发电水平已取得一定的进步与发展。与此同时，为了满足热电厂的生产需求，热电厂的工作重心逐步向DCS系统的优势及应用策略转变。其中，DCS系统中文全称集散控制系统，指以微处理器为依托，以综合协调、兼顾分治、集中显示操作及分散控制功能为设计原则的新型仪表控制系统，属于新型控制方式。传统小型火电厂普遍采取母管制，发电机、锅炉及汽轮机分开管理，现代中大型火电厂普遍采取单元制，发电机、锅炉及汽轮机统一管理，集中控制，提高安全性，单台机组故障无法影响其他机组，便于资源调配。鉴于此，本文针对热电厂应用DCS系统优势的研究具有重要意义。

1 热电厂概述

发电厂指将原始能转化为电能，再以固定设备集成输出满足用户用电需求的电力工程。按原始能结构，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂及风力发电厂。其中，火力发电厂是利用热能进行发电，发电机组包括：第一，汽轮发电机组。其运作机理为：将煤炭、石油及天然气等燃料进行充分燃燒，烧热锅炉，产生蒸汽，利用蒸汽带动汽轮发电机组，完成发电过程；第二，燃气轮机发电机组。其运作机理：将煤炭、石油及天然气等燃料投入燃气轮机，热能直接转换为机械能，带动燃气轮机发电机组完成发电过程。值得注意的是，现阶段我国火力发电厂的使用范围广，汽轮发电机组的技术较为成熟。

2 DCS系统概述

DCS系统又称集控运行系统，属于新型控制方式。该控制方式适用于中大型企业的生产过程，不仅加快我国工业自动化的发展进程，还显著提升了企业的生产效率，特别是发电厂的生产效率。相较于传统发电厂的控制技术，集控运行系统的优势明显，已形成自动化、数字化及系统化的生产模式，具备良好的发展前景，例如：为了满足热电厂的生产需求，发展热电厂自动化生产控制技术，积极引进4C技术，研发中大型发电生产线，一旦设备故障，便于及时维修，不影响热电厂的经济效益，避免生产事故，保护工作人员的生命健康安全。同时，相较于单控运行系统，DCS系统属于新型控制方式。传统小型火电厂普遍采取母管制，发电机、锅炉及汽轮机分开管理，现代中大型火电厂普遍采取单元制，发电机、锅炉及汽轮机统一管理，集中控制，安全性高，便于管理。DCS系统不仅包括停运、投运及生产设备，还涵盖检修环节所提供的安全措施，但是设备养护维修等工作内容不属于DSC系统的工作内容。值得注意的是，DCS系统每台机组设立1位组长、主值班员及副值班员，每两台机组设立1位单元长，每一值设立1位值长，便于保证监控设备处于正常运转状态。

3 DCS系统在热电厂的应用优势

3.1 符合经济可持续发展的要求

近年来，随着我国经济的不断发展，热能资源的使用形势紧张。如何有效平衡产业间能源配置，是我国经济在发展进程中所面临的重点问题。作为我国能源使用频率高、使用范围广的经济产业，热电厂应转变传统理念，优化原有热动系统，应用DCS系统不仅显著减少热电厂的能源消耗，还为热电厂节约更多成本，增强热电厂的核心竞争力，加快发电技术的变革与重组，符合我国经济可持续性发展的要求。

3.2 增强现有发电系统的节能技术

在热电厂的运转过程中，应用DCS系统，工作人员必须坚持实事求是的原则，结合热电厂的具体情况，制定原有发电系统的优化方案，严格规范发电系统的操作流程，利用现有的节能技术重组改造发电机组设备，提高燃料的利用率，进一步节约成本投入，以完成改造过程。因此，DCS系统不仅满足热电厂节能减排的要求，还增强现有发电系统的节能技术。

3.3 保护环境

我国部分行业的经济增长是以破坏环境为前提与代价，尤其是发展电力行业。有统计资料表明，我国占2016年全球二氧化碳排放量居首位，特别是在热电厂生产的过程中，浪费燃料及排放非能是造成我国二氧化碳排放过量的主要因素。同时，依据2016年环保局统计，我国每年因环境污染所造成过早死亡的人数已突破45万人，尤其是自21世纪以来，我国新生儿畸形率呈逐年递增趋势，超过40%，每年因环境污染所造成经济损失约占年生产总值的15%，并不包括不可再生资源的破坏及使用。因此在热电厂的运转过程中，应用DCS系统，充分利用所排放的热能资源，减少环境破坏，发挥DCS系统的作用。

总而言之，作为我国热电厂的新型控制方法，DCS系统的优势显著，但是其节能技术不成熟，尚不存在完整的理论知识体系，仍处于发展及探索阶段。有统计资料表明，我国热电厂应用DCS系统的时间晚，起步迟，发展缓慢，技术人员的整体素质水平参差不齐，存在不同程度操作不规范的问题。同时，现有的热电厂机组设备设计存在缺陷，发电机设备的利用率偏低。DCS系统在我国发展前景广阔，相关部门应出台扶持性政策，加大专业性人才的培养力度，更好地服务于社会。

4 DCS系统在热电厂的应用策略

4.1 积极引进管理理念

随着我国经济的不断发展，热电厂数量不断增多，热电厂DCS系统应用水平逐步成熟，热电厂的作业效率呈逐年上升趋势，造成人为工作量骤减。同时，随着DCS系统的不断完善，已实现自动化抄表，提高抄表的准确性，进一步减少养护人员的工作量。因此在实际应用的过程中，工作人员应坚持可持续性发展的原则，主动转变传统思维，积极引进科学的人力资源管理理念，严格落实热电厂的工作流程，特别是变电站的工作流程。例如：在热电厂运转的过程中，应用DCS系统，定岗定责，构建具有电厂特色的激励机制，最大限度激发工作积极性，确保DCS系统处于正常运转状态，保证热电厂的作业效率及质量。

4.2 及时处理系统问题

从现阶段我国热电厂的集控运行水平来看，仍停留于粗放型阶段，一部分热电厂对于DCS系统的重视程度有待提高，资金投入不足，技术基础薄弱，设备过于陈旧，造成热电厂的发电手段落后，发电方法单一，发电效率低下，缺乏集控数据分享平台。

同时，在社会经济稳健发展的大背景下，电力需求量逐年上升，社会对于热电厂的要求更为严格，现有的发电设备不仅无法满足输配电需求，还可能埋下隐患，造成不可预估性损失。因此在实际应用的过程中，热电厂应坚持实事求是的原则，增强工作人员的技术水平，加大对于DCS系统的重视程度，合理选择适宜的DCS系统，逐步构建具有电厂特色的集控管理机制；政府及相关部门应结合热电厂的发展情况，扩大资金投入，逐步构建具有区域特色的集控数据分析平台，便于解决在实际应用过程中所面临的问题。

4.3 创造运转外在条件

DCS系统的外在条件包括不间断电源设备、接地系统、计算机控制系统、控制室的环境要求及电子室的环境要求，一旦改变系统的外在条件，不仅直接影响DCS系统运转的稳定性，还可能埋下其他隐患，造成不可预估性损失。然而，从现阶段我国热电厂的集控运行水平来看，受传统因素影响较为严重，对于DCS系统外在条件的重视程度不足，减少成本投入，无法屏蔽电缆干扰，无法准确保证供电及切电时间，忽视系统日常巡逻监察工作甚至控制室及电子室内缺少制冷设备。因此在实际应用的过程中，工作人员应坚持实事求是的原则，结合热电厂的具体情况，组建专业的养护维修团队，加大对于集控外在条件的重视程度，进一步扩大资金投入，创造稳定的DCS系统运转外在条件，保障供电系统及接地系统处于正常运转状态，确保控制室及电子室的环境符合DCS系统的作业条件。

4.4 重视系统日常管理

DCS系统由软件及硬件设备组成，一旦软件或硬件的零件故障，造成DCS系统无法正常运转，影响作业效率。因此在实际应用的过程中，工作人员应重视管理DCS系统，特别是做好DCS系统的现场管理工作，加大对于计算机系统的养护力度，进一步保证DCS系统处于正常运转状态。其中，DCS系统与计算机系统相互影响、相互作用、相互依存，缺一不可。同时，加大对于DCS系统软件的管理力度，做好软件日常管理工作，及时备份系统参数，禁止非专业人员改动操作数据，逐步构建具有电厂特色的集控软件管理模式，细化管理职责，消除管理隐患。值得注意的是，为了保证DCS系统处于正常运转状态，工作人员应及时设立热机保护装置，一旦引发机组故障，热机保护装置按预先设定执行停机操作，不仅能有效保护热电厂设备，还能降低热电厂的事故发生率，减轻热电厂的经济损失，最大限度保证工作人员的生命健康安全。

总而言之，为了满足热电厂的生产需求，重视热电厂的生产管理，发展热电厂的自动化生产技术，积极引进4C技术，加大对于大中型热电厂生产线的研发力度，即便设备故障，不仅无法影响热电厂的经济效益，便于修理及日常维护，还能优化热电厂的作业流程，有效预防热电厂事故，保证工作人员的生命健康安全。

5 结语

通过本文的探究，认识到随着我国经济的不断发展，城市规模不断扩大，热电厂数量不断增多，热电厂的技术水平逐步成熟，为了提高热电厂的作业效率及质量，加快热电厂发电技术的变革，分析DCS系统在热电厂的应用优势，提出具体的应用策略具备显著价值作用。

参考文献

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（责任编辑：蒋建华）