电厂热工自动化技术应用现状及展望

郭小诺

摘 要：在受到技术进步的带动同时，也得到了政策的支持，所以我国近年来电力事业进步迅速，得到了很长足的发展。电厂为了提高工作效率，机组已经在不断扩大装机容量，而火力发电厂也在不断提高热工自动化技术，和过去相比已经可以说是脱胎换骨，并且实现了热工监控范围的扩大，这样非常有助于火电机在运行中提高安全性和经济性。本文首先对电厂热工自动化进行简要介绍，然后分析热工自动化的应用现状，最后对其在未来的发展趋势进行了简要分析。

关键词：火电厂；热工自动化；DCS；FCS；智能控制

中图分类号：TM621 文献标识码：A

当前我国无论是在社会上还是经济上，都在快速发展，这些也给电力事业带来了进步。火力发电厂也在不断提高热工自动化的技术和水平，现在，热工自动化的技术在火力发电厂中的电力系统运行发挥着越来越重要的作用。当前我国已经对热工自动化技术重视了起来，已经投入政策和精力帮助其进行技术革新。火力发电厂的热工自动化技术作为一项新近产生的技术，在未来发展前景十分广阔。所以我们应该依托现有基础，加强改革创新，在设计理念和设计思路上不断完善，同时寻找直接借鉴的先进对象，这样才能让我国的热工自动化技术得到提升，真正适应当前我国电力发展的需要。

1.关于火力发电厂的热工自动化技术

火力发电厂的热工自动化技术是一种为设备提供安全、给机组提高经济型、给工作人员降低劳动强度，并且可以改善工作环境。具体来说就是通过计算机和网络技术实现自动化控制，并且基于自动化仪表来完成火力发电厂在工作中测量参数的工作，并且对参数进行处理、对设施自动控制，出现问题就可以自动报警以及保护，主要是通过主机、辅助设备和公用系统等环节的自动化来实现的。这其中包括4个方面：

第一，自动检测，通过自动化仪表实现热力过程针对热力过程中的各种参数来进行测量，其中包括着温度、压力、流量以及液位和成分等。通过自动监测而生成的热工参数往往成为火力发电厂判断运行状况的依据，根据这些数据来进行调整和控制，来进行经济核算，并且在发生事故后，设备会根据这些参数来自动报警和分析数据。

第二，自动控制，热工自动化中有自动控制装置，应用这种装置来在生产过程中进行自动运行和自动调节，这样机组运行就能够在经济型和安全性上得到更好的保证。具体说来自动控制装置功能分为自动调节、远方控制以及顺序控制这3个环节。

第三，自动报警，一旦自动检测装置发现系统参数发生异常，就会自动开始报警，通过自动报警的方式让工作人员发现异常，以便能够尽快进行处理故障排除。

第四，自动保护，自动检测系统发现参数到达一定阈值，就会关停设备以免给设备造成更大的影响，造成更大的损失。

2.关于火力发电厂中热工自动化技术的发展现状

当前在全国范围内，正处于一个发电机组改造的时期，在改造进行中，DCS控制系统被应用得十分广泛。目前看来，国外的DCS控制系统和我国的DCS相比，有着很多值得借鉴的地方，例如在系统本身的运行可靠性方面值得我们学习，而维护也不需要投入较大工作量也是一个较明显的优势，但造价太高了，反过来看国内的DCS系统虽然投入较少成本即可完成，但面临的问题是自动化程度低、水平差，机组在维护上需要较多的人手，工作量大、人工成本高。所以当前情况经过归纳之后如下，首先是由于国外的DCS系统技术较为先进、且经历了较长时间的发展完善，在参数设置和运行状态上都很完善，所以在机组、配套的仪表设备、DCS系统以及自带的编制软件都采取进口的方式从国外采买。

另外一方面，我国现在也十分重视引进技术，主要方式是进口DCS系统，但是在国内完成程序的编制。程序的编制是一项很复雜烦琐的工作，所以需要采用专业技术好、素养高的人来进行相应的编写工作。但即便这样，也存在着程序编写不合理或者其他差错的情况，这在使用中会存在着一些隐患，需要在调试中积极寻找问题。

3.火电厂热工自动化新进展

3.1 电气控制正纳入DCS

自从火电厂采用分散控制系统DCS 后， 汽轮机和锅炉的控制水平有明显的提高， 但作为单元机组中的一个重要环节， 即发电机变压器组和厂用电系统的控制， 大多数仍保留了传统的控制方式， 控制盘台上装设很多模拟仪表光字牌和开关按钮， 在一个控制室内与汽轮机和锅炉的DCS 控制很不协调， 严重影响了火电厂自动化水平。电器控制纳入DCS 范围主要为发电机系统和主厂房内的厂用电系统，主要包括发电机变压器线路组、高压启动/ 备用变压器、高压厂用工作变压器、低压厂用工作变压器、低压厂用备用变压器及低压厂用工用变压器等的控制和信号测量。

3.2 EIC 综合技术

在以前的发电控制过程中，电气控制装置E（ Eleetric） 仪表I（ Instrument） 和计算机控制装置C（ Computer） 都是彼此独立的装置，采取分别安装的方式。在现代科技的支持下，国家开展了EIC 综合技术运用，将这3种装置结合起来，并DCS 进行统一规划和完成，这是DCS 的未来发展方向。

3.3关于人工智能技术和神经网络系统

人工智能技术和人工神经网络是当前高新科技的最新成果，这些成果会在未来被逐渐应用于自动控制系统之中。

（1）模糊控制是对人类语言的变量进行控制，首先经过总结，把人类的操作经验进行归纳，总结成为程序上的条件语句，然后以此建立模糊关系后，采用模糊逻辑的形式来控制复杂对象。

（2）神经网络具有强大的非线性映射的能力，并且可以根据信息处理的结果进行自动学习，这样就能够实现对锅炉的进一步控制。

（3）预测控制。热工过程由于其工作的特殊性，惯性较强，同时伴随有滞后性以及时变性，所以想要建立精确的建模是比较困难的。预测控制则对模型的准确性要求没有那么高，所以预测控制技术今后将会广泛应用于热工控制中。

4.火力发电厂热工自动化技术在未来的发展

在当前以及未来的较长时间内，在火力发电厂的新机组进行安装以及老机组进行改造的首要选择仍然是DCS技术和PLC技术。其中在电气部分对DCS的采用量会很大，这是出于对炉机电监控一体化的考虑。而在现场设备上，则会趋向于微型化、数字智能化，同时得益于IT业的发展，控制室也会逐渐实现小型化、自动化以及智能化，最后经过发展，FCS技术终将取代DCS技术。现在计算机技术还在继续发展，智能控制在理论上还会进步，计算机监控系统也是如此，理论上的进步终将会在实用层面也取得发展。

结语

当前，计算机技术和网络技术都仍然在不断成熟，这些都在促使着热工系统继续发展，所以以后热工系统必然向着节能减排、环保以及自动化等方面进行发展，随着发展终将带来创造性的突破。同时在技术层面，热工自动化也会实现一体化、网络化，进而实现智能化和透明化。随着新颖的测量技术的推广，整个机组在运行操作上会变得更为稳定，故障排除方面也会简单方便。所以火力发电厂的热工自动化这门新科技也会获得更好的发展，最终实现火力发电厂在经济社会效益以及生态效益上的共同发展。

参考文献

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