火电厂热工自动控制系统运行过程中的问题分析及优化策略探讨

宁中伟

(中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,广东 广州 510663)

火电厂热工自动控制系统运行过程中的问题分析及优化策略探讨

宁中伟

(中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,广东 广州 510663)

随着社会经济和科技飞速发展,大量人口涌入城市,城镇化进程明显加快,各行业如同雨后春笋般不断涌现,对电力的需求旺盛.火电厂是保证电力稳定供应的主力军,而热工自动控制系统不仅是火电厂的核心设施,同时也是保障其它供电设备安全运行与电力稳定供应的重要支撑.结合笔者多年的工作经验,本文对火电厂热工控制系统在运行过程中存在的各种问题进行了详细的探讨,并且提出了一些解决方案,希望对业内有所帮助,为我国的电力事业贡献自己的一份力量.

火电厂;热工自动控制系统;问题;优化策略

火电厂热工自动控制系统由检测、执行设备和控制系统组成.通常现代火力控制系统还包括顺序控制、自动监测、报警和保护,这是由于火电厂的生产过程作为复杂的运行环境,它的大部分设备将受到易燃、高温、高压等恶劣条件的影响.随着DCS控制系统的发展,热工自动化程度不断提高.因此,在分析火电厂系统运行过程中自动控制问题的基础上,主要是在分析电厂运行管理中不确定因素的基础上,辅之以各主机在机组运行中的容量等方面的分析.

1 DCS控制系统简述

DCS系统是一个基于微机自动控制系统,集屏幕显示技术、通信技术、控制技术和计算机技术,可以在控制精度方面发挥明显优势,响应速度和工作可靠性,还可以有效实现工作数据的采集和处理,完成保护链、顺序控制、闭环控制的功能.DCS控制系统简介:机组可充分发挥集中控制作用.DCS技术包括电气控制系统的输入、高低压互感器DCS监控系统;汽轮机旁路系统的电气监控系统;公共网络设置DCS两功能之间的桥梁,连接燃油泵、空气压缩机房等电厂的电力系统;和公共网络可独立设置操作站,而公共监控系统可由单位操作员站进行;操作平台是DSC DEH、操作员站和安全操作控制按钮.在DCS系统中,当操作员站发生故障或通信故障时,可通过后备控制实现自动控制.图1为DCS系统,从图1中我们可以得知,其实DCS系统是一种分级递阶的结构.

2 热工自动控制系统运行过程中存在的问题

图1

随着科学技术的不断发展,DCS技术也在逐渐普及,相比于传统的系统而言,DCS系统运行起来十分安全稳定,对于机组的可操作性、控制性都大为增强.但是由于我国起步较晚,在某些方面还存在诸多的局限性,在技术层面上还有一些问题需要我们来解决和探讨.

2.1 DCS 系统中软硬件问题

在DCS系统中,BMS、CCS、DEH等重要控制点,通常添加到热控制系统,这是设备能否安全运行、发生故障时能否立刻停止运作的重要保障.但是在实际的运行过程中,DCS系统会受到很多外来因素的影响,从而降低其安全性和稳定性.例如,若没有限流的保护,通信网络很容易因为输入和输入电路发生短路从而产生故障,这样就导致无法通过远程监测等手段让系统或者设备作出正确的命令.此外,信息处理的速度以及设定值设置不当等,都可能对热工自动控制系统的正常运行造成影响.

2.2 热工控制元件问题

一般来说,热控制元件的电磁阀、流量、液位、压力和温度由于老化或质量问题而产生一些故障,并在运行过程中,系统没有自动识别的能力,这必然导致错误信号的发生,系统错误信号发出将导致指令的错误,进而导致跳闸等故障现象.根据实际工作经验,这种热控元件故障占热设备故障的一半以上,这对热工自动控制系统的整体运行有着非常大的影响.

2.3 电源故障

造成电力故障或者中断的原因有很多,比如有一些工厂危机意识不够,没有备用的电源,或者因信号干扰造成断路、接触不良等,这些原因都有可能造成电源的故障.不过电源故障排查起来非常容易,只要让保险配置充分发挥作用,并且备用电源时刻处于满电的状态,再加之一些防信号干扰的系统,就会杜绝电源故障的问题.

2.4 干扰造成的故障

一般而言,造成干扰的主要原因是接地的问题,备用电源和大功率无线通信交换设备,如手机、对讲机等.现如今,DCS系统的干扰信号问题已经备受关注,DCS系统经常会因为一些大功率电气设备的运行而产生停机等故障,我们一定要将系统的信号线和可能产生干扰信号的设备分离开来.处理器之间的主/从进程在单元操作中,除非人们尝试不切换,有抗干扰,如必须切换,应采取措施手动控制开关,以免影响操作条件.对于电子设备、工程和车站的关键部件,严禁使用大功率的无线电通信设备.

3 热工控制系统运行问题的优化策略

21世纪以来,电力企业渐渐朝着自动化和集成化的方面发展,火电厂的发电设备从规模或技术上也日益成熟.在火电厂热工控制系统的运行过程中,必须对系统存在的问题进行不断的分析研究,争取解决,从而进一步提升企业的自动化水平.

3.1 设计方面优化系统的运行性能

要想使得系统的监测能力得到一定程度的提升,我们一般是从控制站点的DPU为基础开始入手,然而这样对于性能的提升太过缓慢,不能满足我们的需求.所以我建议大家从信号入手,可以采取多点采样的方法,将采集来的信号进行对比和分析,从而提升系统的监测以及自我判断能力.如果想要DCS的安全性得到提升,那么将关键的节点进行分散布置,在故障发生时,就可以一起分摊压力,再对故障进行快速消除,将损失降到最低.另外,采样点的一个重要措施,也应该是多点取样,而且为了获得多参数数据更准确,可用于分离,然后使系统更可靠、更准确,及时发现问题和避免事故.一般来说,自动控制系统应注意的是设计、安装、多角度评价:DCS控制系统的优化,以提高预防系统、软化故障为目标,重点对其硬件和软件质量的自我判断优化;保护系统优化系统,控制装置误动跳闸;将设备功能的稳定性以及使用时间的延长作为主要目标,对设备的工作条件进行优化,及时通风和清理,避免因为灰尘或者其他环境问题导致DCS系统的运行故障.在设计过程中,对于火电厂自动化系统和设备,以目前的情况而言,我们首先要把安全放在第一位,再从经济的角度出发,力争设备的安全运行与经济适用并行.

3.2 过程通道维护

如今,过程通道故障比较多的就是I/O故障.这种故障处理起来十分的麻烦,工作人员一般无法通过主观意识进行精确判断,只能通过系统结合数据库的数据进行分析,从而找出故障发生的原因和地点,并且对于故障的维修,一般也是由生产商家进行,是热控人员进行日常仪器维护的一种手段.此外,制造商的I/O卡在市场的销量技术飙升,因此只能购买备件.不过这种故障发生的概率非常低,目前还仅处于调试阶段,大家不必特别关心.如果设备发生故障,工作人员可能无法迅速并且精确的定位故障位置,只能收到通知以后,才能进行排查.因此,工作人员的职业素养也要大大提升.

4 结语

总之,火电厂是我国电力供应的主力军,随着科技的发展,我国火电厂热工自动化控制系统已经逐渐追上了世界的平均水平,热工控制系统也是其发展和管理的重要途径.在当前电力技术飞速发展的情况下,充分利用新技术、新材料、新技术,实现自动化控制管理系统的科学优化,是确保系统运行的有效措施,将避免造成不必要的损失,促进系统成为电力生产和经营的重要保证.

[1]崔大勇,崔晨发,马雨晨. 燃气―蒸汽联合循环电厂自动控制系统的探讨[J].能源技术,2014(01).

[2]王斌,白一,张文康. 南屯矿电厂输煤系统自动控制及信息化设计与实现[D].电子科技大学,2015.

[3]陈润发,李涵,郭宇. 热电厂锅炉补给水自动控制系统的研究[D]. 山东科技大学,2015.

[4]王建涛,林众. 关于火电厂热工自动控制可靠性的探讨[J]. 科技资讯,2014.

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