热工自动化DCS控制系统在火电厂的应用分析

尤涛

摘要：改革开放以来，我国社会经济得到了持续发展，人们的生活水平逐步提高，各类用电设备走进了人们的生活和工作当中。目前我国的电力系统中火力发电量占总发电量的70%以上，这就对火力发电厂的发电能力、安全性及稳定性提出了更高的要求。自动化控制理论可以有效的保证我国电力事业完成现代化改革创新，本文通过对热工自动化DCS控制系统在火电厂的应用进行分析，并探讨将来火力发电自动化的发展趋势。

关键词：自动化；热工机组；火电厂

1前言

近年来我国火力发电行业的热工自动化水平有着明显的提升，其中热工自动化DCS控制系统在保障火力发电厂发电能力、安全性及稳定性方面起着越来越重要的作用。电厂热工自动化作为一项重要的现代科技，可以预见到其发展前景十分广阔。

2热工自动化DCS控制系统的应用

人们对自动化控制理论的研究分为三个过程，第一，经典控制理论；第二，现代控制理论；第三，智能控制理论。值得注意的是这三种理论并非单纯的延续关系还有着相互配合共存的关系。热工自动化DCS控制系统在自动化控制系统中属于较为先进和完善的控制系统，其中DCS是分布式控制体统的简称，因为其技术特点有被称之为集散控制系统，DCS控制系统在火电厂的应用可以有效的降低运营成本、提高稳定性和安全性。

2.1热工自动化DCS控制系统

热工自动化DCS控制系统主要包括五个子系统：第一，DAS数据采集系统的主要作用是对热工机组进行在线监测，计算热工机组运行过程中的数据生产对应的参数，并以画面的形式在显示器上呈现给电厂操作人员。系统中包含的自动报警机制可有效的对机组性能指标进行计算，提高现场操作人员的准确性进而保证电厂运行的稳定性。第二，MCS系统主要作用是对生产过程中水、风等锅炉和汽轮机的相关变量进行控制，同时调节汽轮机组的运行负荷进而保证机组运行的经济型。MCS作为一个模拟量控制系统，可以分为控制锅炉侧的协调、蒸汽温度控制、引风控制、水箱水位控制的部分，以及控制汽轮侧的水系统调节、除氧器水位调节的部分。第三，SCS系统可以根据运行规定的顺序对热供设备运行状态进行逻辑判断，并根据判断结果对设备发出控制指令，确保热工机组中的各个部分按照规定的顺序启动，进而保证机组的安全性。SCS的主要控制对象是电厂内的主机和辅机，实现机组的自动开关机的同时对其运行参数进行监控，得益于其采用了分层设计，通过控制方面运用的优先级技术，可以有效的保证在较短时间内完成机组按照顺序控制。第四，DEH系统主要针对汽轮机组的转速、功率、压力等参数进行控制，是提高电厂能源利用率的重要手段，同时在汽轮机组发生故障时能对机组中重要的设备进行保护。第五，FSSS系统通过对锅炉炉膛运行情况监控数据的计算分析，并根据实际生产情况作出自动调整，可以对燃烧系统中的主要设备进行控制。由此保证锅炉在运行过程中的安全性和稳定性。

2.2热工自动化DCS控制系统的应用

应用热工自动化DCS控制系统的的优势主要体现在以下三个方面：首先，DCS控制系统具有良好的兼容性，可以对电厂生产过程中的各个设备进行科学有效控制，在保证机组安全稳定的前提下，自动化控制还能有效的提高厂生产效率。通过直接将机组运行的实际情况展示给操作人员，可以大大提高电厂操作人员的工作效率继而降低整个电厂运营成本。其次，DCS 控制系统可以对热工机组及时的维护与管理，通过是测试数据表明，该系统可以及时发现设备运行中发生的故障问题，并以迅速通知操作人员，操作人人员根据实际情况对设备记性维护和管理，利用这种方式大大缩小了热工機组故障的影响范围，进而保障了机组的运行可靠性。最后，DCS 控制系统拥有远程控制输入和输出功能，在热工机组运行过程中可对其进行远程操控，尤其对于一些操作人员无法在现场进行处理的特殊工序，DCS 系统都可以实现远程控制和运行过程数据处理的及时性，共同保证了电厂热工机组的运行安全性。

3火电厂热工自动化DCS控制系统的发展趋势

为进一步提高火电厂热工自动化程度，如何科学的使用DCS控制系统并引进其他先进的自动控制辅助系统，是当下火电厂热工自动化的主要发展方向。

3.1DCS与PLC结合使用

PLC是一种具有可编程工程的储存器，通过对系统本身的程序进行储存，并运算指令进行分析执行。PLC相对于DCS有着使用灵活、造价低等优势，所以在电厂的实际运行管理过程，火电厂中管理人员会选择DCS系统对热工机组等稳定程度要求高的生产工序进行控制，而在辅助车间中通常使用PLC控制系统。

3.2引入IGDS系统

通过引进工业领域目前最为先进的IGDS 工业图形显示系统，IGDS的作用能够使DCS系统的人机交互界面整体效果提升、显示速度更快、监控画面增多，通过IGDS的使用可以使电厂操作人员的劳动强度降低、工作效率提升。

3.3发电机组运行检修维护方面

目前我国的电力市场竞争愈加激烈，为了企业更好的生存和发展，生产管理系统的结构扁平化和集约化是发电行业管理发展的新趋势。科学运用热工自动化DCS控制系统在提高机组利用率的同时，不断减少生产操作人员的数量，培养专业的检修队伍对于提高电厂的劳动生产率起着至关重要的作用。

结语：

综上所述，热工自动化系统是目前火电厂发电过程起着必不可少的作用，其运行的稳定性和安全性对于电网和社会关系重大。文章通过对热工自动化DCS控制系统的组成部分解析，以及其在电厂中的应用对降低生产成本、提高稳定性、提高安全性方面进行了深入浅出的分析，针对火电厂热工自动化DCS控制系统的发展趋势提出了一定的展望。电厂及其上游其业应该高度重视热工自动化方面学习和研究，不断加大科研投入，热工自动化技术应用前景必将更为广阔，同时也对我国的可持续发展做出重要贡献。

参考文献：

[1] 莫荣侦.热工自动化DCS 控制系统的应用实践论述[J].中国科技投资，2016（18）.

[3] 包图雅.谈热工自动控制在火电厂的应用及发展[J].通讯世界，2016（04）：133- 133.