火電廠熱工自動控制應用問題與對策研究

李紅偉

國能廣投北海發電有限公司，廣西北海，536000

0 引言

隨著科學技術的不斷發展，火電廠裝機配置結構也發生了很大的變化，為進一步提升火電廠生產效率和應用效能，要積極踐行系統自動化控制方案，發揮熱工自動控制體系的優勢作用，減少能源損耗和成本支出，維持火電廠長足性發展。

1 熱工自動化控制

1.1 定義

熱工自動化控制是指不借助人工控制參與的基礎上，借助熱工儀表以及裝置系統完成火電廠發電機機組熱力參數調控工作。不僅能維持機組整體的安全性和穩定性，還能落實較為科學合理的協調控制方案。若是從實際工作內容方面對熱工自動化控制工作予以分析，首先，熱工自動化控制能實現儀器的自動化檢測，實現短時間內對壓力參數、溫度參數以及流量參數的檢測，將其作為可靠性數據資料。其次，實現儀器的自動化控制，配合預先設定的程序有效實現調控，維持系統應用的安全性。最后，實現儀器系統的自動化報警，能及時發現隱患現象，一旦發現系統出現異常就第一時間發出警報信息，從而維持應用效能。

1.2 特點

一方面，熱工自動化控制具有自動化應用特點，能建立較為穩定的應用環境，并配合自動化處理工序維持運行安全性和穩定性，保障應用控制效果。另一方面，熱工自動化控制系統具有協調化特點，并且能實現多元系統的融合，能在擴大系統控制范圍的基礎上提高系統控制的時效性，建立健全可控化應用管理模式，維持熱工自動控制的基本水平[1]。

2 火電廠熱工自動控制應用現狀

火電廠熱工自動化控制工作的發展是火電廠單元機組控制工作的重點，能實現生產設備和生產過程的協同控制，從而維持自動化控制應用效能，盡可能建立自動化協調和控制的管理模式，保證火電廠熱工自動控制水平和產能效果的最優化。

2.1 熱工自動化DCS控制系統應用

近幾年，DCS系統的廣泛應用為火電機組管理水平的優化提供了良好的支持，在整個系統應用環境中，DCS系統將局域網作為根本，配合計算及控制系統就能建立相應的應用控制單元，并維持單元機組熱工設備應用的和諧性，實現集中化管理和分散控制協同的應用體系，也能最大程度上提高火電廠設備數據采集和處理效能，維持良好的控制水平，為控制綜合效果的優化予以支持。

2.1.1 DCS系統

DCS系統指的是分散控制系統，將微處理器作為處理系統應用的核心，配合控制功能分散、顯示操作集中的管控模式，建立協調性較好的控制體系，主要采取的是多層分級、合作自治的應用管理模式，被廣泛應用在電力行業中，能打造較為和諧且可控的控制應用模式。

一方面，DCS系統在實際應用環境中，能實現儀表技術向數字化、智能化以及網絡化方向發展的目標，并配合具體的應用控制方案，就能建立過程優化且信息集成的管理體系，維持綜合應用效能。另一方面，系統架構也向著FCS方向轉型，無論是從技術層面還是結構應用效能層面，系統都將更加集成化和科學化，并保證資源管理的精度滿足應用預期，能最大程度上避免應用不當對系統運行質量產生影響，維持良好的控制設備和軟資源應用效果。

2.1.2 具體內容

在熱工自動化控制系統中應用DCS系統，能有效順應自動化控制的基本需求，建立完整的應用運行管理平臺，保證發展和應用效能都能得到優化，在技術升級的同時，維持系統之間相互協調和相互兼容的效果。

第一，DCS系統在實際應用環境中，要將火電廠單元機組作為主要研究對象，基于機組應用要求建立一體化控制模式，有效減少熱工信號傳遞的難度，減少事故發生的概率，并且建立相應的控制模式和應用體系，也能減少使用設備的用量，最大程度上規避了生產成本和維修成本，維持火電廠熱工自動控制應用的整體效果。

第二，DCS系統在實際應用過程中，要借助微處理芯片，建立以分散系統為根本的控制模式，以適應分散控制對象，維持應用的獨立性和安全性。也就是說，當部分芯片出現故障后，不會對整個系統的常規化運行產生影響，保證控制效果和應用效能[2]。

第三，在應用DCS系統的過程中，能建立以火電廠設備系統為基準的應用體系，并且能及時完成實時性信息和歷史信息數據的管理，維持檢測的及時性和規范性，配合相應的算法預測設備系統的運行趨勢，保證相應處理工序和控制工作能及時落實。

第四，在應用DCS系統的過程中，要結合系統應用要求和標準落實具體工作，較為常見的DCS系統分為層次分布型和水平分布型，要結合實際應用情況優選相匹配的應用運行模式，確保系統能更好地應對相關工作任務，從而減少系統運行產生的影響。若是子系統出現故障，控制系統能結合整個系統應用環境的要求和標準，建立相應的系統約束機制，以保證其他子系統之間依舊能進行有效的數據交換和處理，保證自律可控性和自律可協調性，避免系統故障產生的影響和經濟損失，也為設備運行效率的優化予以保障。

綜上所述，火電廠熱工自動化控制應用環境中，要結合實際應用要求優選DCS控制系統，建立相匹配的系統管理模式，確保系統應用效果最優化，減少不必要的運行問題，為系統拓展功能和資源范圍予以支持，也為火電廠生產提供更為廣闊的空間，滿足經濟效益和安全環保效益的和諧統一[3]。

2.2 熱工儀表應用

對于火電廠而言，熱工儀表是非常關鍵的設備之一，能實現實時性信息的采集和匯總整理，保證火電廠熱工自動化工作能按照規范要求有序開展，減少數據信息遺漏對后續應用效能產生的影響。而在DCS系統全面發展和應用的基礎上，熱工儀表也從傳統的機械式儀表轉變為智能型檢控統籌儀表設備，不僅能對設備運行溫度參數、壓力參數、流量參數以及液位參數等進行實時性測定，還能建立自動運算控制模式，打造更加安全規范的系統應用管理結構，實現復雜的問題簡單化、困難的任務便捷化。

另外，在熱工儀表應用發展進程中，DCS系統能輔助整個應用體系進行數據的檢測和處理結果的管理，并將獲取的信息直接傳遞到自動控制系統中，以便于系統與其他設備之間能建立更加直觀的運算控制關系。首先，基于DCS系統的火電廠熱工自動控制系統能建立精準管控模式，結合系統的功能特性，建立相匹配的功能分析模塊，并有效評估功能范圍和應用系統范圍內的功能內容，保證管控管理的精準性，避免管理不到位對后續應用產生的影響。其次，基于DCS系統的火電廠熱工自動控制模式還能減少能耗的損失，建立更加匹配能源管理要求的控制機制，并最大程度上減少能耗的損失，有效維持能耗控制效果，為系統后續應用水平的提升予以支持[4]。

除此之外，熱工儀表也向著數字化、智能化的方向發展，結合技術要求將呈現出更加多元的控制趨勢，減少測量難度的基礎上優化測量精度，并全面拓寬適用性，建立基于現場總線技術的應用平臺，有效減少電纜的數量，避免長線路傳輸過程對傳輸質量產生的影響，規避干擾和衰減造成的信息中斷、信息源丟失等問題，建立更加快速且準確的消除管理系統，并滿足熱工自動化應用標準和運行規范，從而實現統籌化管理。

3 火電廠熱工自動控制應用發展

在科學技術不斷發展的時代背景下，多元化技術手段融合在火電廠熱工自動化控制工作中，將推進相關工作的進一步發展，實現統籌管理目標的基礎上，保證自動控制工作更加可靠和安全，維持良好的應用效能，也為技術升級提供良好的支持[5]。

3.1 自律分布式系統結構

依據熱工自動化控制的應用情況可知，控制系統在技術支持下將向著自律分布式系統方向轉型，相較于目前系統結構，自律分布式系統能建立更加可靠和協調的應用模式，最大程度上提高應用效能，能實現上位系統和下位系統的協調控制，保證調節的及時性和規范性。與此同時，自律分布式系統結構還能實現系統范圍的合理性擴充，在故障狀態下進行數據的收集整理，以便于能形成相互控制的管理模式?；诖?，自律分布式系統結構具有長遠的發展前景和價值，能更好地搭建科學規范的應用平臺，保證系統的運行效率和設備安全性都能滿足預期。

3.2 過程控制儀表

隨著科學技術的不斷發展，DCS系統的多元升級受到了廣泛關注，對于發電組而言，DCS系統的升級處理是維持能源供給和管控的重要環節，因此，結合系統應用情況，系統已經逐漸替代了常規化檢測儀器儀表的應用，配合FB技術就能建立更加完整的應用系統管理框架[6]。

一方面，FB技術能支持相應的功能處理過程，變送器和執行器也被廣泛應用在火電廠發電機組運行管理環境中，搭建可控化和應用效能較好的控制平臺，以保證統籌管理效果的最優化。與此同時，儀器設備的應用還能為系統運行提供良好的保障機制。

另一方面，FB技術還能建立及時性的故障分析模式，配合系統應用要求保證故障識別、故障分析等工作都能更加合理，為系統統籌應用創設安全和規范的運行環境，保證控制儀表應用效果的最優化，也為火電廠熱工自動化控制可靠性的提高予以支持[7]。

3.3 EIC綜合技術

EIC綜合控制系統是將電氣控制（Electric）、儀表控制（Instrumentation）和計算機系統（Computer）融合在一起的應用控制模式，配合獨立系統完成統籌控制，在保證控制方法相互獨立的同時還能建立協同化應用體系。結合火電廠熱工自動化控制應用的具體需求，能建立協同管理的應用平臺，保證綜合化控制內容和管理模式都能發揮實效性價值，維持對應模塊應用效能的基礎上，將運算模式、計算管理模式以及控制網絡應用模式融合在一起，保證熱工自動化控制工作可靠性和科學性得以優化?；诖?，在未來火電廠熱工自動化控制系統應用運行管理工作中，將進一步推進EIC控制系統的融合效果，在此基礎上進一步完善和優化相關設備，為火電廠發電機組運行水平的提升奠定基礎。

4 火電廠熱工自動化控制優化建議

4.1 制定長期規劃

為了進一步推動火電廠熱工自動化控制工作的全面發展和進步，要積極落實規劃管理機制，確保長期規劃內容都能落實到位。也就是說，要將自動化控制技術作為核心，并圍繞核心需求打造更加多元的控制模式，實現新技術、新設備的統籌應用，保證控制邏輯優化目標得以達成，從而最大程度上優化資金管理效果，保證自動化控制技術應用效能的全面進步。

另外，在火電廠熱工自動化控制工作中，也要落實精細化分析和長遠發展規劃并行的管理模式，確保能對相關工作細節予以監督。一方面，要聚焦工藝系統，保證相關系統化控制工作都能落實到位，并結合控制細則開展升級管理工藝，維持熱工自動化長期規劃管理的實效性，并建立對應的監督控制模式。另一方面，要對控制邏輯進行優化改造，打造可控性較好且穩定的應用體系，并維持良好的管控效能，滿足火電廠的實時性發展需求，規避應用控制不當產生的影響。

除此之外，要充分關注熱工自動化控制技術長期規劃內容的規范性，并且保證規劃發展結構滿足火電廠的實際需求，從而真正意義上順應市場發展動態。

4.2 堅持可持續性技術改造

在熱工自動化控制技術應用升級方案中，要結合火電廠熱工自動化控制的標準和要求，全面分析具體改造內容，秉持可靠性原則，確保改造工作能順利開展。

首先，要落實“統一領導、相互兼容、相互協調”的應用約束機制，并且，全面維持熱工自動化控制技術的運行效能，確保技術得以合理化普及，且能充分滿足熱工自動化控制標準和要求，維持良好的改造效能。

其次，要積極推進現場總線控制系統發展進程，配合現場智能設備連接處理機制，在減少人員和物料投資成本的同時，提高資源的利用率，從而進一步控制火電廠熱工自動化系統的應用精度和響應速度，為推進生產力發展提供保障。

最后，要明確熱工自動化技術改造的目標，無需建立大范圍改造規劃，而是在階段性應用控制范圍內，確保調控結構的合理性和規范性即可。

5 結語

總而言之，在火電廠日常管理工作中，熱工自動化控制系統具有重要的應用價值，在智能化、高速化發展的背景下，要積極整合一體化應用控制模式，發揮自動控制的可靠性優勢作用，將生產過程智能檢測、故障診斷管理等予以升級，更好地維持良好的資源應用平衡，提高火電廠常規化管理水平，促進火電廠可持續健康發展。