祖可云 王元龍 萬露 衛(wèi)文燦

摘要：隨著電子通訊技術(shù)和自動化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，熱工自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍也所有拓寬，并成為我國電力建設(shè)過程中必不可少的技術(shù)手段。它的應(yīng)用，不僅使火力機組具有的潛能得到了充分的發(fā)掘，而且也為以機、電、爐為主體的發(fā)電模式的建構(gòu)與實現(xiàn)提供了必要條件，是供電質(zhì)量和效率的有效保障。同時，熱工自動化技術(shù)的應(yīng)用，推動了火力發(fā)電中生產(chǎn)模式和管理模式的不斷強化與發(fā)展，使發(fā)電成本得到了控制，與此同時，發(fā)電效率也有所提高，是電力生產(chǎn)與管理實現(xiàn)自動化的重要標(biāo)志，對火電廠的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不可估量的影響。

關(guān)鍵詞：熱工自動化;火力發(fā)電;應(yīng)用;創(chuàng)新

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，電力自動化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用逐漸廣泛，推動了火力發(fā)電廠的自動化發(fā)展。同時，借助火力發(fā)電廠數(shù)據(jù)通信收集這一渠道，使技術(shù)發(fā)展逐步邁向更廣闊的新型領(lǐng)域。與傳統(tǒng)火力發(fā)電系統(tǒng)對比而言，電氣自動化系統(tǒng)主要是以計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控為依托開展的各類測量、監(jiān)控和保護(hù)工作，加快了現(xiàn)場總線工業(yè)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展的實現(xiàn)。

一、熱工自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用

（一）熱工測量技術(shù)的應(yīng)用

火力發(fā)電廠運行過程中的溫度測量、壓力測量等都是借助熱工測量技術(shù)來完成的[1]。一般而言，在熱工測量控制系統(tǒng)中，各類型的測量元件和信號傳感器是進(jìn)行各類參數(shù)測量、采集的常用方式。就目前溫度測量技術(shù)而言，在電力行業(yè)就地溫度測量通常采用基于金屬線膨脹原理的雙金屬溫度計;遠(yuǎn)程溫度測量采用熱電阻、熱電偶測量元件，其測量信號可以直接送入相關(guān)控制系統(tǒng)卡件，無需進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換。在壓力測量方面，就地壓力顯示和測量通常采用基于應(yīng)變原理存在的膜片和彈簧管構(gòu)成的壓力表;而遠(yuǎn)程壓力測量采用以微處理器為基礎(chǔ)的智能型產(chǎn)品，主要由膜盒、智能電器轉(zhuǎn)換部件組成，其中膜盒元件可以采用電容式、壓阻式或單晶硅諧振式。在針對流量進(jìn)行檢測時，主要采用基于節(jié)流原理的差壓測量方式;目前隨著技術(shù)的發(fā)展，電磁流量計、超聲波流量計、渦街流量計等在電力行業(yè)中也有了廣泛的應(yīng)用;而對于一些大流量的主蒸汽流量測量時，通常采用基于弗留格爾公式的間接計算方式，以減少節(jié)流損失，提高機組經(jīng)濟(jì)性。對于液位測量來講，通常采用磁翻板、差壓測量、超聲波、雷達(dá)等測量方式，輸出信號以4～20mA電流信號為主。

（二）自動控制和其系統(tǒng)的應(yīng)用

三沖量系統(tǒng)和串級系統(tǒng)與汽包水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間有著緊密聯(lián)系，可以說，想要使汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常運行，就必須加大對上述兩個系統(tǒng)的重視。以大機組為對象來講，可以以具體的負(fù)荷情況為依據(jù)推動單沖量和三沖量之間的自由切換，這也是實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)目的的主要依托。

燃燒控制系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用，此作用不僅在機組運行中得以體現(xiàn)，而且對鍋爐的調(diào)節(jié)保證其高效燃燒也是其較為突出的功能。鍋爐燃燒時，會存在由爐膛產(chǎn)生的負(fù)壓和送風(fēng)機產(chǎn)生的正壓等兩種形態(tài)的壓力，而這兩種形態(tài)又是截然相反的，必然會導(dǎo)致沖突的出現(xiàn)，所以，在針對燃燒控制系統(tǒng)予以設(shè)計時，調(diào)節(jié)工作必不可少。此外，負(fù)荷值的變化會受到風(fēng)和煤加入順序的影響。如果想要在固有基礎(chǔ)上提升其負(fù)荷值，那么就要采取先加風(fēng)再加煤的方式。相反，如果想要降低負(fù)荷值，就需要對煤予以減少，并以此為基礎(chǔ)來減風(fēng)。

借助熱工自動化技術(shù)實現(xiàn)對主汽溫度調(diào)節(jié)與控制的過程中，串級是其最常依托的一種主要形式，主要是在此基礎(chǔ)上來對水溫予以控制并得到相應(yīng)的降低，以此達(dá)到調(diào)節(jié)與控制的目的。然而，雖然調(diào)節(jié)過程能夠得以實施，但是調(diào)節(jié)措施必然會帶來時間上的延遲。這種延遲狀態(tài)通過多個環(huán)節(jié)累計，就會直接對主氣調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響，其準(zhǔn)確性也無法得到保障。因此，想要解決這一問題，史密特時間預(yù)估算法或模糊控制等先進(jìn)控制算法是一種可選方案，也是規(guī)避由時間誤差導(dǎo)致主氣調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性受影響的有效方法。同時，想要對機爐負(fù)荷予以科學(xué)的控制，鍋爐跟隨方式、汽機跟隨方式等都是可以采取的控制方法。如果受特定因素影響制約了自動化控制的順利進(jìn)行，那么就需要將汽機主控調(diào)整為手動控制的形式。

（三）DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

DCS系統(tǒng)在火力發(fā)電機控制工作中有著較長的時間，其是基于計算機技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上而建立的，是控制系統(tǒng)的一種具體形式。正是借助發(fā)電機組和局域網(wǎng)兩者建構(gòu)起來的聯(lián)系關(guān)系，以此實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制。同時，DCS系統(tǒng)是由多個微處理器建構(gòu)而成的，且各個微處理器都有屬于自己控制的范圍，獨立性較為明顯[2]。如果其中一個控制范圍出現(xiàn)問題或故障，那么其產(chǎn)生的影響也只涵蓋微處理器這一范圍內(nèi)的設(shè)備，有效避免了因某一故障而連帶系統(tǒng)其它部門受到影響的情況。此外，針對DCS系統(tǒng)設(shè)計時，還要以經(jīng)濟(jì)型原則為主要遵循，來對控制室面積和儀表盤尺寸予以合理掌控，這不僅節(jié)省了電纜的使用量，以此帶動整體成本投入的降低，而且對提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益也有重要作用。

二、熱工自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新

（一）單元機組監(jiān)控逐步實現(xiàn)智能化

可以說，單元機組將逐步實現(xiàn)智能化是以單元機組為主體的明確的發(fā)展方向。然而，目前我國單元機組智能化發(fā)展還缺乏應(yīng)有的成熟性和全面性，起步階段特征明顯。但是在相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，無論是單元機組控制中的信息智能化儀表還是軟件其必將擁有廣闊的發(fā)展前景，這也是推動單元機組監(jiān)控智能化得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)所在。

（二）對過程控制軟件予以優(yōu)化

縱觀當(dāng)下火力發(fā)電廠的自身發(fā)展可以看出，新技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸廣泛起來，從一定程度來講，這也給控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質(zhì)指標(biāo)的優(yōu)化提供了重要幫助。然而，從客觀角度而言，雖然新技術(shù)的應(yīng)用能夠起到一定的效果，但是其對整體控制系統(tǒng)運行效果則沒有明顯的改變與幫助。在此背景下，就要加大對控制軟件的開發(fā)力度，其中燃燒控制軟件、蒸汽溫度調(diào)節(jié)軟件等的開發(fā)尤為重要，不僅可以簡化安裝和調(diào)試工作，而且對整體控制系統(tǒng)的優(yōu)化也具有不可否認(rèn)的重要意義，對推動火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)能力來講也有重要的促進(jìn)作用。

（三）針對單元機組監(jiān)控系統(tǒng)實施集中化布置

單元機組監(jiān)控系統(tǒng)物理布置集中化是以集控室概念為基礎(chǔ)，并對其進(jìn)行的進(jìn)一步延伸[3]。經(jīng)過改革的集控室概念除了囊括電子設(shè)備間等必要內(nèi)容外，還向整個單元機組進(jìn)行了拓展，一方面推動了單元機組電子設(shè)備所具有的物理布置更加步入集中化的發(fā)展態(tài)勢中，另一方面，也為一般的監(jiān)控信號以遠(yuǎn)程I/O柜的配置方式集中化提供了可能。在此背景下，使得廠房的物理空間得到最大化運用，電纜的需求量得到了有效的控制，同時，在機組運行管理過程中其水平也有了穩(wěn)步增長，是提升電力企業(yè)自身效益的一種有效方式。

（四）應(yīng)用無線測量技術(shù)

無線測量技術(shù)在測量系統(tǒng)中的應(yīng)用，必須以無線測量技術(shù)和DCS技術(shù)的整合為前提，從而使測量系統(tǒng)中存在的各類問題得到全面且有效的解決。同時，不斷豐富現(xiàn)有的關(guān)鍵工藝信息或內(nèi)容，是加快熱工自動化技術(shù)得以完善和發(fā)展的關(guān)鍵措施。此外，無線測量技術(shù)的應(yīng)用，會實現(xiàn)成本的合理控制，有效減少了成本投入，而且也為遠(yuǎn)程監(jiān)控的實現(xiàn)提供了必要條件，基于此背景下，火力發(fā)電廠的應(yīng)用必將獲得更為廣闊的發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，在社會快速發(fā)展的背景下，熱工自動化技術(shù)也在逐步朝著更成熟、更完善的方向發(fā)展。尤其是在新技術(shù)和新工藝層出不窮和廣泛應(yīng)用的背景下，給火力發(fā)電廠中的各項技術(shù)更新提供了必要條件，既推動了火力發(fā)電廠的自動化水平，又保證了其安全性和穩(wěn)定性，對提升火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益也有積極意義。

參考文獻(xiàn)

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[2]伍靜，謝再虎.熱工自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（06）：141.

[3]廖植.熱工自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（06）：47-48.

[4]淺析熱工自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新與應(yīng)用[J].程佳，沈翔，程鈺麒.科技資訊.2013（14）