浅析我国火电厂热工自动化的现状与发展

浅析我国火电厂热工自动化的现状与发展

摘 要：现在DCS系统已在我国大型火电厂中普遍应用。控制理论发展也很快,以现代控制理论为基础 的自适应最优控制,具有状态变量观测器的状态变量控制以及预估算法控制等都得了广泛的应用。?ケ疚募蚴隽说绯?热工自动化的基本内容，发展历程，浅析了分散控制系统的成就与现状和电厂热工自动化的发展趋势。

关键词：热工自动化；分散控制系统；管控一体化；自动化软件

热工自动化技术是一种运用控制理论、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术，对热力学相关参数进行检测、控制，从而对生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理、决策，达到确保安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效等目的的综合性高新技术。 一、电厂热工自动化的概念及基本内容

电厂热工过程采用自动化技术已有较长的历史，锅炉给水调节装置和蒸汽机离心摆调速装置，是热能动力设备最早的自动控制装置，也是整个自动化领域的早期成果。随着现代科学技术的发展，火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组，其生产过程

的操作由运行人员手动控制到陆续采用各种自动控制装置，实现生产过程的自动控制，使火力发电厂的自动化水平目益提高和发展。

电厂热工自动化的范围极其广泛，包括主机、辅助设备、公用系统等的自动化，大致可以分为五个基本内容。 （一）自动检测（测量与显示） （二）自动调节（模拟量控制） （三）顺序控制（开关量控制） （四）自动保护 （五）综合自动化技术

随着电厂工艺复杂程度的不断提高，热工自动化的可靠性在生产管理中所处的地位越来越重要，不但影响电厂的经济运行，而且直接影响安全生产，严重将导致机组停炉跳机，造成企业生产承受重大经济损失。lootou采用先进的热工自动化产品后不但可大幅度提高电厂的安全性，避免出现非计划停炉停机的重大事故，而且可极大地提高电厂的经济效益。

二、电厂热工自动化的现状 （一）热工自动化的状况

热工自动化技术是一种运用控制理论、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术，对热力学相关参数进行检测、控制，从而对生产过程 实现检测、控制、

优化、调度、管理、决策，达到确保安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效等目的的综合性高新技术。它主要是指对锅炉、汽机及其辅 助设备运行的自动控制，使机组自动适应工况的变化，且保持在安全、经济的条件下运行。 目前单元机组实现了集中控制、电气控制纳入了DCS，实际上热工自动化和电气自动化仍然没有达到真正的一体化。今后，一台单元机组仅设1位主值班员，电气控制必须与汽轮机、锅炉控制形成一个整体，只有做到这一点，才能使我国火电厂自动化水平跻身于国际先进水平行列。 随着世界高科技的飞速发展和我国机组容量的快速提高，电厂热工自动化技术不断地从相关学科中吸取最新成果而迅速发展和完善，近几年更是日新月异，随着火电机组容量的不断增大、参数的提高以及自动化装置的更新换代，火电厂自动化控制水平也在不断发展与提高。 （二）分散控制系统（DCS）现状

在过去的十多年里，DCS在火电厂的广泛应用极大地提高了火电厂自动化水平。

目前，国内几乎所有的机组都采用了DCS控制系统。国外的系统运行可靠但价格昂贵；国内的系统价格低，但是运行和维护的工作量都比较大。

国产DCS系统，国内一些经验不太丰富的人员编制的程序。这些企业存在的问题较多。设备之间的匹配不够完善，

阀门曲线不够合理，程序编制有可能会存在一些缺陷，参数整定也更为粗糙一些。

新建单元容量300MW及以上电厂大都设置有厂级实时监控系统，与机组和辅助系统的控制系统通信互联，建立相应的全厂实时生产过程数据库，其主要功能有全厂生产过程监控系统、厂级性能计算、机组性能试验、经济指标分析及诊断、运行优化操作指导系统和全厂负荷优化调度系统等。 三、电厂热工自动化的发展趋势

随着科学技术的不断发展,也由于生产实践的需求以及原有技术的不足,进入新的一个世纪以后,热工自动化专业技术将会以更快的速度发展。

（一）FDCS ：电气热工控制一体化

现场总线作为一个完整的现场总线控制系统，目前还难以迅速应用到整个电厂中，而DCS虽然是电厂目前在线运行机组的主流控制系统，但由于其检测和执行等现场仪表信号仍采用模拟量信号，无法满足工程师站上对现场仪表进行诊断、维护和管理的要求，限制了控制过程视野。 如，基于控制器实现FCS和DCS的融合的FDCS兼容传统DCS和FCS，实现热工电气控制一体化。相比各自独立的DCS和FCS，FDCS 就具有无比的优越性。它采用现场总线实现智能装置的就地化，接入智能传感器、执行器，节省电缆、信息丰富，方便安装调试；采用仿真控制一体化

技术，对于全 厂运行指导、性能分析提供了应用平台。同时电气保护测控单元通过FCS进入FDCS系统，实现电气热工一体化。

（二）实现综合自动化

发电厂是一种资产密集、技术密集、数据量大、产品即产即销的特殊企业。综合自动化技术是把生产过程作为一个整体来控制和管理。实现管控一体化。管控一体化是从电厂的生产和经营目标出发，为电厂的管理业务和运转流程提供信息化支撑的系统集合，它综合了电厂的过程控制、厂级监控、管理信息的数据，将人、财、物有机的组织成有序互动的整体，以计划、实现、检查和调整的广义闭环思想使整个组织具有自优化的能力，为实现组织目标的最大化服务。 （三）实现更高性能

自动化软件自20世纪70年代中期发展至今，已有30年的历史。即解决人机对话界面问题。在组态软件的发展历程中，顺应控制需求，新的概念和功能被不断引入，如实时数据库、SCADA、OPC、I/OSERVER等，使得组态软件已完全超越其最初的含义及功能。今天的自动化软件已经是基于PC和WinIntel结构，包括HMI软件及相关的控制软件、流程监控软件、SoftLogic的统称。

随着全球自动化需求的增长、IT技术及互联网的发展，基于PC的自动化技术得到了迅猛的普及、发展，自动化软

件已成为继PLC、DCS等控制系统之后的又一新型控制系统，有了更广阔的发展空间。 参考文献：

[1]王全金,方忠华,仲未央.工业控制系统的现状与展望[J].中国电力, 1998(1):3～6.

[2]600MW 火力发电机组培训教材[M].北京:中国电力出版社,2000.

[3]周明.现场总线控制[M].北京:中国电力出版社,2002. 作者简介：谭成恩（1981-），男，辽宁东港人，辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司，助理工程师，本科学历。

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