火电厂热工自动控制可靠性研究

火电厂热工自动控制可靠性研究

赵辉   马辉   程仕刚  李丹

内蒙古上都发电有限责任公司，027200

摘要：近几年，自动控制技术得到广泛应用，我国大部分火力电厂也引进相关自动化控制技术，以此提高电厂工作效率，目前已取得较大成果。在当前火力电厂自动控制系统中，热工自动控制系统是其重要组成部分。热工自控系统的可靠性对电厂日常生产有着直接影响，因此如何提高热工自控系统的可靠性，避免影响电厂经济效益，是电厂当前主要研究课题。本文就此问题进行简单探讨并提出相应方案。

        关键词：火电厂；热工自动控制；可靠性研究；自控系统

1、火电厂热工自动化控制的重要性

        火电厂热控自动化控制设备指的是锅炉蒸汽设备及其辅助设施。热控自动化控制设备在运行期间有着不同的要求，要满足火电厂的发电要求，就要按照实际生产的需求调试和安装锅炉蒸汽设备及其辅助设施基础上，保证热控自动化控制机组的安全、稳定和高效运行。本文所说的热控自动化控制设备的安装与调制主要指检测装置系统、执行设备系统和控制系统、自动保护和报警装置以及自动检测等装置等。目前，我国火电厂应用最广泛的热控自动化控制设备采用的是DCS控制系统，该系统具有自动化和智能化的特点，因而具有低成本和高效率的应用特点。DCS控制系统充分应用计算机技术、智能技术和远程控制技术等，在热控自动化控制机组中的各系统之间建立了联系，同时也发挥了设备机组之间最大的联动性，产生了更高的运行效能[1]。

2、热工自控系统的组成结构

热工自控系统的组成结构较为复杂，其组成结构可根据电厂需要具有不同功能。其主要组成部分包含：DCS系统（分散控制）、监测显示系统、网络连接系统以及其它不同功能的辅助单元。

2.1 DCS系统（分散控制系统）

DCS控制系统其系统分布于火力电厂的各个设备组件中。通过分布于各处的DCS控制系统采集设备的运行状态数据，通过设备之间相互连接的数据线，将相关数据信息通过公共网络连接系统上传至DCS控制中心，为工作人员提供管理数据。在电厂各机组操作台，应尽量安装DCS控制按钮与DEH操作按钮，以方便操作人员接收指令并对机组进行相应操作[2]。在各个机组安装DCS控制按钮还能够提高DCS系统的稳定性，当部分DCS控制系统出现故障时，其余DCS控制系统能够独立于DCS控制中心台进行控制，最大化保证机组能够安全可靠的运行[2]。

2.2 辅助系统
辅助控制系统是热工自控系统中最为关键的组成部分，利用辅助控制系统能够满足热工自控系统正常运行所需条件，是热工自控系统实现无人控制，自动控制运行的重要条件。辅助控制一般来说主要是PLC对于热工自动控制系统进行控制，保证两者使用交换机可以很好的进行数据传输，从而保证热工自控系统能够正常运行。利用此种方式达到无人化自动控制的目的。
2.3 视讯网络监测系统
近几年，网络监测的应用在我国很多行业得到了广发的使用，利用网络监测系统可以很好的对企业环境、管理岗位以及敏感区域进行很好的监测，从而实现无需工作人员长期蹲点监视的目的。火力发电厂中存有较多人员无法长期监视的区域，而使用视讯监测网络系统能够使工作人员远离恶劣的工作环境，只需通过监测屏幕就能够时刻监视目标区域。在目前火力发电厂中，视讯网络监测系统已成为必备系统，利用视讯监测系统与DCS控制中心进行连接，能够方便工作人员对控制区域进行监视，对监视区域有着良好的直观感受，当检测区域有故障出现的时候，可以通过检测系统的画面对故障区域进行排查，明确故障发生点，并通过通讯系统对维修人员进行引导，对于一些较为复杂的故障，工作人员可以利用通讯设备很好的和控制中心进行对话，快速解决故障问题[3]。
2.4 实时监测报警系统
    实时监测报警系统是火力电厂控制系统中最为重要的关键环节。它可是实现全面的监控和预警功能，对于设备时刻起到监督作用。当设备发生故障的时候，预警系统会出发事前相应机制，同时发出警报信号，那么工作人员就可以通过系统的预警来及时修理维护设备故障，减少了排查的时间，也节省了一部分人力物力。
3 、提升火力发电厂热工自控系统可靠性的措施
           3.1做好设备调试工作
        在整个设备的调试过程中，热控自动化控制设备的维护和管理工作非常重要，工作人员需要及时做好设备的软件和硬件的维护管理工作。首先，相关的工作人员需要记录好热控自动化控制设备的工作状态的各项信息，每次对设备的细微改动也需要进行精确记录。如果对设备进行大幅改动，就需要利用计算机对系统数据进行备份。要注意多次备份，防止备份文件损坏或数据损坏。其次，对设备进行实验时，工作人员需要注意每个软件的实验质量，实验之前要对软件进行全方位检测，实验中及时发现问题并加以修正，解决问题后定期对软件进行更新与维护。切记，软件更新前要进行备份，防止出现新版软件不兼容的情况。
        3.2.现场环境管理

对于分散控制系统而言，由于该系统是一种高精密设备，所以其对于环境的要求略高。而首要影响该项设备运行状态的环境无疑是火电厂的环境，所以在安装该项设备时，一定要注意设备周边的各项环境。例如要确保有良好的施工环境，也即周边的土建工程已经基本完成，温度与湿度不会影响该设备的正常运行；又例如在安装的时候需要注意粉尘，若是粉尘较大，就需要开启空调，降低粉尘浓度，然后再进行安装，因为大量的粉尘会损坏该设备内部的模件，进而会发生运行故障，所以要将粉尘控制在合理的浓度之内；此外，电磁设备的产生的电磁也会影响该设备的正常运行，所以在安装该项设备时，要注意与电磁设备保持适当的距离，若是实在不能满足这种距离要求，也要保证电磁强度在可以允许的范围之内。
        3.3全面分析电力热工工程仪表故障的原因
        电力热工工程仪表在运行时出现了故障问题，要想确保电力热工工程仪表的故障影响降至最低，应当制定有针对性的措施以及方案。对电力热工工程仪表的故障加以全面排查，以保障自动化仪表运行过程中的安全性。维护人员应当深入分析自动化儀表相关参数的波动情况，同时还要将自动化仪表变化数据以曲线的形式加以记录，便于对热工自动化仪表加以分析，让检修人员能够快速、准确找出热工工程仪表发生的故障，及时的进行检修处理，确保热工自动化仪表运行的可靠性。特别是在DCS系统拉曲线分析时，一定要多层面、多系统、多时段。
        3.4接地设备
        热控自动化控制设备的安装首先要安装接地设备，安装接地设备时要使用独立的系统和接地网进行连接，并且要严格控制设备电流，防止出现电流过载造成设备损毁。安装接地设备过程中，相关的工作人员需要严格按照规范的方法施工，同时要防止外来信号对设备的干扰，保证整体设备能够安全稳定运行。在进行接地设备的安装过程中经常会出现底线虚焊、连接线松动、安装不合理等问题，这些问题会导致接地设备发生损坏。所以在实际操作过程中要重视这些问题，严格控制设备安装深度，保证接地线稳定，使设备能够正常运行。
        3.5提升保护装置的质量
        由于热控自动化保护装置在火电厂整体的工作运行中起到了举足轻重的保护作用，因此火电厂更需要格外重视保护装置设计的质量问题，并对其中存在的漏洞和不足进行科学的改良。最好能够时常安排专门人员对自动化保护装置进行检修维护，保证保护装置随时能够发挥作用；及时了解保护装置的实时状态并做好巡检工作，以对突发状况作出灵活反应；做好工作记录，从设备的过往缺陷记录中总结基本规律；定期进行设备缺陷排查的预防工作，尽最大可能的排除安全隐患，并且制定一个十分完善全面的设备维护体系，保证我们在设备的使用过程当中始终严格遵照生产的标准从源头上减少事故的发生。
4、结语

 综上所述，热工系统对提高电厂竞争力，提高经济效益有着重要意义。通过优化、改进相关设备性能，对提高热工自控系统的可靠性有着重要作用。工作人员也要掌握好热工控制系统的操作流程，关注厂区内的安全环境，提高安全意识，对于热工控制系统要进行及时的检查维护，保证系统作业安全。
参考文献：
        [1]宁旭红.火电厂热工自动化控制技术应用及展望[J].自动化应用，2018（10）：101-102.
        [2]孙翔.火力发电厂热工自动化设备的改造[J].科技创新与应用，2018（36）：102-103.
        [3]张凯林.智能控制及其在火电厂热工自动化中的应用[J].通信电源技术，2018，35（12）：140-141.