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淺論電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展
電廠熱工自動化控制技術(shù)將沿著提高模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質(zhì)指標(biāo)的方向發(fā)展，以下是小編搜集整理的一篇探究熱工自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的論文范文，歡迎閱讀參考。
摘 要：科學(xué)技術(shù)的日新月異，使得電廠的熱工自動化技術(shù)不斷完善，隨著對電廠的自動化技術(shù)的進(jìn)一步了解和分析，全面保障設(shè)備安全是保證電力行業(yè)的熱工自動化系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)，熱工自動化技術(shù)在電力行業(yè)的投入使用，不僅提高了機(jī)組的運行效率，而且改善了工作人員的勞動條件，節(jié)省了人力物力，提高了電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：熱工自動化;電力行業(yè);應(yīng)用;發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，我國電廠的科學(xué)技術(shù)也發(fā)生了翻天覆地的變化。其中，電廠的熱工自動化技術(shù)最為突出，電廠的熱工自動化系統(tǒng)的最主要的部分就是控制系統(tǒng)DCS，它在控制結(jié)構(gòu)和控制范圍上都發(fā)生了極大的改變，監(jiān)控系統(tǒng)、總線技術(shù)和管理系統(tǒng)的投入使用，為熱工自動化技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，熱工自動化技術(shù)邁向了一個嶄新的舞臺。
1 熱工自動化技術(shù)的概念
熱工自動化技術(shù)主要是運用自動化系統(tǒng)控制發(fā)電過程的情況下，控制發(fā)電過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的測量、報警和自動保護(hù)、信息處理等，以求無人操作但能正常運行。為了保障發(fā)電設(shè)備的安全，在發(fā)電廠的設(shè)備投入生產(chǎn)的過程時，要對設(shè)備的運行狀況、投入與產(chǎn)出的比例進(jìn)行自動化控制，降低重大事故的發(fā)生率，同時也減少資金成本投入，擴(kuò)大了經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下，電廠自動化系統(tǒng)由自檢系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)四個子系統(tǒng)組成。
2 我國熱工自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
在二十世紀(jì)五十年代初期，我國機(jī)組的單機(jī)容量較小，并分開設(shè)置控制盤，而且還要求工作人員24小時輪流值班進(jìn)行操作與控制，這一時期，通過傳遞函數(shù)描述的是熱工自動化理論的雛形，完全靠手工和人力頂著，生產(chǎn)力低下，設(shè)備效率低，空氣污染嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益上不去。
在二十世紀(jì)六十年代，再熱機(jī)組把鍋爐和汽輪機(jī)連成一個統(tǒng)一的整體，提高生產(chǎn)效率。并開始著手研究利用計算機(jī)進(jìn)行監(jiān)視和控制的工作，由于當(dāng)時的計算機(jī)的安全性和可靠性都非常低，因此必須保留全套的控制裝置和儀表設(shè)計，以確保機(jī)組正常的運行。這一時期的熱工自動化的理論基礎(chǔ)是狀態(tài)空間分析方法，為熱工自動化的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，為計算機(jī)引入工業(yè)生產(chǎn)的過程中奠定了一個良好的基礎(chǔ)，擁有了一個不錯的開端。
到了二十世紀(jì)七十年代，我國為了提高熱工自動化的水平，分別從日本、意大利和法國引進(jìn)了成套的、單機(jī)容量大的再熱機(jī)組，同時也把先進(jìn)的自動化監(jiān)視系統(tǒng)帶到了中國，這一時期形成了第三代控制理論。因為電力生產(chǎn)的過程很復(fù)雜，再加上受到很多因素的妨礙，給精確數(shù)學(xué)模型的建立提高了難度，且難度無法想象。
在二十世紀(jì)末，我國的電力系統(tǒng)又有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在電力系統(tǒng)的日常工作和生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)。在我國的300MW以上的電機(jī)組中，大部分都是使用運行時安全性能和經(jīng)濟(jì)性能都比較高的DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制。隨著PC和DCS的出現(xiàn)，在計算機(jī)可視化軟件的基礎(chǔ)上，工作人員的有效操作有了極大的提高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，DCS和PLC之間的界限也變得越來越模糊不清，甚至有合二為一的趨勢。絕大部分的PLC都有通訊接口，這就在一定程度上增加了故障停機(jī)的概率，反而對DCS的連入有極大幫助。在管理信息化的過程中，可以把DCS中運行的數(shù)據(jù)參數(shù)輸送到MIS系統(tǒng)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的再加工與共享。
電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，帶來了DCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變化，DCS系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)向著單元機(jī)組的一體化控制系統(tǒng)方向發(fā)展，既可以降低故障環(huán)節(jié)的次數(shù)，又可以減少信息傳遞的途徑，從而提高DCS系統(tǒng)的可靠性能和安全性能，為DCS系統(tǒng)的發(fā)展注入了新的能量和活力，推動DCS系統(tǒng)的快速發(fā)展。
3 熱工自動化技術(shù)的發(fā)展前景
國家提出的“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，熱工系統(tǒng)將向智能化、環(huán)保化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，將不斷的減少它的操作步驟，向一體化發(fā)展。
(1)單元機(jī)組監(jiān)控智能化
DCS系統(tǒng)在單元機(jī)組中的廣泛應(yīng)用，DCS系統(tǒng)的投入使用使機(jī)組的監(jiān)控系統(tǒng)更加完善化。但是，電力行業(yè)卻沒把機(jī)組監(jiān)控提高到智能化的程度，依然費時費力，工作效率也不高。雖然我國的化工、冶金行業(yè)都廣泛運用智能化監(jiān)視控制系統(tǒng)，并大大提高了經(jīng)濟(jì)效益，但是，智能化的監(jiān)視控制系統(tǒng)在我國電力行業(yè)中的應(yīng)用還是一個新生事物，屬于剛起步階段。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電廠的單元機(jī)組將向智能化、自動化發(fā)展，這是不可避免的發(fā)展趨勢。因此在電廠未來發(fā)展的過程中，單元機(jī)組監(jiān)控智能化在電廠應(yīng)用會越來越廣泛，這是社會進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的具體表現(xiàn)。
(2)過程控制優(yōu)化軟件廣泛應(yīng)用
電廠熱工自動化控制技術(shù)將沿著提高模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質(zhì)指標(biāo)的方向發(fā)展。在二十一世紀(jì)的今天，電力行業(yè)的競爭激烈程度不斷加劇，通用性強(qiáng)、易操作的優(yōu)化控制專用軟件在電廠的應(yīng)用中頗受好評，并得到進(jìn)一步的發(fā)展與推廣，優(yōu)化控制專用軟件的經(jīng)濟(jì)效益非常明顯、安裝操作非常簡單方便、通用性又非常強(qiáng)。SIS系統(tǒng)與生產(chǎn)實際相結(jié)合，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，使自身的應(yīng)用技術(shù)向著成熟化發(fā)展，在信息技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮著比較明顯的作用，以確保電廠安全、高效、環(huán)保運行。
(3)現(xiàn)場總線與DCS互相依賴生存
在未來電力行業(yè)的發(fā)展過程中，現(xiàn)場總線總是與DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)的聯(lián)系緊密，密不可分。它們之間相互依賴共同生存，共同發(fā)展。以DCS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)為基礎(chǔ)，現(xiàn)場總線能夠很好的擴(kuò)大自身的應(yīng)用空間，而DCS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)則要依賴現(xiàn)場總線來達(dá)到完善自身的功能的目的。
(4)監(jiān)控系統(tǒng)趨向集中化
過去通常情況下，一個集控室是由一臺或者兩臺的機(jī)組使用，電子室又被分成很多個小型的電子設(shè)備間，分布在主設(shè)備的周圍，其目的主要是為了節(jié)省電纜，這就導(dǎo)致了每個電廠都會有多個輔助車間存在，加大了日常工作的工作量。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷更新，管理水平也在不斷的提高，機(jī)組容量不斷擴(kuò)大，也就導(dǎo)致了全廠的單元機(jī)組容于一個控制室，監(jiān)控系統(tǒng)趨向集中化發(fā)展。由于電廠單元機(jī)組的電子設(shè)備間越來越集中，使用I/O柜的配置方式來分配現(xiàn)場的監(jiān)視信號，它們大多都是遠(yuǎn)程的，例如：浙江省國華浙能寧海發(fā)電廠的四臺機(jī)組由一個控制室進(jìn)行監(jiān)控，使單元機(jī)組電子室比較集中，促進(jìn)了機(jī)組運行管理水平的提高，減少了工作量，提高了經(jīng)濟(jì)效益，獲得了科技創(chuàng)新的國家金獎。 (5)無線測量技術(shù)的運用
無線測量技術(shù)在電力行業(yè)的運用，不僅能對運行的過程實施監(jiān)視和控制，而且還能夠獲得必要的關(guān)鍵信息，通過對各種信息的整合分析，最后進(jìn)入DCS系統(tǒng)。既能夠節(jié)省大量的資金投入，又能夠推動和改善自動化技術(shù)的發(fā)展過程。例如供熱和污水區(qū)域的測量等，這些對工作人員身體健康產(chǎn)生不良影響的工作區(qū)域，都可以采用無線測量技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控，既能改善工作人員的工作環(huán)境，又能獲得日常工作所需要的數(shù)據(jù)，一舉兩得，何樂而不為呢。
(6)熱工自動化系統(tǒng)的可靠性提高
熱工自動化系統(tǒng)的軟件和硬件的性能與質(zhì)量都存在著非常大的矛盾;邏輯控制的完善性和合理性也存在著嚴(yán)重的不足，至于熱控人員的檢修和維護(hù)水平就更不用說了，更是存在著一些問題和安全隱患，這些存在的問題和不足，就導(dǎo)致了熱控保護(hù)系統(tǒng)引起的機(jī)組跳閘事件發(fā)生率不斷攀升。電力企業(yè)面臨著嚴(yán)峻的考驗和生產(chǎn)危機(jī)。隨著市場競爭激烈程度的不斷加深，電力行業(yè)要牢固樹立并按照“安全第一，預(yù)防為主”的方針執(zhí)行下去，在秉承效益優(yōu)先原則的同時，不忘生產(chǎn)的安全，從熱工自動化系統(tǒng)的可靠性開始入手，不斷進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)的研究，以創(chuàng)新技術(shù)為目的，實現(xiàn)熱工自動化系統(tǒng)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。
(7)機(jī)組檢修、運行以及維護(hù)方式將改變
隨著電力市場競爭的不斷激烈，電力企業(yè)將改變機(jī)組檢修、運行以及維護(hù)方式。為了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高的目的，電力企業(yè)除了多多提高發(fā)電量以外，還得提高機(jī)組的利用效率，縮減生產(chǎn)人員的日常配備，加強(qiáng)與設(shè)備檢修企業(yè)的聯(lián)系，利用他們所具備的專業(yè)知識來提高電廠的勞動生產(chǎn)效率。因此，電力企業(yè)將不再聘用檢修維修人員，機(jī)組檢修、運行以及維護(hù)方式將被徹底改變，檢修維修工作社會化是電力行業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，減少資本投入的有效途徑。DCS系統(tǒng)向各個功能領(lǐng)域滲透它的一體化，重新調(diào)整與明確將電廠內(nèi)的分工，使電力企業(yè)不斷協(xié)調(diào)化與信息化。
(8)推廣輔助車間系統(tǒng)集控
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷提高，發(fā)電廠也在不斷的發(fā)展與完善，因此對操作人員的素質(zhì)要求也在不斷的提高，輔助車間因此也得到了全面地推廣。在全面推廣的過程中，輔助車間存在的問題與矛盾越來越突出。輔控系統(tǒng)之間要保持通信信號的不間斷性，就得通過多模光纜來確保通信信號的穩(wěn)定性與可靠性，為了避免不必要的麻煩，各輔助控制系統(tǒng)的通信接口協(xié)議和物理接口，應(yīng)事先規(guī)定好各接口的型號，最好能夠統(tǒng)一接口型號。在選擇輔助車間的控制系統(tǒng)時，為了操作簡便，最好也是選用統(tǒng)一的人機(jī)界面以及操作方式，使得各個系統(tǒng)都能夠方便、快捷的進(jìn)入BOP網(wǎng)絡(luò)。電力行業(yè)的應(yīng)用設(shè)備也將向著統(tǒng)一化、簡便化、一體化、智能化、靈活化發(fā)展。
結(jié)語
從總體而言，熱工自動化系統(tǒng)向著智能化、一體化、透明化和高速化的發(fā)展趨勢，是社會進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。現(xiàn)代控制理論在電力行業(yè)的投入使用，是對熱工調(diào)節(jié)系統(tǒng)指標(biāo)的一個巨大的挑戰(zhàn)，計算機(jī)技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，故障信息系統(tǒng)也隨之不斷的更新發(fā)展。熱工自動化系統(tǒng)中的DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅完善了熱工自動化系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，更是提高了生產(chǎn)效率，還降低了成本投入，改善了工作人員的工作環(huán)境，確保了電力行業(yè)生產(chǎn)與運行的安全性。
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