尚尔发
内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司 内蒙古通辽市霍林郭勒市029200
摘?要：随着我国社会的不断发展，人们对于电力供应质量也提出了更高的要求，在这样的背景之下，各电力企业必须能通过各类新型技术的应用来满足不断上涨的用电需求，火电厂自动化水平的不断升高是保障电力供应能满足我国社会发展需求的关键。本文针对火电厂热工自动化控制进行探讨，在介绍火电厂热工自动化控制新技术的基础之上，针对此类技术在火电厂中主要的应用方向进行研究。
关键词：火电厂；自动化控制；发展方向
一、火电厂热工自动化技术改造的必要性
通过火电厂热工系统改造工作的进行能够在火电厂的运行中优化阀门管理功能，为工作管理提供多种支撑，能够提升机组的运行效率，减少机组的运行成本，为机组运行提供了有利条件。因此火电厂管理工作开展过程中要求优化阀门管理，积极从多种角度提升带变动负荷机组的工作效率。这也是目前火电厂重要的运行管理要求。其次改造工作的开展也是基于安全性的管理要求，在火电厂的长期运行之下，部分原机械液调系统在长期工作之下出现了多种严重性的缺陷，为工作的顺利开展造成了不良的影响作用，因此应当有效加强对控制系统全面而深入地改造，原系统运行过程中容易出现卡机、控制不稳定以及负荷突变等问题，要求企业能够对此充分重视并建立有效的运行改造方式，为机组的安全运行提供多种支持与保障。这对于机组运行灵活性也具有重要的提升作用，能够充分优化机组的协调运行，提升机组的自动化水平，减少工作人员的工作量，优化火电厂的工作运行工作。
二、火电厂热工自动化控制新技术
2.1自动检测控制技术
由于这几年自动化和智能技术的飞速发展，使各行各业都受益于此。火电厂的生产也是如此，以往机组的设备参数只能靠多次的尝试调整，无法保证设备的最有效参数，在机组工作中也无法进行参数的记录和分析。随着自动技术的发展，仪表检测的智能化也走入了企业。仪表检测的智能化，意味着在火电厂的机组工作中，能自动对生产过程和设备各种参数进行检测，并且对记录的数据进行分析，得到后续的发展趋势，为后续的自动操作、设备工艺的调整提供依据。
2.2自动调节技术
火电厂的发电过程，工艺复杂，机组设备繁多，各个环节都要做到万无一失才能保证火电厂的安全运行。在机组的整个运行中，汽温的维持也非常重要，技术人员毕竟不能做到全天24h时时刻刻在确认，也不能做到所有的参数都去确认，这样不仅工作量非常巨大，而且机组在工作时，有些参数的确认以及调整也是非常不方便，如锅炉内的温度。由于锅炉内是一个非常特殊的环境，它的汽温时变性比较强。过去，传统控制方法是进行温度监控，发现异常后设备进行报警，提醒技术人员进行处理，这样操作的弊端就是，若设备进行报警，而技术人员没有及时处理，在锅炉内温度参数不正确的状态下机组继续进行工作，结果危害可想而知。若此时有温度监测系统，并且根据监测的结果进行判断，若超差后，将进行制动调节，使锅炉内的温度时刻都保持在参数规格内，这样，锅炉的使用效率也最大化，机组设备的安全性也会得到很好的保障。目前，火电厂中的温度智能调节技术主要有汽温模糊控制技术和神经网络智能汽温控制技术。这些智能控制技术与常规的PID控制相结合，形成多种智能PID控制技术。以汽温模糊控制技术和PID控制相结合的智能控制技术为例，通过模糊控制和传统的PID控制相结合，可以有效实现对再热汽温等复杂对象的在线控制，具有快速、稳定的优点。
2.3运行的控制技术
可以根据预先拟定的程序和条件，自动对生产过程进行一系列的操作。锅炉的汽包水位是运行过程中的重要参数。水位过高，会造成汽包出口的蒸汽中水分过多，使过热器的受热面结上一层水垢，从而降低过热器的敏感性，长时间会使过热器失效，最终由于温度过高而烧坏过热器。并且，锅炉内蒸汽温度过高，会直接影响锅炉的安全性，以及整个机组的正常运行。若汽包水位过低，则会导致锅炉内的循环被破坏，最终，由于水量过少而造成温度过高而损害锅炉和其他机组设备。因此，需要通过分散控制系统（DCS）来实现汽包水位的自动控制。如今，基本上采用串级三冲量给水控制，由于它引入了蒸汽的流量和给水流量信号，对快速消除、平衡水位都有着非常显著的效果，已被火电厂广泛采用。
2.4设备的自动保护控制技术
控制保护系统通过测量系统和预警系统的布置，实现对设备进行保护和其他自动的功能。测量系统有动态数据的分析、信号和频率的监测、锅炉电压和电流、温度等的实时监控，控制火电厂锅炉和其他机组的平稳运行，是企业安全生产和经营的最基本保障。设备的运行难免会遇到各种故障，这些障碍如果不及时消除，势必会对设备造成一定的影响。火电厂的设备一般价值比较大，若造成设备的故障或破坏，经济影响也非常大。目前，相关的控制技术构成主要为：①网络通信的可靠性、实时性；②测量技术和预警技术的相融合；③系统从测量提供的数据进行分析，挖掘数据背后的深层信息，从而提前判断设备的运行趋势，规避风险；④自动辨别异常的运行特征，并自动分析故障模式，提供为技术人员作为参考。
2.5分布式控制系统的技术
分布式控制系统是热工自动化技术的核心部分，目前在各火电厂都得到了非常广泛的应用。分布式控制系统主要借助计算机的局域网。计算机的出现，是一项伟大的发明，随着计算机的普及化，它已经贯穿到我们的日常生活和工作中了。火电厂的锅炉控制、设备的参数控制等都离不开计算机。在锅炉运行中，使用计算机的联动，可以有效对发电机组进行控制，并且，通过计算机的局域网络，构建各个不同机组的有效连接，从而构建成网络化控制系统。这种控制技术，需要进行大量的程序进行处理机组的数据，对于计算的处理系统也有一定的要求。这些处理的数据，为火电厂的机组工作提供了必不可少的依据，从而降低了风险的发生，保证机组的正常运行。另外，由于计算机对数据的监控和分析，优化了工序，从而提高了锅炉的利用率，以及减少相关的设备，提高火电厂企业的经济收益。
三、火电厂热工自动化控制技术应用方向
3.1自动检测
在智能控制技术等的辅助之下，火电厂热工过程中所产生的各项参数都将能得到有效的检测，辅助相关管理人员掌握各项设备的运行状况。通过对这些数据的分析，火电厂工作人员将能有效的判断出设备是否存在异常，进而在此基础上进行处理，从根本上保障火电厂的安全运行。
3.2自动报警
自动报警主要是指对设备异常及参数异常等的预警，这一功能的实现需要火电厂相关工作人员提前针对各项参数设置上下阈值，并制定应急响应机制，在这样的控制模式下，火电厂运转过程中存在的影响因素都将得到更为有效的控制，进而保障所有设备及仪表都能正常运作并服务于电力供应。
3.3自动保护
自动保护主要是指：若自动控制系统检测出相关参数存在异常，将自发调整对应设备运行状况，紧急情况下则可以直接控制部分设备停止工作。在自动保护机制的作用之下，火电厂热工过程的安全性将能得到更好的保障，设备故障率也能在原有基础上有所降低，最终实现系统内所有设备之间的协同工作。
3.4自动控制
自动控制是火电厂热工自动化控制系统的核心功能，在实际应用过程中，自动控制主要是指对设备运行流程及具体工序等的控制，火电厂工作人员只需要提前编写程序即可，并在程序中设置具体的判断条件，由自动化控制系统完成判断过程并实现对设备运行状况的控制。在这一功能的辅助之下，火电厂的自动化水平自然能得到有效提升，人为因素及传统控制办法中存在的存在缺陷都将能得到很好的改善。
四、DCS的主要发展方向
4.1采用自律分布式的系统结构
自律分布控制系统是现代火电厂热工发展中的一项重要控制系统。该系统可以同时满足自律可控性和自律可协调性的系统。所谓“自律可控性”是指如果在该系统中的任何一个部件系统出现问题，那么其余的系统就能在自我保护的基础上对自身的系统进行控制，而“自律可协调性”是指任何系统出现问题时，企业的系统可以协调控制自身的工作状态，并在工作中互相协调。
自律DCS与现有DCS有以下差别：现有的DCS主要有两种类型，即层次分布型系统与水平分布型系统。当前者的上位子系统出现问题时，下位子系统无法实施调节，但下位子系统可以在一定范围内进行局部控制，具有自律控制性，但缺乏协调性；后者的部分子系统停止工作时，其余的系统可以继续工作，子系统的问题并不影响其余系统的工作状态，但在这种情况下，系统彼此之间无法交换信息，无法实现彼此控制，所以，它具备协调性，缺乏控制性；而在传统的集中式系统中，由于只有一个控制器，因此它既无自律可控性，也无自律可协调性。
4.2EIC综合技术
在以前的发电控制过程中，电气控制装置E（Eleetric）、仪表控制装置I（Instrument）和计算机控制装置C（Computer）都是彼此独立的装置，采取分别安装的方式。在现代科技的支持下，国家开展了EIC综合技术运用，将这三种装置结合起来，并由DCS进行统一规划和完成，这是DCS的未来发展方向。为了让这个目标成为现实，对该综合系统起到控制力的分布系统应具有相应的控制能力，即需要配套的硬件、软件支持，同时还需要适合综合系统组成的编码。
4.3过程控制仪表。
随着DCS的广泛使用，常规的控制仪器的使用范围大大缩小，特别是中央控制室的BTG盘上所装设的指示仪表和记录仪表的使用更是急速下降。目前在300MW以上大型机组上设置的仪器表已经缩小到29块，并且不再安装记录表。随着大屏幕IGS的应用，现代中央控制室将不再使用仪表盘。国外在这项技术的使用上已经有了一定经验，今后过程控制仪表的主要发展趋势是在FB支持下使用各种智能变送器和智能执行器，这些装置不但可以实现各种复杂的互补，还可以往设备运行中以及停止运行时检查到出现在系统中的问题，为仪器运行提供了一个安全稳定的运行环境。现代社会的发展越来越注重环境的保护，各种先进的监控发电厂污染物排放量的仪器日益增加，但这些设备的结构复杂，造价高昂，在实际使用和维护中都非常困难，同时，由于是新型技术，现阶段还缺乏相应的技术人才，我国没有则很重仪器的详细介绍，国外的资料也十分有限，这些都影响了该设备的使用，不但浪费了国家的资金和人力，还会第环境造成威胁。
4.4现场总线。
采用现场总线FB也是DCS未来的发展方向。FB是由DCS所控制一条通信线路，它能排除干扰和免受不良影响。采用FB可将现场的所以智能设备，如智能变送器和智能执行机构全部统一连接到FB上。不仅减少了控制电缆的数量，还能减少因长线传输导致的信号不良和信号差异等问题。使用FB后，整个系统结构实现有有机的系统分散管理和运行，加强现场设备智能化运行，对发电控制设备的运行和维护都起到了积极作用。
五、结束语
总而言之，在低碳背景下，可通过采取热控制系统优化、机组负荷经济分配、安全指标优化、系统经济运行优化等几项有效措施，并积极应用等离子点火、新型检测仪表、变频控制技术等多项新技术，不断提升火电厂热工自动化程度，实现节能降耗的目的。
参考文献
[1]张丽.电厂热工自动化系统检修常见问题分析及处理[J].科技创新与应用,2019(36):145-146.
[2]宋翔宇.智能控制在电厂热工自动化中的应用研究[J].中国设备工程,2019(22):164-165.
[3]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.
[4]洪盘.浅谈自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].中国设备工程,2018(16):185-186.