摘要 本文简述了火电厂热工自动化的概念,介绍了火电厂热工自动化的现状,并对火电厂热工自动化的新进展进行分析,这对今后电力工业的发展具有现实意义。
关键词 火电厂;热工自动化;DCS;FCS;智能控制
中图分类号TK3文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)24-0058-01
随着科学技术的快速发展,火电厂热工自动化技术随之得到快速发展。尤其热工自动化装置已成为大型发电机组中非常重要组成部分,并且其自动化程度也作为衡量现代化企业水平的一个重要标志。在现代工业生产的不断发展的同时人民生活水平的也在不断提高,火电厂的发电机组由中小容量发展到大容量、高参数发展到单元机组,电力工业也随着进人大电网、大机组、高度自动化的时代。
1 火电厂热工自动化的概念
参数在火电厂热力过程的测量、信息处理、自动控制、自动报警和自动保护等在不用人员直接参与的状况下,仅仅通过自动化仪表和自动控制装置来完成,这就是所谓的火电厂热工自动化。热工的自动化让热工设备安全得到有效保障,使得机组经济性得到大幅度提高、工作人员的劳动强度被大大减轻,还改善了劳动条件。它主要包括自动检测、自动控制、自动报警、和自动保护4方面内容。
2 火电厂热工自动化的现状
DCS(DistributedControl System,分散控制系统)已被国内300MW及以上火电机组普遍采用,大大提高了火电厂设备运行的安全性和经济性。PC和DCS结合基于WINDOWS平台的可视化软件,让运行人员的操作得到了极大的便利,且DCS和PLC(ProgrammableLogic Controller,可编程逻辑控制器)二者的界限逐渐模糊,通讯接口在大多数的PLC中都带有,这就便于DCS的连入。为此,可将送入在全厂MIS(Management Information System,管理信息系统)中输入DCS里运行参数的实时数据和历史数据,让数据共享和二次加工得以实现,从而就实现了火电厂信息化管理。当前,DCS已被部分机组纳入其中,其效果不错。
3 火电厂热工自动化新进展
3.1 电气控制正纳入DCS
分散控制系统DCS在被火电厂采用后,大大提高了汽轮机和锅炉的控制水平,然而仍然采用传统的控制方式对单元机组进行控制,将大量的模拟仪表光字牌和开关按钮装设在控制盘台上,这就使得控制室内与汽轮机和锅炉的DCS控制显得很不协调,严重制约了火电厂自动化的发展。在电气控制中对DCS的纳入范围,其主要是用于发电机系统和主厂房内的厂用电系统,它主要由发电机变压器线路组、高压启动/备用变压器、高压厂用工作变压器、低压厂用工作变压器、低压厂用备用变压器及低压厂用工用变压器等的控制和信号测量所组成。将DCS不断纳入保安电源系统、支流系统和不停电电源系统来进行监视。尤其在发电机励磁系统、自动准同期和厂用电快速切换等方面更要重点考虑DCS的纳入。国际上已开始广泛将DCS纳入电气控制,并得到了好评。在国内对于电气控制DCS的纳入也有成功的经验。
3.2 FCS(Fieldbus Control System,现场总线控制系统)正取代DCS
某个局部的故障由于DCS的纳入而使得其对整个系统的影响较小,再加上不断成熟的各种软硬件技术,大大提高了整个系统的可靠性,因此,自动控制系统逐渐以DCS为主流迅。然而,DCS也有其有不足之处,DCS不能实现上位机系统对现场仪表的信息要求,使得控制过程视野受到限制,上位机系统功能的发挥也受到制约,因此,要求在上位机与现场仪表进行数字通信,随之就出现了FCS。
3.3 智能控制应用增多
火电厂热工控制理论经历了经典控制理论、现代控制理论和现在的智能控制理论,历时约50年。经典控制理论形成于上世纪40年代至50年代,该理论是以传递函数为基础而建立起来的频率特性、根轨迹等图解解析设计方法,非常利于单输入和单输出系统,到目前为止仍然被广泛采用。然而,系统内部的变量在传递函数的方式下不能对其进行描述,而且初始条件影响也被忽略掉,因此,系统所有信息不能被全部包括在传递函数描述内。现代控制理论形成于上世纪60年代,多输入、多输出、变参数系统的最优控制问题是其主要研究对象。它能很好的描述多变量,该理论不足之处在于对被控对象或过程的数学模型必须预先知道。智能控制理论是基于经典和现代控制理论之上形成于上世纪90年代。智能控制理论的提出,不仅满足了大规模复杂系统控制的需要,并成为一种运用高度发展的计算机技术的控制方法。计算机的出现与发展,变革了控制技术的工具,从而确保了智能控制顺利实现。智能控制作为一种全新的控制方法,它非线性、大时滞、变结构和无精确数学模型对象的控制问题得到基本解决。
总之,热工自动化装置作为大型发电机组中至关重要的组成部分,其自动化技术也成为目前全球发展最快、生命力最旺盛的技术和生产力之一,使得国际上大多数先进国家都对此投入大量资金,以此确保在激烈的竞争中占有一席之地。自动化技术对于电力工业如此重要,因此,要求我国从事火电厂热工自动化的技术人员在提升自身素质和技能的同时,也要密切关注国内外自动化技术的最新进展,以推动我国火电厂热工自动化的发展。
参考文献
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