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摘要：自動(dòng)控制系統(tǒng)是發(fā)電廠(chǎng)的鍋爐、汽輪及公共系統(tǒng)的統(tǒng)稱(chēng)，是保證其發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行生產(chǎn)。本文主要對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造進(jìn)行探討，供同行借鑒參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠(chǎng)；熱工系統(tǒng)；改造

一、發(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化技術(shù)改造

發(fā)電廠(chǎng)的設(shè)備機(jī)組生產(chǎn)時(shí)的工況檢測(cè)以及自動(dòng)調(diào)整，是確保鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組及公共系統(tǒng)發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組的安全運(yùn)行的重要保障。對(duì)于熱工系統(tǒng)的改造，提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

（一）DCS與DEH系統(tǒng)一體化

進(jìn)行BEH簡(jiǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)BEH與DCS一體化。（BEH）系統(tǒng)數(shù)字電液控制系統(tǒng)可以利用專(zhuān)業(yè)的測(cè)速模件對(duì)自身的電子裝置進(jìn)行設(shè)置，與DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊，從而減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員，同時(shí)降低成本投入。

（二）爐膛監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）

該監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)與火電機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)的組成部分，主要作用在于保護(hù)發(fā)電廠(chǎng)鍋爐爐膛的穩(wěn)定安全工作。FSSS系統(tǒng)對(duì)煤燃燒器實(shí)現(xiàn)程序的控制和管理。該系統(tǒng)主要是對(duì)鍋爐爐膛火焰進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油槍和磨煤機(jī)組的管理和控制，實(shí)現(xiàn)爐開(kāi)膛穩(wěn)定、安全。FSSS系統(tǒng)主要分為完善型和簡(jiǎn)易型，包括磨煤機(jī)組控制、鍋爐保護(hù)、分層火焰監(jiān)測(cè)、煤燃燒管理等功能在內(nèi)的為完善型的FSSS系統(tǒng)。

如何安置FSSS系統(tǒng)對(duì)改造成果具有重要影響如果是分立元件安裝FSSS則采用時(shí)間相對(duì)較久FSSS的相關(guān)功能與DCS系統(tǒng)有機(jī)無(wú)縫連接。FSSS的關(guān)聯(lián)設(shè)備，如煤油截止閥、火焰檢測(cè)設(shè)備等，如果無(wú)法滿(mǎn)足自動(dòng)化技術(shù)的要求，也必須進(jìn)行及時(shí)改造。事先要確保DCS系統(tǒng)具有功能拓展的能力。

（三）鍋爐順序控制系統(tǒng)

采用該系統(tǒng)后，系統(tǒng)內(nèi)不同的動(dòng)作都設(shè)置了安全聯(lián)鎖條件，聯(lián)鎖條件不滿(mǎn)足，則將閉鎖設(shè)備避免出現(xiàn)失誤操作，保護(hù)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。部分發(fā)電廠(chǎng)老機(jī)組改造順序控制機(jī)組的能力較弱（常見(jiàn)的單元機(jī)組分為機(jī)組級(jí)、功能級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)三個(gè)級(jí)別），可將其忽略，轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)有齊全功能的驅(qū)動(dòng)級(jí)或功能級(jí)的順序控制氣。

部分改造機(jī)組為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，去除人工干預(yù)點(diǎn)，在改造時(shí)設(shè)計(jì)了以負(fù)荷變化為依據(jù)的中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)或自動(dòng)切煤/磨煤機(jī)組的直吹程序控制系統(tǒng)也取得良好的效果。

（四）DCS應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)

近期的熱工自動(dòng)化改造技術(shù)研究都利用了廠(chǎng)用電源系統(tǒng)以及變壓器、發(fā)電機(jī).將電源控制、發(fā)電機(jī)解列、并列等電氣系統(tǒng)項(xiàng)目納入控制系統(tǒng)之提升了發(fā)電廠(chǎng)鍋爐以及汽輪組的自動(dòng)控制水平。傳統(tǒng)的控制形式是控制單機(jī)組，在控制臺(tái)盤(pán)上設(shè)置開(kāi)關(guān)按鈕以及模擬儀表光字牌直接導(dǎo)致鍋爐、汽輪機(jī)與控制室DCS控制系統(tǒng)失去協(xié)調(diào)性.制約了自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展氣在電氣控制系統(tǒng)，DCS技術(shù)主要用在主廠(chǎng)房的用電系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。

二、以現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)為基礎(chǔ)的發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

（一）構(gòu)建電氣自動(dòng)化模式

發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)的自動(dòng)安全裝置以及繼電保護(hù)設(shè)備利用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)以及微機(jī)化技術(shù).是發(fā)電廠(chǎng)綜合自動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)的前提條件。21世紀(jì)初，發(fā)電廠(chǎng)熱工技術(shù)設(shè)備供應(yīng)商推出了以網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)的發(fā)電廠(chǎng)電氣自動(dòng)系統(tǒng)，包括CSPA-2000系統(tǒng)、DCAP-4000系統(tǒng)，在云南宣威電廠(chǎng)、河南伊川電廠(chǎng)的運(yùn)行中效果良好，當(dāng)前發(fā)電廠(chǎng)超過(guò)300MW的發(fā)電機(jī)機(jī)組均采用該技術(shù)。典型的系統(tǒng)接入DCS以及組網(wǎng)的模式如圖1所示。

圖1 基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

（二）電氣自動(dòng)化系統(tǒng)完善措施

對(duì)于發(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不同的廠(chǎng)家會(huì)利用不同的自動(dòng)保護(hù)裝置及微機(jī)保護(hù)裝置。某火電電氣自動(dòng)化系統(tǒng)通信接口如表1所示。

表1 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)通信接口表

設(shè)備通信接口通信速率通信介質(zhì)通信協(xié)議

DCS系統(tǒng)RS-48518.3光纖MODBUS

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)RS-4228.5屏蔽雙絞線(xiàn)部頒 polling

廠(chǎng)用電源切換裝備RS-4228.5屏蔽雙絞線(xiàn)MODBUS

機(jī)組故障錄波RS-4858.5屏蔽雙絞線(xiàn)MODBUS

自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置RS-4858.5屏蔽雙絞線(xiàn)MODBUS

通常情況下，發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)裝置以及電氣保護(hù)裝置會(huì)采用不同廠(chǎng)家設(shè)備當(dāng)前缺乏統(tǒng)一的自動(dòng)化技術(shù)規(guī)約和標(biāo)準(zhǔn)，信息交換需要通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)化器實(shí)現(xiàn)。

DCS系統(tǒng)技術(shù)改造的目的主要是提高DCS系統(tǒng)的可靠性、從發(fā)電廠(chǎng)熱工技術(shù)源頭降低DCS系統(tǒng)故障產(chǎn)生頻率，可在提高安全控制器水平、系統(tǒng)兼容性方面進(jìn)行技術(shù)改造?！栋l(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化安全技術(shù)指南》將要求更加細(xì)化如實(shí)現(xiàn)DCS后臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備的合理配置，將DCS故障的影響降低到最小程度。

要的技術(shù)改造措施包括：

（1）DCS控制系統(tǒng)在操作過(guò)程要的邏輯問(wèn)題集中在ETS邏輯、磨煤機(jī)以及給水泵跳閘邏輯、MFT邏輯等相關(guān)設(shè)備上，一旦產(chǎn)生邏輯問(wèn)題導(dǎo)致發(fā)電廠(chǎng)設(shè)備跳閘，將會(huì)對(duì)其他設(shè)備運(yùn)行造成較大影響，必須注意及時(shí)調(diào)試。

（2）發(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化技術(shù)改造的關(guān)鍵在于自動(dòng)化設(shè)備的質(zhì)量。須在堅(jiān)持質(zhì)量可靠的前提下進(jìn)行配件以及設(shè)備的選型、購(gòu)買(mǎi)通過(guò)公平、公正、公開(kāi)的方式進(jìn)行招標(biāo)并選擇成熟可靠的供應(yīng)商，在進(jìn)行招標(biāo)前須制定技術(shù)規(guī)范書(shū)。電廠(chǎng)必須對(duì)DCS軟、硬件質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。

三、結(jié)束語(yǔ)

從自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)行狀況以及指標(biāo)測(cè)試結(jié)果來(lái)分析發(fā)電廠(chǎng)熱工機(jī)組經(jīng)過(guò)DCS技術(shù)改造后整個(gè)系統(tǒng)的功能指標(biāo)均能實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)要求，符合電力行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。人機(jī)界面的畫(huà)面監(jiān)控、互動(dòng)能力得到提高：自動(dòng)化設(shè)備的安全聯(lián)鎖動(dòng)作有效避免了操作人員的失誤性操作；順序控制系統(tǒng)按照時(shí)間以及固定順序完成熱力系統(tǒng)的自動(dòng)動(dòng)作，提高了工作效率；熱工自動(dòng)率達(dá)到95%，機(jī)組運(yùn)行的重要熱力參數(shù)能夠保持在穩(wěn)定數(shù)值內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì)優(yōu)于原有系統(tǒng)。