关于火电厂热工自动控制可靠性研究

余昌硕

摘 要：随着我国经济不断发展，民众生活有了质的提高，用电量也逐年上升。目前我国电网供电主力仍是火力发电，火力发电占据目前电网供电总量的百分之60%～70%。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

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0116-02

随着我国竞价上网、电价改革等电力政策的出台，电力行业的竞争力度也随之强烈。如何在当前激烈的电力市场竞争中取得最大效益，已成为各大火力电厂急需解决的问题。

1 热工自控系统概述

火力电厂本身存在诸多缺陷，如：投入大、能耗高、发电效率低、环境污染严重等，这些问题都严重制约了火力电厂的发展。随着近几年自动化控制技术越来越成熟，其广泛应用于各行各业。火力电厂使用自动控制技术，能够有效降低煤炭消耗、减少污染排放、提高电厂经济效益。

所谓热工自控系统是指利用计算机软件对电厂相关发电设备进行控制，在电厂发生突发事件时，能够通过控制软件自动关闭事故发生区域的供电线路、发电设备等，避免相关线路与设备受到损伤。因此，热工自控系统是火力电厂自动控制系统的核心组成部分，通过监视、自动控制电厂设备，保障电厂能够安全、稳定的运行。

热工自控系统包含以下几部分：风机与锅炉的协调控制系统、锅炉燃料监测系统、蒸汽汽包水位监测系统、蒸汽过热温度监测、以及鼓风机送风与引风控制系统等。随着自动化技术的不断发展、完善，电厂热工自控系统开始向着智能化、集成化控制方向发展，对火电厂的要求也逐渐提高。

火电厂运行具有较高的复杂性，使用人力无法满足电厂日常操作需要，且工作效率较为低下，因此这些设备需要使用先进的控制系统进行综合控制管理，使电厂实现自动化控制，保证电厂能够正常工作；同时，电厂工作人员需定期对相关设备进行维护检修，及时发现、处理控制系统中的错误；相关热工自控系统操作人员应具备良好地职业素质、熟悉热工自控系统，对于热工系统所反映问题能够及时、有效的进行定位、处理，同时针对热工自控系统，需制定相应维护计划，保证热工自控系统的运行可靠性。

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控制系统是计算机控制系统的关键组成部分，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。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。

图1为DCS控制系统控制图。

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。辅助控制系统一般使用PLC（可编程控制器）对热工自控系统进行设置与控制，两者之间使用数据交换机以及其它类似数据传输设备进行数据传输，从而保证热工自控系统能够正常运行。使用PLC编辑的数据通过中央控制中心进行整合处理，并发送至相关被控制设备，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，视讯网络监测系统在我国各大企业得到广泛应用，通过视讯网络监测系统能够对企业重要部位以及较危险的工作区域进行全天候的监测，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，当目标区域出现故障时，能够在第一时间内通过视频监视系统对故障区域进行观察、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，维修人员可通过现场的通讯系统与控制中心通话，与中心控制室的工作人员合作解决故障。图2为视讯监测系统。

2.4 实时监测报警系统

实时监测报警系统是火力电厂自动控制系统的关键组成部分。通过实时监测报警系统，能够对设备进行实时监视与监测，当设备发生故障时，实时监测报警系统能够及时自动触发，并发出报警信号，工作人员通过中心系统能够了解故障发生点，并作出相应处理。

3 提升火力发电厂热工自控系统可靠性的措施

通过改进、完善火力电厂的控制系统，能够有效提升热工自控系统的运行可靠性。

3.1 优化DCS系统的控制单元，实现DCS智能化控制

通过对DCS控制系统进行优化、改进，从而提升DCS系统的智能化程度，利用智能化控制，使操作更加简洁、方便。DCS系统经过优化、改进后，其操作灵活度与系统灵敏度将随着智能化程度的提高而得到较大提升，使DCS具备更加快速的反应、控制能力。若DCS系统缺乏足够智能程度，将导致DCS系统因灵敏度、反应度等原因无法及时发现并处理故障，严重影响火力电厂的运行安全，易导致火力电厂产生重大经济损失。

随着当今科学技术不断发展，新的处理系统、智能化程序系统、智能监测设备的更新速度正在加快，使得火力电厂DCS系统进行智能化优化工作变得更加便捷。在不远的未来，火力电厂完全可以依靠高度智能化的DCS系统以及少数工作人员实现全厂管理、维护的目标。

3.2 自动化软件的优化设计

通过对自动化控制软件进行设计优化，提高控制软件的抗干扰能力，使系统能够拥有更加广泛的应用范围以及较广的技术指标。火力电厂的发电机组工作运行时，会产生一定量的电磁干扰，对周围控制设备与控制系统的稳定运行有着一定影响。因此，通过优化过程控制设备与程序，提高相关设备抗干扰能力，从而提升控制设备的运行可靠性。

当前火力电厂之间竞争较为激烈，而利用热工自控系统能够降低电厂内部损耗，提升电厂经济效益，从而加强电厂行业竞争力。为了电厂移植、改造方便，改进过程控制设备的兼容性、从而提高系统移植性是目前评价自动化设备、软件的重要指标。因此，在设计相关软件、设备时，需注重兼容性、移植性的优化、改进设计。

3.3 加大辅助系统的投入

辅助系统是热工控制系统的重要组成部分，通过加大对辅助系统的投入，使电厂所有工作区域均铺设辅助设备，从而提高热工系统的可靠性。

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。

参考文献

[1] 张帅.火电厂热工自动控制可靠性分析[J].科技传播，2013，2：26-27.

[2] 周明辉.火电厂热工自动控制思考[J].现代商贸工业，2011，21：297-298.

[3] 程业武.关于火电厂热工自动控制可靠性研究[J].电子世界，2011，8：36.

[4] 徐庆军，邵江波.火电厂热工自动控制可靠性研究[J].硅谷，2013，12：70.endprint

摘 要：随着我国经济不断发展，民众生活有了质的提高，用电量也逐年上升。目前我国电网供电主力仍是火力发电，火力发电占据目前电网供电总量的百分之60%～70%。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

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0116-02

随着我国竞价上网、电价改革等电力政策的出台，电力行业的竞争力度也随之强烈。如何在当前激烈的电力市场竞争中取得最大效益，已成为各大火力电厂急需解决的问题。

1 热工自控系统概述

火力电厂本身存在诸多缺陷，如：投入大、能耗高、发电效率低、环境污染严重等，这些问题都严重制约了火力电厂的发展。随着近几年自动化控制技术越来越成熟，其广泛应用于各行各业。火力电厂使用自动控制技术，能够有效降低煤炭消耗、减少污染排放、提高电厂经济效益。

所谓热工自控系统是指利用计算机软件对电厂相关发电设备进行控制，在电厂发生突发事件时，能够通过控制软件自动关闭事故发生区域的供电线路、发电设备等，避免相关线路与设备受到损伤。因此，热工自控系统是火力电厂自动控制系统的核心组成部分，通过监视、自动控制电厂设备，保障电厂能够安全、稳定的运行。

热工自控系统包含以下几部分：风机与锅炉的协调控制系统、锅炉燃料监测系统、蒸汽汽包水位监测系统、蒸汽过热温度监测、以及鼓风机送风与引风控制系统等。随着自动化技术的不断发展、完善，电厂热工自控系统开始向着智能化、集成化控制方向发展，对火电厂的要求也逐渐提高。

火电厂运行具有较高的复杂性，使用人力无法满足电厂日常操作需要，且工作效率较为低下，因此这些设备需要使用先进的控制系统进行综合控制管理，使电厂实现自动化控制，保证电厂能够正常工作；同时，电厂工作人员需定期对相关设备进行维护检修，及时发现、处理控制系统中的错误；相关热工自控系统操作人员应具备良好地职业素质、熟悉热工自控系统，对于热工系统所反映问题能够及时、有效的进行定位、处理，同时针对热工自控系统，需制定相应维护计划，保证热工自控系统的运行可靠性。

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控制系统是计算机控制系统的关键组成部分，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。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。

图1为DCS控制系统控制图。

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。辅助控制系统一般使用PLC（可编程控制器）对热工自控系统进行设置与控制，两者之间使用数据交换机以及其它类似数据传输设备进行数据传输，从而保证热工自控系统能够正常运行。使用PLC编辑的数据通过中央控制中心进行整合处理，并发送至相关被控制设备，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，视讯网络监测系统在我国各大企业得到广泛应用，通过视讯网络监测系统能够对企业重要部位以及较危险的工作区域进行全天候的监测，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，当目标区域出现故障时，能够在第一时间内通过视频监视系统对故障区域进行观察、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，维修人员可通过现场的通讯系统与控制中心通话，与中心控制室的工作人员合作解决故障。图2为视讯监测系统。

2.4 实时监测报警系统

实时监测报警系统是火力电厂自动控制系统的关键组成部分。通过实时监测报警系统，能够对设备进行实时监视与监测，当设备发生故障时，实时监测报警系统能够及时自动触发，并发出报警信号，工作人员通过中心系统能够了解故障发生点，并作出相应处理。

3 提升火力发电厂热工自控系统可靠性的措施

通过改进、完善火力电厂的控制系统，能够有效提升热工自控系统的运行可靠性。

3.1 优化DCS系统的控制单元，实现DCS智能化控制

通过对DCS控制系统进行优化、改进，从而提升DCS系统的智能化程度，利用智能化控制，使操作更加简洁、方便。DCS系统经过优化、改进后，其操作灵活度与系统灵敏度将随着智能化程度的提高而得到较大提升，使DCS具备更加快速的反应、控制能力。若DCS系统缺乏足够智能程度，将导致DCS系统因灵敏度、反应度等原因无法及时发现并处理故障，严重影响火力电厂的运行安全，易导致火力电厂产生重大经济损失。

随着当今科学技术不断发展，新的处理系统、智能化程序系统、智能监测设备的更新速度正在加快，使得火力电厂DCS系统进行智能化优化工作变得更加便捷。在不远的未来，火力电厂完全可以依靠高度智能化的DCS系统以及少数工作人员实现全厂管理、维护的目标。

3.2 自动化软件的优化设计

通过对自动化控制软件进行设计优化，提高控制软件的抗干扰能力，使系统能够拥有更加广泛的应用范围以及较广的技术指标。火力电厂的发电机组工作运行时，会产生一定量的电磁干扰，对周围控制设备与控制系统的稳定运行有着一定影响。因此，通过优化过程控制设备与程序，提高相关设备抗干扰能力，从而提升控制设备的运行可靠性。

当前火力电厂之间竞争较为激烈，而利用热工自控系统能够降低电厂内部损耗，提升电厂经济效益，从而加强电厂行业竞争力。为了电厂移植、改造方便，改进过程控制设备的兼容性、从而提高系统移植性是目前评价自动化设备、软件的重要指标。因此，在设计相关软件、设备时，需注重兼容性、移植性的优化、改进设计。

3.3 加大辅助系统的投入

辅助系统是热工控制系统的重要组成部分，通过加大对辅助系统的投入，使电厂所有工作区域均铺设辅助设备，从而提高热工系统的可靠性。

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。

参考文献

[1] 张帅.火电厂热工自动控制可靠性分析[J].科技传播，2013，2：26-27.

[2] 周明辉.火电厂热工自动控制思考[J].现代商贸工业，2011，21：297-298.

[3] 程业武.关于火电厂热工自动控制可靠性研究[J].电子世界，2011，8：36.

[4] 徐庆军，邵江波.火电厂热工自动控制可靠性研究[J].硅谷，2013，12：70.endprint

摘 要：随着我国经济不断发展，民众生活有了质的提高，用电量也逐年上升。目前我国电网供电主力仍是火力发电，火力发电占据目前电网供电总量的百分之60%～70%。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

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0116-02

随着我国竞价上网、电价改革等电力政策的出台，电力行业的竞争力度也随之强烈。如何在当前激烈的电力市场竞争中取得最大效益，已成为各大火力电厂急需解决的问题。

1 热工自控系统概述

火力电厂本身存在诸多缺陷，如：投入大、能耗高、发电效率低、环境污染严重等，这些问题都严重制约了火力电厂的发展。随着近几年自动化控制技术越来越成熟，其广泛应用于各行各业。火力电厂使用自动控制技术，能够有效降低煤炭消耗、减少污染排放、提高电厂经济效益。

所谓热工自控系统是指利用计算机软件对电厂相关发电设备进行控制，在电厂发生突发事件时，能够通过控制软件自动关闭事故发生区域的供电线路、发电设备等，避免相关线路与设备受到损伤。因此，热工自控系统是火力电厂自动控制系统的核心组成部分，通过监视、自动控制电厂设备，保障电厂能够安全、稳定的运行。

热工自控系统包含以下几部分：风机与锅炉的协调控制系统、锅炉燃料监测系统、蒸汽汽包水位监测系统、蒸汽过热温度监测、以及鼓风机送风与引风控制系统等。随着自动化技术的不断发展、完善，电厂热工自控系统开始向着智能化、集成化控制方向发展，对火电厂的要求也逐渐提高。

火电厂运行具有较高的复杂性，使用人力无法满足电厂日常操作需要，且工作效率较为低下，因此这些设备需要使用先进的控制系统进行综合控制管理，使电厂实现自动化控制，保证电厂能够正常工作；同时，电厂工作人员需定期对相关设备进行维护检修，及时发现、处理控制系统中的错误；相关热工自控系统操作人员应具备良好地职业素质、熟悉热工自控系统，对于热工系统所反映问题能够及时、有效的进行定位、处理，同时针对热工自控系统，需制定相应维护计划，保证热工自控系统的运行可靠性。

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控制系统是计算机控制系统的关键组成部分，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。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。

图1为DCS控制系统控制图。

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。辅助控制系统一般使用PLC（可编程控制器）对热工自控系统进行设置与控制，两者之间使用数据交换机以及其它类似数据传输设备进行数据传输，从而保证热工自控系统能够正常运行。使用PLC编辑的数据通过中央控制中心进行整合处理，并发送至相关被控制设备，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，视讯网络监测系统在我国各大企业得到广泛应用，通过视讯网络监测系统能够对企业重要部位以及较危险的工作区域进行全天候的监测，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，当目标区域出现故障时，能够在第一时间内通过视频监视系统对故障区域进行观察、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，维修人员可通过现场的通讯系统与控制中心通话，与中心控制室的工作人员合作解决故障。图2为视讯监测系统。

2.4 实时监测报警系统

实时监测报警系统是火力电厂自动控制系统的关键组成部分。通过实时监测报警系统，能够对设备进行实时监视与监测，当设备发生故障时，实时监测报警系统能够及时自动触发，并发出报警信号，工作人员通过中心系统能够了解故障发生点，并作出相应处理。

3 提升火力发电厂热工自控系统可靠性的措施

通过改进、完善火力电厂的控制系统，能够有效提升热工自控系统的运行可靠性。

3.1 优化DCS系统的控制单元，实现DCS智能化控制

通过对DCS控制系统进行优化、改进，从而提升DCS系统的智能化程度，利用智能化控制，使操作更加简洁、方便。DCS系统经过优化、改进后，其操作灵活度与系统灵敏度将随着智能化程度的提高而得到较大提升，使DCS具备更加快速的反应、控制能力。若DCS系统缺乏足够智能程度，将导致DCS系统因灵敏度、反应度等原因无法及时发现并处理故障，严重影响火力电厂的运行安全，易导致火力电厂产生重大经济损失。

随着当今科学技术不断发展，新的处理系统、智能化程序系统、智能监测设备的更新速度正在加快，使得火力电厂DCS系统进行智能化优化工作变得更加便捷。在不远的未来，火力电厂完全可以依靠高度智能化的DCS系统以及少数工作人员实现全厂管理、维护的目标。

3.2 自动化软件的优化设计

通过对自动化控制软件进行设计优化，提高控制软件的抗干扰能力，使系统能够拥有更加广泛的应用范围以及较广的技术指标。火力电厂的发电机组工作运行时，会产生一定量的电磁干扰，对周围控制设备与控制系统的稳定运行有着一定影响。因此，通过优化过程控制设备与程序，提高相关设备抗干扰能力，从而提升控制设备的运行可靠性。

当前火力电厂之间竞争较为激烈，而利用热工自控系统能够降低电厂内部损耗，提升电厂经济效益，从而加强电厂行业竞争力。为了电厂移植、改造方便，改进过程控制设备的兼容性、从而提高系统移植性是目前评价自动化设备、软件的重要指标。因此，在设计相关软件、设备时，需注重兼容性、移植性的优化、改进设计。

3.3 加大辅助系统的投入

辅助系统是热工控制系统的重要组成部分，通过加大对辅助系统的投入，使电厂所有工作区域均铺设辅助设备，从而提高热工系统的可靠性。

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。

参考文献

[1] 张帅.火电厂热工自动控制可靠性分析[J].科技传播，2013，2：26-27.

[2] 周明辉.火电厂热工自动控制思考[J].现代商贸工业，2011，21：297-298.

[3] 程业武.关于火电厂热工自动控制可靠性研究[J].电子世界，2011，8：36.

[4] 徐庆军，邵江波.火电厂热工自动控制可靠性研究[J].硅谷，2013，12：70.endprint