电厂运行中的热工自动化 DCS控制系统运行分析

电厂运行中的热工自动化 DCS控制系统运行分析

赵宏阳 王玉琦 王涛

辽宁沈煤红阳热电有限公司 辽宁辽阳 111000

摘要:随着科学技术的进步发展，电厂运行中运用了大量先进的热工自动化技术，不仅提高了电厂运行效率的质量，同时还减少了一定的生产成本，充分保障了电厂系统的安全运行。并且热工自动化系统的发展是高速化、智能化、透明化和一体化趋势。因此为了充分发挥其作用，本文概述了热工自动化控制系统，阐述了电厂运行中的热工自动化控制系统运行现状，对电厂运行中的热工自动化DCS控制系统运行进行了探讨分析。

关键词：热工自动化控制系统；电厂运行；运行现状；DCS系统；

热工自动化控制系统DCS又叫集散控制系统，其是电厂运行中的重要组成部分，并且使得热工设备安全得到了充分保障，不仅降低了电厂工作人员的劳动强度，还提高了机组的工作效率和经济性，改善了工作条件和工作环境，对于促进电厂发展具有重要意义。

一、热工自动化控制系统的概述

热工自动化控制系统DCS是一种区别于传统集中控制的新型控制系统，其是通过传统的计算机控制系统在使用中所发现的缺陷与优势所发展产生的，其是基于微型计算机中的局域网基础上运行发展，是以局域网为纽带，其中包含过程控制级和过程监控级。电厂热工自动化控制系统的构成：（1）DCS系统。电厂DCS系统融合了计算机技术、系统控制技术、多媒体技术以及网络通讯技术等高新技术，能够有效完成电厂的过程控制和管理。电厂DCS系统的广泛运行，能够对电厂机组的运行情况实时进行自动检测、自动控制、自动报警以及自动保护，实现了对机组运行的自动化控制。（2）烟气脱硫系统。烟气脱硫系统有效实现工程控制的主要采用的是PLC和FGD2DCS。电厂烟气脱硫系统通过PLC和FGD2DCS，同时结合电脑键盘来控制烟气脱硫系统各设备的开启和关闭以及对各设备的运行情况进行监控。电厂在设置烟气脱硫系统控制点时，可以结合电厂的实际情况，将其与除灰系统合并在电除尘控制室中，同时将其与电厂DCS系统相连，保证电厂机组的稳定运行。（3）辅助系统集中监控网络。为了满足电厂安装、调试以及初期运行过渡的需要，电厂辅助系统集中监控网络采用的是控制器+交换机+人机接口的方式，同时结合水点、煤点以及灰点位置来安排调试终端。随着科技的不断发展，电厂的监控系统也在朝着全自动方向发展。

二、电厂运行中的热工自动化控制系统运行现状分析

目前我国电厂热动自动化已经得到了广泛的运行发展。从自动装置看，组装仪表已经向现在的数字仪表发展，系统控制设备也提升到了新的档次，一些机组有专门的小型计算机进行监督和控制，配以CRT显示，监控水平较以前大大提高；在局部运行控制与热工保护方面都取得了良好的效果。热工自动化控制系统的运行目前主要包括自动检测、自动控制、自动报警和自动保护等方面，具体表现为：（1）自动检测。自动检测是热力过程中温度、压力、流量、成份和液位等热工参数的测量是采用自动化仪表独立完成，不需要工作人员直接参与控制之中。自动检测的运行可以及时的发现电厂工作中存在的各种不足和问题，并且对电厂机组的运行情况及时调整。（2）自动控制。其是运行自动控制装置视线电厂机组中某些过程和设备自动运行和调节，确保机组运行的安全性和经济性。（3）自动报警。其主要是指在无人控制的情况下对机组运行中偏离参数控制情况下提示工作人员进行调整和纠正，以便发生重大的故障和事故。（4）自动保护。其主要是热工参数超过限定值或者相关的设备运行条件无法满足设计要求的时候应当对机组设备进行自我修复和控制，或者采取终止工作，避免事故的扩大和损伤。

3. 电厂运行中的热工自动化DCS控制系统运行分析

1、自律分布式系统结构运行分析。自律分布控制系统是现代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。

2、EIC综合技术运行分析。在以前电厂的发电控制过程中，电气控制装置E(Eleetric)、仪表控制装置I(Instrument)和计算机控制装置O(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的编码。

3、现场总线运行分析。采用现场总线FB也是DCS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可将现场的所有智能设备，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。

4、过程控制仪表运行分析。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的运行，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，这些都影响了设备的使用，不但浪费了国家的资金和人力，还会对环境造成威胁。可是国外却很重视这种仪器的使用和维护，它已经成为发电系统内不可缺少的部件。

结束语

综上所述，电厂是电力事业的核心结构，其对技术要求比较高，目的是提高电厂运行的经济效益，维护社会的用电质量。热工自动化技术可以运用到电厂的多个模块中，全面辅助电厂安全运行，通过热工自动化技术，加强电厂运行的控制力度。并且热工自动化技术的实践性比较高，而且其在电厂运行中具有很大的发展潜力，可以为电厂运营提供可靠的技术支持。因此对电厂运行中的热工自动化DCS控制系统运行进行分析具有重要意义。

参考文献

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[3]高小岚.热工自动化系统运行的稳定性[J].科技创新导报，2017