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探讨电力行业热工自动化系统的未来发展动向与前景

作者:泰宜电力 阅读次数:18次    发布时间:2017-08-11 17:51:16

        随着国家法律对环保日益严格的要求和计算机网络技术的进步,未来热工系统将围绕“节能增效,可持续发展”的主题,向智能化、网络化、透明化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展,新的测量控制原理和方法不断得以应用,将使机组的运行操作和故障处理,象操作普通计算机一样方便。
        1.单元机组监控智能化是热工自动化系统发展方向
        单元机组DCS的普及应用,使得机组的监控面貌焕然一新,但是它的监控智能化程度在电力行业却没有多大提高。虽然许多智能化的监视、控制软件在国内化工、冶金行业中都有较好的应用并取得效益,可在我国电力行业直漏电保护器测试仪到近几年才开始有所起步。
        智能化报警软件将对报警信号进行汇类统计、分析和预测,对机组运行趋势和状态作出分析、判断,用以指导运行人员的操作;故障预测、故障诊断以及状态维修等专用软件,将在提高机组运行的安全性,最大限度地挖掘机组潜力中发挥作用。单元机组监控智能化将带来机组检修方式的转变,以往定期的、被动式维护将向预测性、主动式为主的维护方式过渡,检修计划将根据机组实际状况安排。
        2.过程控制优化软件将得到进一步应用
        目前机组的AGC均为单机方式(由调度直接把负荷指令发给投入AGC的机组)。由于电网负荷变化频繁,使投入AGC的机组始终处于相应的变负荷状态,锅炉的蒸汽压力和温度波动幅度大,辅机、阀门、挡板等设备动作频繁,这种方式对机组和设备的寿命都会产生一定的负面影响。
        SIS系统将结合生产实际进行二次开发,促进自身应用技术走向成熟,在确保火电厂安全、环保、高效益及深化信息化技术应用中发挥作用。
        3.现场总线与DCS相互依存发展
        未来一段时间里,现场总线将与DCS、PLC相互依存发展,现场总线借助于DCS和PLC平台发展自身的应用空间,DCS和PLC则3.1 现场总线与DCS的关系。
        现场总线作为一个完整的现场总线控制系统,目前还难以迅速应用到整个电厂中,而DCS虽然是电厂目前在线运行机组的主流控制系统,但由于其检测和执行等现场仪表信号仍采用模拟量信号,无法满足工程师站上对现场仪表进行诊断、维护和管理的要求,限制了控制过程视野,因此DCS通过容入通信协议国际标准化的现场总线和适合现场总线连接的智能化仪表、阀门,并将自身的输出驱动功能分离移到现场或由现场智能驱动器代替,功能简单且相对集中的控制系统下放到采用FCS控制和处理功能的现场智能仪表中,然后由少量的几根同轴电缆(或光缆)和紧急停炉停机控制用电缆,通过全数字化通信与控制室连接。将有助于降低电厂造价,提高自身的可靠性,拓宽各自的功能,推动各自的发展。除新建电厂将会更多的采用现场总线的智能设备外,也会成为运行多年的机组下一步的改造计划。
        3.2 现场总线与PLC的关系。
        现场总线在电厂的应用将借助于PLC,这不但因为PLC已广泛应用于电厂辅助设备的控制,将现场总线技术和产品溶合到PLC系统中,成为PLC系统中的一部分或者成为PLC系统的延伸部分,在辅助设备的控制中将直接明显地体现其经济效益。还因为现场总线和PLC的制造商间关系密切,如Contr01.Net、ProfiBus等本身就是由PLC的主要生产供货商支持开发。
        由于电厂现场的环境恶劣,温度高、灰尘多、湿度变化大,因此现场总线在电厂应用,首先要解决的是自身质量。
        4.辅助车间(系统)集控将得到全面推广
        随着发电厂对减员增效的要求和运行人员整体素质的提高,辅助车间(系统)通过辅控网集控将会得到进一步全面推广。辅助车间集控系统能否实现设计目标,除了自身的技术以外,很大程度上取决于辅助系统本身的自动投入情况。因此高可靠性的执行机构、动作灵活可靠的限位开关、智能化的变送器将会得到应用。
        5.单元机组监控系统的物理配置趋向集中布置
        随着机组容量的提高、计算机技术的发展和管理水平的深化,近几年集控室的概念扩大,出现了全厂单元机组集中于一个控制室,单元机组的电子设备间集中,现场一般的监视信号大量采用远程I/O柜的配置方式趋势,如浙江省国华浙能宁海发电厂(获国家金奖),一期工程四台机组一个控制室集中监控,单元机组电子室集中,提高了机组运行管理水平。
        6.APS技术应用
        由于APS系统的实质是电厂运行规程的程序化,其优势在于可以大大减轻运行人员的工作强度,避免人为操作中的各种不稳定因素,缩短机组启停时间。作为提高生产效率和机组整体自动化水平,增强在电力企业的市场竞争能力行之有效的方法,将会成为未来机组控制发展的方向之一,引导设计、控制系统厂商和电厂人员更多地去深入研究,设计和完善功能,并付绪实施。
        7.无线测量技术应用
        无线测量技术能监视和控制运行过程中发生的更多情况,获得关键的工艺信息,整合进入DCS。除节省大量安装成本以外,还将推动基本过程和自动化技术的改善。如供热、供油和煤计量,酸碱、污水区域测量等,都可能通过无线测量技术实现远程监控。
        8.提高热工自动化系统可靠性研究将深入
        提高热工自动化系统的可靠性技术研究工作,包括控制软硬件的合理配置,采集信号的可靠性、干扰信号的抑制,控制逻辑的优化、控制系统故障应急预案的完善等。随着机组控制可靠性要求的提高,重要控制子系统的硬件配置中,将会采用安全型控制器、安全型PLC系统或者它们的整合,保护采集信号将会更多的采用三选二判断逻辑。独立的测量装置需要设计干扰信号抑制功能。此外基建机组一味以最低价中标的招标模式也应得到扭转(最低价中标,迫使厂商通过减少配置来降低投标价,导致控制系统可靠性下降)。
        9.火电厂机组检修运行维护方式将改变
        随着电力市场的竞争,发电企业将趋向集约化经营和管理结构扁平化,为提高经济效益,发电企业在多发电,以提高机组利用小时的同时,将会通过减少生产人员的配备,密切与外包检修企业之间的联系,让专业检修队伍取替本厂检修队伍的方式来提高劳动生产率。因此检修维修工作社会化将是一种趋势。
        总体来讲,热工自动化系统的发展趋势是高速化、智能化、一体化和透明化。对故障信息的研究和充分利用是发掘热工故障诊断与故障预测的基础,现场总线的应用,为热工自动化系统的进一步发展提供了不断拓展的空间。现代控制理论的应用,将改写热工调节系统的指标。随着计算机技术的进步,网络化的保护及故障信息系统将会不断发展,最终基于网络大容量数据传输可实现,远程专家监控诊断系统的开发应用,火电厂检修运行维护的结构将彻底改变,届时仅需少量人员进行机组的运行维护,更多的是通过远程专家监控诊断系统(类似于电力调度),实现对机组的运行监控、维护和故障诊断、处理。

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