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做座电力行业热工自动化技术的应用现状与发展

发布时间:2021-10-09 21:42:01 阅读: 来源:黎明滤芯厂家
做座电力行业热工自动化技术的应用现状与发展

电力行业热工自动化技术的应用现状与发展

编者语: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。

1 当前电力行业热工自动化技术的发展

随着世界高科技的飞速发展和我国机组容量的快速提高,电厂热工自动化技术不断地从相关学科中吸取最新成果而迅速发展和完善,近几年更是日新月异,一方面作为机组主要控制系统的DCS,已在控制结构和控制范围上发生了巨大的变化;另一方面随着厂级监控和管理信息系统(SIS)、现场总线技术和基于现代控制理论的控制技术的应用,给热工自动化系统注入了新的不可随便的调剂装备活力。

1.1 DCS的应用与发展

火电厂热工自动化系统的发展变化,在二十世纪给人耳目一新的是DCS的应用,而当今则是DCS的应用范围和功能的迅速扩展。

1.1.1 DCS应用范围的迅速扩展

20世纪末,DCS在国内燃煤机组上应用时,其监控功能覆盖范围还仅限DAS、MCS、FSSS和SCS四项。即使在2004年发布的Q/DG1-K《火力发电厂分散控制系统(DCS)技术规范书》中,DCS应用的主要功能子系统仍然还是以上四项,但实际上近几年DCS的应用范围迅速扩展,除了一大批高参数、大容量、不同控制结构的燃煤火电机组(如浙江玉环电厂1000MW机组)的各个控制子系统全面应用外,脱硫系统、脱硝系统、空冷系统、大型循环流化床(CFB)锅炉等新工艺上都成功应用。可以说只要工艺上能够实现的系统,DCS都能实现对其进行可靠控制。

1.1.2 单元机组控制系统一体化的崛起

随着一些电厂将电气发变组和厂用电系统的控制(ECS)功能纳入DCS的SCS控制功能范围,ETS控制功能改由DCS模件构成,DEH与DCS的软硬件合二为一,以及一些机组的烟气湿法脱硫控制直接进入单元机组DCS控制的成功运行,标志着控制系统一体化,在DCS技术的发展推动下而走向成熟。

由于一体化减少了信号间的连接接口以及因接口及线路异常带来的传递过程故障,减少了备品备件的品种和数量,降低了维护的工作量及费用,所以近几年一体化控制系统在不同容量的新建机组中逐渐得到应用,如浙江华能玉环电厂4×1000MW机组、台州电厂2×300MW机组和安徽凤台电厂4×600MW机组均全厂采用西屋Ovation系统,国华浙能宁海电厂4×600MW机组全厂采用西门子公司的T-XP系统,大唐乌沙山电厂4×600MW机组全厂采用I/A系统,浙江乐清电厂4×600MW机组全厂采用ABB公司的SYMPHONY系统等。

控制系统一体化的实现,是电力行业DCS应用功能快速发展的体现。排除人为因素外,控制系统一体化将为越来越多的电厂所采用。

1.1.3 DCS结构变化,应用技术得到快速发展

随着电子技术的发展,近年来DCS系统在结构上发生变化。过去强调的是控制功如果应变片精度不高或固定应变片用的胶抗老化能力不好在或传感器的材料不好都将影响传感器的精度和使用寿命能尽可能分散,由此带来的是使用过多的控制器和接口间连接。但过多的控制器和接口间连接,不一定能提高系统运行可靠性,相反到有可能导致故障停机的概率增加。何况单元机组各个控制系统间的信号联系千丝万缕,互相牵连,一对控制器故障就可能导致机组停机,即使没有直接导致停机,也会影新的自我修复材料由1种极性可延展的聚合物——偏氟乙烯和6氟丙烯聚合物和离子盐构成响其它控制器因失去正确的信号而不能正常工作。因此随着控制器功能与容量的成倍增加、更多安全措施(包括采用安全性控制器)、冗余技术的采用(有的DCS的核心部件CPU,采用2×2冗余方式)以及速度与可靠性的提高,目前DCS正在转向适度集中,将相互联系密切的多个控制系统和非常复杂的控制功能集中在一对控制器中,以及上述所说的单元机组采用一体化控制系统,正成为DCS应用技术发展的新方向,这不但减少了故障环节,还因内部收710与结算价持平信息交换方便和信息传递途径的减少而提高了可靠性。

此外,随着近几年DCS应用技术的发展,如采用通用化的硬件平台,独立的应用软件体系,标准化的通讯协议,PLC控制器的融入,FCS功能的实现,一键启动技术的成功应用等,都为DCS增添了新的活力,功能进一步提高,应用范围更加宽广。

1.2 全厂辅控系统走向集中监控

一个火电厂有10多个辅助车间,国内过去通常都是由PLC和上位机构成各自的络,在各车间控制室内单独控制,因此得配备大量的运行人员。为了提高外围设备控制水平和劳动生产率,达到减员增效的目的,随着DCS技术和络通讯功能的提高,目前各个辅助车间的控制已趋向适度集中,整合成一个辅控(简称BOP 即Balance Of Plant的缩写)方向发展,即将相互独立的各个外围辅助系统,利用计算机及络技术进行集成,在全厂IT系统上进行运行状况监控,实现外围控制少人值班或无人值班。

近几年新建工程迅速向这个方向发展。如国华浙能宁海电厂一期工程(4×600MW)燃煤机组BOP覆盖了水、煤、灰等共13个辅助车间子系统的监控,下设水、煤、灰三个监控点,集中监控点设在四机一控室里,打破了传统的全厂辅助车间运行管理模式,不但比常规减员30%,还提升了全厂运行管理水平。整个辅控的硬件和软件的统一,减少了库存备品备件及日常管理维护费用[1]。由于取消了多个就地控制室,使得基建费用和今后的维护费用都减少。一些老厂的辅助车间也在进行BOP改造,其中浙江省第一家完成改造的是嘉兴发电厂2×300MW机组,取得较好效果。

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