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火电厂电气自动化控制系统设计

张博晗

国能粤电台山发电有限公司,广东省江门市,519000

摘要: 随着现代化科学技术的快速发展,火电厂想要实现可持续发展,应积极利用各种先进技术,特别是DCS控制系统的应用,结合火电厂实际的生产运营要求,持续进行创新和完善,使其发挥更大作用。
关键词: 火电厂;自动化;控制系统;设计;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157006
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1火电厂自动化控制系统的应用

1.1模拟量控制

模拟量控制是火电厂DCS控制系统中的重要模块,其在很大程度上反映了电力机组的自动化水平,主要用于锅炉给水控制、磨煤机调节、炉膛压力和氧气量控制、汽机和锅炉二次风量、一次风压和运行协调控制等自动化管理和调节,精确控制火电厂的生产工艺,不仅可以有效节省火电厂的生产成本,减少人为操作控制失误率,提高火电厂生产运营的安全性,而且保障火电厂的经济效益。

1.2数据采集

火电厂DCS控制系统的数据采集模块主要用于在线连续测量火电厂生产过程中的各种信号,包括对继电器出点开关信号进行高速采集、实时监测生产工艺中的温度、压力、流量、液位等运行参数信号,并且数据采集模块在运行过程中实时采集现场变送器运行信号,密切关注变动器的运行变化,这个模块基于上下位机结构,构成火电厂现场的小型集散系统,和火电厂控制网络进行连接,详细记录火电厂生产过程中DCS控制系统故障信号,发出报警信息,对重点参数变化情况和趋势进行实时显示,而且这个模块设置有故障记忆库,可以定期对火电厂电力生产故障进行打印制表。

1.3燃烧器管理

燃烧器管理是火电厂DCS控制系统应用的重要功能,其主要用于实时监控锅炉炉膛的运行状态,对于火电厂中的大型火电机组,其自动控制和自动保护系统中都包含这个控制模块,在实际应用中,燃烧器控制系统可以按照火电厂规定的生产工艺要求,顺序进行投切、安全启停和操作管理,一旦发生危险情况,燃料投进系统呗快速切断,然后将火电厂降温系统启动,从而避免发生爆炸、爆燃等危险事故,保障火电厂生产运营的安全性。

1.4顺序控制

火电厂DCS控制系统的顺序控制在很大程度上提高了生产运营的安全性,对系统操作控制程序进行有效简化,工作人员通过简单操作就能够控制整个发电机组或者辅机系统和设备的启停,利用某些按钮保持成套机组自动化运行,顺序控制模块在实际应用中主要具有以下功能:其一,自动化保护功能,一旦火电厂生产运营工艺发生故障或者应急问题,顺序控制模块能够复归控制进程或者自动化中断;其二,自带程序检查,根据火电厂生产运营要求,通过自检电路对DCS控制系统程序运行进行自动检查,分析其正确性;其三,机动和手动转换自如,火电厂DCS控制系统设置有人机转换接口,根据DCS控制系统程序设定的自动化控制模式通过这个接口转换为手动运行,工作人员可以根据火电厂生产运营要求,任意选择手动操作、跳步、点步等功能,并且DCS控制系统可以选择故障信息或者报警信息;其四,在满足火电厂生产运营条件的基础上,DCS控制系统通过自动化分析和判断,自动转换或者执行程序。

1.5引入智能化仪表技术

近年来,智能化仪表技术快速发展,火电厂DCS控制系统应用过程中应积极引入智能化仪表技术,运用现场总线,对仪表信息线设置进行简化,并且在DCS控制系统的数字信息传输模块中应用纠错技术,降低信息传输的误差率,保障DCS控制系统的安全、稳定运行。

2电厂电气自动化控制系统可靠性的影响因素

2.1元器件本身质量问题

电厂电气自动化控制系统的元器件通常来自多个厂家,其中不乏部分厂家为了获取最大的利益,选择出售低价的元器件,直接降低了电厂电气自动化系统的可靠性,甚至会埋下诸多的安全隐患,大大缩减自动化系统的实际使用寿命,给电厂的发展造成阻碍。对于这一影响因素,应该结合实际的情况做出科学化的考量,使用适当的手段,让元器件符合设备运行要求,以保证电厂发展的稳定性。

2.2人为因素

电厂电气自动化控制系统需要以多种技术和知识加以支持,由此让其保持在相对稳定的运行状态下,如电路、编程和计算机等,都是相对重要的内容,需要相关的工作人员高度重视自动化控制系统的优化与完善,通过适宜的方式强化自身的专业水平。但是在实际工作中,自动化控制系统的基本利用价值并不理想,许多操作人员的专业水平不高,对于相关技术和知识的掌握程度不够理想,使得自动化控制系统的可靠性大大降低。

2.3气候因素

在电厂发展的进程中,气候条件的干扰无从避免,只能采取合理的手段,适当降低对相关系统的影响程度。自动化控制系统中涉及较多元器件,但是很多的元器件均受到气候因素的影响,尤其是温度和湿度等变化相对明显的时候,便会直接地降低电气自动化控制系统的可靠性,进而产生设备损坏和动作不灵敏等问题。尤其是在强烈气候变化趋势下,电气自动化控制系统难以正常工作。

2.4机械条件

机械条件可以对自动化控制系统的可靠性产生不利影响,若是在设备运行中受到了很多因素的干扰,势必会出现元器件松动和脱落的问题,从而降低了系统整体的运用价值,比如外力的冲击作用和振动等。在这样的干扰下,元器件的参数设置与电气性能也就发生明显的变化,从而使结构件损坏和金属件疲劳。

3提升电气自动化控制系统可靠性的措施

3.1合理设计

电气自动化控制系统结构合理性很大程度上决定了可靠性,所以进一步完善电气自动化系统设计和组装时提升其可靠性的重要途径,因此相关技术人员应当对产品结构形式、可靠系数、运行条件、技术可行性进行深入研究,同时认真分析整个控制系统参数,进而为设备整体性能提供保证。另外,技术人员还应当进一步强化对使用方式、维护方法进行研究,通过降低维修率提升系统可靠性。

3.2精简组装

电气自动控制系统包含大量组件,市场中提供的组件型号、种类多样,这就要求系统匹配技术人员具有较强的专业技能、经验、知识,进而保证匹配系统具有较强性能。通常来说,正规供应商的零部件品质都较好,经过合理组装控制系统都会具有一定可靠性。但电厂要想有效提升系统的性能、质量,就应当多方比较,在组装过程中不应随意提升设备精度水平。并不是越复杂的设备就越好,科学的精简组装往往更能提升系统可靠性。所以技术人员应当对电气自动化控制系统进行科学精简,在装配原件少的情况下不仅系统损耗会降低,能够对控制系统造成的环境因素也会减少。

3.3保证系统设备选择准确性

实际当中严格控制设备选择是保证电气自动化系统设备可靠性的重要前提,只有电气自动化控制系统设备得到正确选择,后期系统应用可靠性才能够得到保证,所以电厂应当对相关管理人员选择能力进行强化,使其选择符合型号和质量需求的电气自动化控制系统设备。相关管理人员应当进行专业知识的深入了解和学习,进而实现对各类电气自动化设备的有效鉴别,最终推动系统设备选择工作的科学有序开展。

3.4强化系统设备后期维护

实际当中有效后期维护也是提升电气自动化控制系统设备的重要途径,所以电厂技术人员应当进行电气自动化控制系统设备维护检修规划的合理制定,进而全面有效地检测、保养电气自动化控制系统的设备原件,重点监测高负荷工作的电气自动化控制系统设备,以为其自身运行有效性提供保证,避免后期使用故障对控制效果造成影响,同时还应当及时更换存在问题的设备,防止过度使用问题的产生。

4结论

火电厂控制自动化已经成为工业信息时代的一个焦点和热点,如何使火电厂增强出厂电价、降低成本、提高安全保障是我们研究分析自动化控制系统的应用本质目标。

参考文献:

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