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淺談電力行業(yè)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的未來發(fā)展動(dòng)向與前景

2018-09-05 14:10:08 畢業(yè)論文網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
隨著國家法律對(duì)環(huán)保日益嚴(yán)格的要求和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,未來熱工系統(tǒng)將圍繞“節(jié)能增效,可持續(xù)發(fā)展”的主題,向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、透明化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展,新的測(cè)量控制原理和方法不斷得以應(yīng)用,將使機(jī)組的運(yùn)行操作和故障處理。

隨著國家法律對(duì)環(huán)保日益嚴(yán)格的要求和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,未來熱工系統(tǒng)將圍繞“節(jié)能增效,可持續(xù)發(fā)展”的主題,向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、透明化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展,新的測(cè)量控制原理和方法不斷得以應(yīng)用,將使機(jī)組的運(yùn)行操作和故障處理,像操作普通計(jì)算機(jī)一樣方便。

1.單元機(jī)組監(jiān)控智能化是熱工自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展方向

單元機(jī)組DCS的普及應(yīng)用,使得機(jī)組的監(jiān)控面貌煥然一新,但是它的監(jiān)控智能化程度在電力行業(yè)卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監(jiān)視、控制軟件在國內(nèi)化工、冶金行業(yè)中都有較好的應(yīng)用并取得效益,可在我國電力行業(yè)直到近幾年才開始有所起步。隨著技術(shù)的進(jìn)步,火電廠單元機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化將是一種趨勢(shì),因此未來數(shù)年里,實(shí)現(xiàn)信息智能化的儀表與軟件將會(huì)在火電廠得到發(fā)展與應(yīng)用,如:儀表智能管理軟件,將對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能傳感器進(jìn)行在線遠(yuǎn)程組態(tài)和參數(shù)設(shè)置、對(duì)因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進(jìn)行遠(yuǎn)程修正,精度自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)定,計(jì)算各類誤差,并生成標(biāo)定曲線和報(bào)告;自動(dòng)跟蹤并記錄儀表運(yùn)行過程中綜合的狀態(tài)變化,如掉電、高低限報(bào)警、取壓管路是否有堵或零位是否有飄移等。

閥門智能管理軟件將對(duì)智能化閥門進(jìn)行在線組態(tài)、調(diào)試、自動(dòng)標(biāo)定和開度階躍測(cè)試,判斷閥門閥桿是否卡澀,閥芯是否有磨損等,通過閥門性能狀況的全面評(píng)估,為實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)提供決策。

重要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)智能管理軟件將對(duì)重要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)如送風(fēng)機(jī),引風(fēng)機(jī),給水泵等,綜合采用基于可靠性的狀態(tài)監(jiān)測(cè)多種技術(shù),通過振動(dòng)、油的分析以及電機(jī)診斷,快速分析(是否存在平衡不好,基礎(chǔ)松動(dòng),沖擊負(fù)荷,軸承磨損)等現(xiàn)象和識(shí)別故障隱患,在隱患尚未擴(kuò)展之前發(fā)出報(bào)警,為停機(jī)檢修提供指導(dǎo)和幫助。

智能化報(bào)警軟件將對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行匯類統(tǒng)計(jì)、分析和預(yù)測(cè),對(duì)機(jī)組運(yùn)行趨勢(shì)和狀態(tài)作出分析、判斷,用以指導(dǎo)運(yùn)行人員的操作;故障預(yù)測(cè)、故障診斷以及狀態(tài)維修等專用軟件,將在提高機(jī)組運(yùn)行的安全性,最大限度地挖掘機(jī)組潛力中發(fā)揮作用。單元機(jī)組監(jiān)控智能化將帶來機(jī)組檢修方式的轉(zhuǎn)變,以往定期的、被動(dòng)式維護(hù)將向預(yù)測(cè)性、主動(dòng)式為主的維護(hù)方式過渡,檢修計(jì)劃將根據(jù)機(jī)組實(shí)際狀況安排。

2.過程控制優(yōu)化軟件將得到進(jìn)一步應(yīng)用

進(jìn)一步提高模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質(zhì)指標(biāo),是火電廠熱工自動(dòng)化控制技術(shù)研究的一個(gè)方向。雖然目前有關(guān)自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測(cè)、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),在電廠控制系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用的報(bào)道有不少,但據(jù)筆者了解真正運(yùn)行效果好的不多。隨著電力行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,安全、經(jīng)濟(jì)效益方面取得明顯效果、通用性強(qiáng)、安裝調(diào)試方便的優(yōu)化控制專用軟件(尤其是燃燒和蒸汽溫度優(yōu)化、性能分析軟件、)將會(huì)在電廠得到親睞、進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。

目前機(jī)組的AGC均為單機(jī)方式(由調(diào)度直接把負(fù)荷指令發(fā)給投入AGC的機(jī)組)。由于電網(wǎng)負(fù)荷變化頻繁,使投入AGC的機(jī)組始終處于相應(yīng)的變負(fù)荷狀態(tài),鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動(dòng)幅度大,輔機(jī)、閥門、擋板等設(shè)備動(dòng)作頻繁,這種方式對(duì)機(jī)組和設(shè)備的壽命都會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。隨著發(fā)電成本的提高,發(fā)電企業(yè)需從各個(gè)角度考慮如何切實(shí)降低電廠運(yùn)行成本,延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命。因此配置全廠負(fù)荷分配系統(tǒng)(即電網(wǎng)調(diào)度向電廠發(fā)一個(gè)全廠負(fù)荷指令,由電廠的全廠負(fù)荷分配系統(tǒng),以機(jī)組的煤耗成本特性為基礎(chǔ),在機(jī)組允許的變化范圍內(nèi),經(jīng)濟(jì)合理地選擇安排機(jī)組的負(fù)荷或變負(fù)荷任務(wù),使全廠發(fā)電的煤耗成本最低,降低電廠的發(fā)電成本)將是發(fā)電企業(yè)必然的要求,相信不久的將來,單機(jī)AGC方式將會(huì)向全廠負(fù)荷分配方式轉(zhuǎn)變。

SIS系統(tǒng)將結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行二次開發(fā),促進(jìn)自身應(yīng)用技術(shù)走向成熟,在確保火電廠安全、環(huán)保、高效益及深化信息化技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮作用。

3.現(xiàn)場(chǎng)總線與DCS相互依存發(fā)展

未來一段時(shí)間里,現(xiàn)場(chǎng)總線將與DCS、PLC相互依存發(fā)展,現(xiàn)場(chǎng)總線借助于DCS和PLC平臺(tái)發(fā)展自身的應(yīng)用空間,DCS和PLC則借助于現(xiàn)場(chǎng)總線完善自身的功能。

3.1 現(xiàn)場(chǎng)總線與DCS的關(guān)系。

現(xiàn)場(chǎng)總線作為一個(gè)完整的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng),目前還難以迅速應(yīng)用到整個(gè)電廠中,而DCS雖然是電廠目前在線運(yùn)行機(jī)組的主流控制系統(tǒng),但由于其檢測(cè)和執(zhí)行等現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)仍采用模擬量信號(hào),無法滿足工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行診斷、維護(hù)和管理的要求,限制了控制過程視野,因此DCS通過容入通信協(xié)議國際標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場(chǎng)總線和適合現(xiàn)場(chǎng)總線連接的智能化儀表、閥門,并將自身的輸出驅(qū)動(dòng)功能分離移到現(xiàn)場(chǎng)或由現(xiàn)場(chǎng)智能驅(qū)動(dòng)器代替,功能簡(jiǎn)單且相對(duì)集中的控制系統(tǒng)下放到采用FCS控制和處理功能的現(xiàn)場(chǎng)智能儀表中,然后由少量的幾根同軸電纜(或光纜)和緊急停爐停機(jī)控制用電纜,通過全數(shù)字化通信與控制室連接。將有助于降低電廠造價(jià),提高自身的可靠性,拓寬各自的功能,推動(dòng)各自的發(fā)展。除新建電廠將會(huì)更多的采用現(xiàn)場(chǎng)總線的智能設(shè)備外,也會(huì)成為運(yùn)行多年的機(jī)組下一步的改造計(jì)劃。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC的關(guān)系。

現(xiàn)場(chǎng)總線在電廠的應(yīng)用將借助于PLC,這不但因?yàn)镻LC已廣泛應(yīng)用于電廠輔助設(shè)備的控制,將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和產(chǎn)品溶合到PLC系統(tǒng)中,成為PLC系統(tǒng)中的一部分或者成為PLC系統(tǒng)的延伸部分,在輔助設(shè)備的控制中將直接明顯地體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。還因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線和PLC的制造商間關(guān)系密切,如Contr01.Net、ProfiBus等本身就是由PLC的主要生產(chǎn)供貨商支持開發(fā)。

由于電廠現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境惡劣,溫度高、灰塵多、濕度變化大,因此現(xiàn)場(chǎng)總線在電廠應(yīng)用,首先要解決的是自身質(zhì)量。

4.輔助車間(系統(tǒng))集控將得到全面推廣

隨著發(fā)電廠對(duì)減員增效的要求和運(yùn)行人員整體素質(zhì)的提高,輔助車間(系統(tǒng))通過輔控網(wǎng)集控將會(huì)得到進(jìn)一步全面推廣。但在實(shí)施過程中,目前要解決好以下問題:

(1)輔控系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)量大(浙江寧海電廠已達(dá)到10000點(diǎn)),各輔助車間物理位置分散,存在遠(yuǎn)距離通信、信號(hào)衰減和網(wǎng)絡(luò)干擾問題,因此監(jiān)控系統(tǒng)主干通信網(wǎng)宜采用多模光纜以確保通信信號(hào)的可靠性。

(2)各輔助控制系統(tǒng)采用不同的控制設(shè)備,控制系統(tǒng)的通信接口協(xié)議不同,甚至不同的物理接口,因此須解決網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換問題,選型時(shí)應(yīng)事先規(guī)定好各系統(tǒng)間的接口連接協(xié)議。

(3)各個(gè)輔助車間的控制系統(tǒng)為不同的廠商供貨,由于使用的軟件不同,其操作員站的人機(jī)界面很有可能不一致。因此選型時(shí)應(yīng)注意上位機(jī)軟件,設(shè)計(jì)統(tǒng)一的人機(jī)界面,采用統(tǒng)一的風(fēng)格及操作方式,以便方便各系統(tǒng)畫面接入BOP網(wǎng)絡(luò)。

輔助車間集控系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo),除了自身的技術(shù)以外,很大程度上取決于輔助系統(tǒng)本身的自動(dòng)投入情況。因此高可靠性的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)作靈活可靠的限位開關(guān)、智能化的變送器將會(huì)得到應(yīng)用。

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責(zé)任編輯:電力交易小郭

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