火力发电厂DCS与电气控制融合的分析高杰

火力发电厂DCS与电气控制融合的分析高杰

高杰

(内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司煤矸石热电厂内蒙古鄂尔多斯010321)

摘要：当今社会对电力的需求是十分巨大的，电力生产安全管理至关重要，影响国民经济安全运行和人民群众生产生活。加强安全生产长期以来一直是我国的一项基本国策，是保护劳动者安全健康和发展生产力的重要工作，所以火力发电厂实施安全有效管理、保证供电的连续性和安全性是非常重要的。鉴于此，本文对火力发电厂DCS与电气控制融合进行分析，以供参考。

关键词：火力发电厂；DCS系统；电气控制

引言

在我国经济步入新常态的大背景下，电力需求缺口持续扩大，促使电力市场间竞争日益激烈。因此，相关火力发电厂秉持具体问题具体分析的工作原则，加大对于融入DCS系统的重视程度，持续优化简化运行维护流程，不断增强电气系统监控水平，消除影响机组运行安全性及可靠性的风险因素，严格控制总体运营成本投入，为火电厂谋取更多的经济效益。

1火力发电厂电气控制系统的特点

受发电厂电气控制系统自身特殊性的影响，大量设备采取独立专用控制设备或智能测控装置，例如：故障录波装置、自动励磁装置（AVR）、厂用电快切装饰（ATS）、发电机自动同期装置（ASS）及发变组保护装置等。设备中硬件软件技术处于发展成熟阶段且具有较强的专业性，但是DCS系统中硬件配置标准尚未达到专用控制设备的技术要求，DCS系统无法完全替代专业专用装置[2]。此外，火力发电厂电气控制系统与其热工控制系统间存在着明显差异性，例如：DCS系统注重控制逻辑搭建的合理性与严密性，而电气控制系统的反应速度要求相对严格，特别是电气信号变化速率普遍为毫秒级。

2火力发电厂电气控制融入DCS系统的必要性

2.1实现集控运行

一般说来，DCS系统的运行流程囊括电气系统监控及操作等环节，基本实现与机组控制系统共同形成综合自动化控制系统的目标，甚至于在任意DCS终端上管理人员都能结合相应的操作标准实时监督控制所有机组。同时，DCS系统融入后所有管理人员不得脱离具体工作需求采取相应的干预措施，充分发挥DCS系统的作用，实现实时监督控制火力发电厂全部单元机组的目标，真正意义上做到集中控制，确保火力发电厂机组运行的稳定性[3]。此外，受DCS系统自身可靠性较高的影响，能替代原有继电器及固态逻辑用于配置冗余等传统形式的控制系统，大大提高控制可靠性减少相应的操作终端数量。

2.2提升自动水平

与其他类型系统相比，发电厂内部电气控制系统存在着本质性区别且大多数应用设备具有智能监控的作用，其自动化水平相对较高。受现代化技术蓬勃发展的影响，DCS设备类型日益多样且对外通讯接口数量大大增加，而DCS系统与电气控制系统相结合基本能实现火力发电厂所有设备一体化控制的目标，大大提高火力发电厂的管理水平[5]。同时，融入DCS系统后仅仅需要工作人员进入控制室予以总体性调节，不只能保证火力发电厂各种机组始终处于稳定运行状态，更能减少人力资源浪费，大大提高各个部门的工作效率。此外，融入DCS系统后能快速识别不符合技术标准的配件予以及时剔除，大大压缩库管成本投入。

3土建结构施工质量存在的问题和对策

3.1土建结构施工中的质量问题

在目前的火电厂土建结构施工中存在的需要使用新技术来解决的质量问题主要有以下几个方面：首先是由于火电厂中的土建结构中存在较多的需要使用大体积混凝土的结构框架，在此结构施工中就容易出现由于施工材料质量、施工浇筑以及振捣等不到位等原因而导致的结构框架出现缺陷的问题，这就会影响此结构框架的稳定性并导致预应力增大而出现结构裂缝问题，严重时可能导致裂缝的深度超过45mm。此外，此裂缝问题还会随着混凝土的逐渐凝固而不断扩大，还会导致麻面以及蜂窝等问题的发生，这就会降低混凝土材料的强度以及使用寿命，进而会对火电厂土建结构的使用寿命造成影响。

3.2发电机超负荷运行，自体温度过高

火力发电厂的发电量会随着电网负荷变化而改变。若电网运行负荷过高，为保证供电量的充足性，电厂电气设备需要长时间保持超负荷运行状态。尽管大幅度调整电网负荷可以促进电气系统的正常运转，但发电设备长期处于高温条件，会加快设备元器件老化速度，缩短设备使用年限，从而导致发电厂电气运行出现异常情况。

3.3备用电源与初始电源的性能差异

在火力发电厂电气设备运行过程中，往往需要安装配套电源设备控制发电机的突发断电与失电等问题。通常情况下，火力发电厂的备用电源主要包括自备柴油发电机、外接电网的高压备用电源以及高性能蓄电池等。其中，柴油发电机的主要作用是，一旦发电机组出现突发故障，柴油发电机可自主启动，为发电机组的运行提供必要的能源供应；高压备用电源的主要作用是，若发电机组临时停运，将为整个电厂的运行提供电力能源。而蓄电池的主要作用是，电力能源中断后，为DCS系统提供紧急电力能源。

4解除火力发电厂电气运行故障的可行性策略

4.1选择合理的发电机降温冷却法

为加强电厂发电机组绝缘系统运行温度的可靠性，应采取冷却法降低发电机自体热量，以防发电机运行温度过高，引发系统故障。现阶段，火力发电厂应用频率较高的发电机冷却法主要包括密闭式冷却、水内冷却和氢气冷却三种。其中，水内冷却的核心原理是水汽蒸发的散热能力。相较之下，水内冷却的应用效果更为突出。密闭式空气冷却法的核心原理是依托封闭循环系统，控制冷却介质与空气接触产生的二次污染，以防污染物淤堵导致系统故障。密闭式空气冷却法适用于恶劣环境，但是，配套设备造价不菲。

4.2加大电气设备检修力度，维护设备性能安全

火力发电厂电气系统及电气设备维护管理是一项专业性、综合性、复杂性较强的工作。工作人员要积极做好火电厂电气设备检修工作，构建一整套完善的电厂设备检修制度，并严格遵照检修制度进行定期检测与不定期突击检查。同时，明确电气设备维护管理职责权限划分，将责任落实到各部门及各岗位，以免发生互相推诿问题。

4.3建立健全管理体系

对于维护的模式，需要采取定时定点的方式，维护人员按照计划清单对需要进行维护的设备进行定期维护，在工作过程中加强对他们的管理，提高他们的质量意识，高标准、严要求，时时刻刻把安全生产放在第一位；中国的发电厂起步较晚，与之相配套的管理模式也处于落后状态，在管理过程中需要根据发电厂的实际要求引进先进的管理理念及技术手段，争取与国际接轨，建立具有国际竞争力的发电厂。

5结语

自进入21世纪以来，在社会经济稳健发展的大背景下，我国火力发电水平日益成熟，社会对于火力发电提出全新的要求及标准。通常情况下，电气系统自动化水平高低与火力发电厂总体运行水平之间存在着密切联系，而火力发电厂中引进DCS系统进行电气控制监控作业，不仅能消除影响火力发电机组运行可靠性及稳定性的风险因素，而且能为火力发电厂谋求更多的经济效益。

参考文献：

[1]徐勃,赵海,高强.火力发电厂锅炉受热面管泄漏原因分析[J].发电技术,2018,39(06):537-541.

[2]孙翔.火力发电厂热工自动化设备的改造[J].科技创新与应用,2018，(36):102-103.

[3]刘丽峰,李品,胡建.我国火力发电厂电气-热控一体化控制技术分析[J].南方农机,2018,49(20):116.

[4]杨伦.火力发电厂输煤系统粉尘治理现状及改进研究[J].企业技术开发,2018,37(10):108-109+117.

[5]卢强.火力发电厂主厂房原煤仓的结构选型浅析[J].江西电力职业技术学院学报,2018,31(08):10-11+14.