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1、火电厂自动化与仪器仪表开展综述上消费的SPEC-200组装仪表，由于元器件来自美国，且消费经过中有严格的质量治理，经过在陡河电厂200MW机组中试用证实，可以知足大机组300MW及以上的控制要求。80年代中期，以微机为根底的分散控制系统DCS进入国内电站，很快解决了长期存在的自动调节设备问题。由于DCS采用大规模集成电路，进步了可靠性；并且用软件编程的方式，可以实现复杂对象的各种调节规律，还可与保护、连锁条件互连，大大进步了控制系统的功能，经试点后很快得以推广，成为今天的主要控制设备。232控制对象控制对象系指主机和辅机。它能在什么范围内承受和适应各个主要参数的控制作用量及其控制的才能，一般称
2、为可控性，如锅炉的过热器受热面的大小，回转空予器的漏风情况，给粉煤机、给水泵的调速特性，调节阀门、挡板的调节性能，摆动火嘴的灵敏程度，轻重油枪、吹灰器的伸缩自如性和电磁阀开闭的可靠性等，都直接影响自动控制系统正常运行与事故处理。过去国内消费的主辅机，由于供不应求，对产品质量十分是可控性问题，几乎无人过问，造成机组投产后，很多自动控制工程长期不能投用，影响大型火电机组热工自动化中档程度的实现，近年来在引进国外主机制造技术的帮助下，国内消费的主辅机的可控性有了明显的改良，为进步电厂自动化程度打下了好的根底。目前，主机已从亚临界进步到超临界参数，从汽包炉开展到直流炉；为适应环保和燃用劣质煤的要求，已
3、消费出1000th循环流化床锅炉，正在白马电厂进展试用，这些是今后推广应用的主力机组。24汽轮机控制系统汽轮机是高速3000rpm旋转机械，必须有灵敏可靠的调节系统，保证带负荷时在额定转速下运行；并有可靠保安系统。20世纪50年代中小容量机组采用的是机械液压调速系统，同时配有危急保安器，在转速超过危险值时，自动停顿汽轮机的运行。60年代开场研发200MW汽轮机时，提出了电调控制系统，为确保汽轮机运行，此时的电调系统与机械液压系统同时存在，限于当时电气元件质量长期存在问题，因此实际运行中电调局部很少使用而是机械液压调节系统控制汽轮机的运行。70年代，在研制600MW机组时，同时研发采用高压抗燃油
4、、组件组装仪表的模拟式电液调节系统AEH，80年代，从美国西屋电气公司进口300、600MW汽轮机制造技术，而在汽轮机转让技术中没有包括汽轮机的电调系统。1983年，上海发电设备成套研究所组建采用以计算机为核心的数字电液控制系统DEH国产化研发中心，专业研究、试制与消费300、600MW机组的数字电调DEH。第一台引进技术的300MW机组在湖北汉川电厂试用时，同时使用了第一台纯电调系统，这是我国汽轮控制系统开展的一个大飞跃。在90年代屡次试用、试验，确认国内制造的纯电调可靠之后，很快得到推广。90年代末期，在老厂大机组技术改造中，普遍采用了纯电调系统取代原来的电液并存系统，大大进步了汽轮机的调
5、节特性。25锅炉炉膛燃烧监视及平安保护20世纪70年代从前苏联进口的大型锅炉安装有由锅炉厂成套供给的锅炉炉膛火焰监视器，当发生灭火时，需要停顿锅炉运行。但实际运行中大多数火焰监测器是不灵的，因此停炉保护从未用过，再加受骗时国内电负荷紧张，即使发现锅炉熄火还要采取抢救措施不致停炉停机，结果造成不少锅炉由于爆燃而爆炸，使锅炉炉膛损坏，甚至造成人员伤亡，经济损失严重。针对这一情况，水电部屡次召开会议要求杜绝炉膛爆炸事故，从设计上提出炉膛防爆保护设计。80年代，在引进300、600MW机组技术的同时，由阿城继电器厂引进美国CE公司的炉膛平安保护装置；机械部引进美国Forney公司的炉膛平安保护系统FS
6、SS。由于当时的投资条件限制，400670th锅炉仍只装设简易炉膛平安保护装置，只有在1000th及以上锅炉才安装功能完善且具有燃烧器治理功能的FSSS系统。近年来FSSS的逻辑处理功能多已纳入DCS中，其火焰监测装置和油枪、点火设备仍由专业厂家供给。80年代中，为解决在集控室观看锅炉炉膛火焰而研制的工业电视，在石景山电厂670th锅炉上试用，代替人工从看火孔中观看火焰，判定燃烧情况。其后铁岭光学仪器厂等单位也研发消费了用于大型锅炉的电视产品，已在大型锅炉中广泛应用，作为监视炉膛火焰的必要设备。目前，烟台龙源技术有限公司研发的“电站锅炉图像火焰检测系统打破了国内外常规火检的监测机理，通过检测每
7、个燃烧器喷口的实时火焰，监测锅炉的燃烧状况，利用开发的火焰图像处理技术和建立的数据准确发出每个燃烧器喷口火焰的ON/OFF信号，送给FSSS，介入锅炉平安保护。同时该公司研发消费的“等离子点火技术，简化了原来的点火系统，已在260余台大型煤粉锅炉成功应用，为降低发电本钱，节约燃油做出了奉献。这两项技术的应用，进步了FSSS的可靠性。26计算机的应用与综合自动化1964年开场研究计算机在火电厂的应用，首先作为科研工程，在老厂机组上进展试验。1965年，将高井3号机组100MW作为应用计算机的工程试点。当时采用的计算机为晶体管计算机，体积庞大，可靠性低，平均无故障工作时间MTBF为50h，其功能为
8、集DAS和MCS于一机的集中式监控系统，SCS那么采用干簧继电器组成，与当时美国等开展的工作根本同步，因这种方案很难知足机组平安运行的要求，故装备了全套常规仪表和调节设备，知足机组按期投运要求。70年代，国外在总结集中式监控计算机系统失败经历的根底上，提出了分散控制系统DCS设想。80年代，望亭电厂#14机组300MW作为DCS的工程试点，要求DCS的DAS功能随机组一同投用，并要求主辅机厂解决可控性问题，为MCS顺利投用创造条件，进步自动化的投入率。经过各方面的共同努力，DCS在火电机组上应用试点成功，到达了预期效果。此时随着进口机组成套进门的DCS已达14种，为减少机型并扶助国内企业消费D
9、CS，原能源部热上自动化指导小组于1992年推荐符合电厂应用要求的6种DCS后增至8种作为优选机型，其中重要的条件之一是“国内有合作单位。其目的是希望国内企业与国外知名厂家合作，通过消化国外技术，制造符合中国国情、性能优良，质量可靠且价格公道的产品。经过近十年的努力，新华控制工程公司、北京国电智深科技有限公司与北京和利时控制工程公司均推出了具有自主知识产权的DCS产品，并应用在600MW机组上，其功能覆盖面包括电气系统在内的检测控制功能ECS，到达了利用CRT和大屏幕显示器，通过软手操监视控制整个单元机组的目的，获得良好的效果，受到电厂的欢送。目前，DCS装置在应用最新的计算机技术的根底上，速
10、度和容量都有很大的进步，其覆盖面包括了单元机组的6大控制功能即DAS、MCS、SCS、FSSS、DEHMEH和ECS，使整个单元机组的检测控制、连锁保护、报警等功能融为一体，简化了系统，进步了可靠性，因此进一步进步了单元机组的自动化程度。另外，还有可编程控制器PLC，其特点是可靠性高，抗干扰才能强，价格廉价，适宜在电气控制或者以开关量为主具有顺控特点的输煤、除渣、除灰、定期排污、吹灰系统等使用，采用现场总线技术与DCS互相通讯，可以组成一个完好的控制系统。由于计算机不断进步，应用范围正在扩大，在电厂除主控系统DCS、ECS、SIS、PLC及治理信息系统MIS外，正在向各方面浸透，智能仪表、执行
11、机构及现场总线等，也是以计算机为主组成的，所以电厂的监视控制系统正在逐步走向计算机化。27根底自动化设备包括检测各种经过参数的传感器、变送器、分析仪器仪表、就地指示仪表和执行各种指令的执行机构电磁阀、调节阀等，获取的信息和执行指令是自动化系统可靠、稳定的根底。一台大机组需要的数目在5000台支以上，品种规格繁多，20世纪70年代及以前的产品性能不稳定，精度等级不高，品种规格不齐。80年代，进入改革开放以来，摆脱了方案经济约束，在市场竞争的场面下，采取多渠道方式国有企业、民营企业、成套或者散装进口等解决了自动化根底设备问题。目前，主要仪表依靠进口的状态有所改善，据仪表部门统计，从国外进口仪表及系
12、统，已连续两年从50以上大幅度下降，如自动化仪表和控制系统已从2005年的39回落到86，其中DCS已从110高增幅下降到17.6。但是从电站建立来看，当前主力机组为超临界参数的大容量600-1000MW机组，所需的变送器、调节阀等要有更高的稳定性和可靠性，电厂用户对国内产品还缺乏信心，因此从国外进口的比例还相当大。3SIS的应用SIS厂级监控信息系统是一个全厂性的实时、历史数据库平台，通过应用软件实现其一，全厂实时消费经过监视与机组的优化运行，以求到达各项经济指标如全厂煤耗、厂用电率、补给水率和设备检修的最正确状态，其功能不宜与单元机组控制系统“DCS重复；其二电厂及其治理公司的经营治理。SIS的根底是单元机组的DCS及各辅助车间输煤、补给水处理，供水的控制系统，承受上述系统有中经过处理的信息，再补充假设干上述系统中不具有的测点信号。通过对设备信息完好的记录，分析机组及辅助设备整体的运行状态，形成厂级消费经过的实时监视与经济优化运行，为实现经济目的控制下的全厂的协调消费和经营提供决策支持，如：提出机组负荷分配包括水、煤分配建议，主要设备检修并安排建议，送给电厂指导总值长、总工程师和分管消费的厂长最终决策，人工发出指令指导运行或者设备检修，SIS的硬件构造与输入、输出信息如图1所示。