热工自动化技术的现状与发展
自动化行业发展现状与前景
自动化行业发展现状与前景自动化行业是指利用各种自动化技术和设备,通过计算机、机械、电子、仪器仪表等自动化设备,实现对生产过程的自动控制和管理。
随着科技的不断进步和工业的发展,自动化行业在全球范围内得到了迅猛发展。
本文将详细介绍自动化行业的现状和未来的发展前景。
一、自动化行业的现状1. 市场规模:自动化行业市场规模庞大,根据市场研究机构的数据显示,全球自动化行业市场规模在近几年内持续增长,估计到2025年将达到数千亿美元。
2. 应用领域:自动化技术已经广泛应用于各个领域,包括创造业、能源、交通、医疗、物流等。
在创造业中,自动化设备可以提高生产效率、降低成本,提高产品质量。
在能源领域,自动化技术可以实现能源的高效利用和智能管理。
在交通领域,自动驾驶技术的发展为交通运输带来了革命性的变化。
3. 技术创新:自动化行业的发展离不开技术创新。
近年来,机器人技术、人工智能、大数据分析等新技术的应用不断推动着自动化行业的发展。
例如,机器人在创造业中的应用越来越广泛,可以完成重复性、危(wei)险性高的工作,提高生产效率。
4. 国际竞争:自动化行业是一个全球性的竞争行业,各个国家都在加大对自动化技术的研发和应用力度。
目前,德国、日本、美国等国家在自动化技术领域处于率先地位,但中国等新兴市场也在迅速崛起。
二、自动化行业的前景1. 市场需求:随着全球经济的发展和人口的增长,对自动化设备的需求将会持续增加。
特殊是在创造业中,随着工业4.0的推进,对自动化设备的需求将进一步增加。
2. 技术发展:自动化行业将会继续受益于技术的发展。
人工智能、物联网、云计算等新技术的应用将进一步推动自动化行业的发展。
例如,智能创造将成为未来的发展趋势,通过将机器人、传感器、大数据等技术有机结合,实现生产过程的智能化和自动化。
3. 行业合作:自动化行业的发展需要各个领域的合作。
例如,自动化设备创造商需要与软件开辟商、传感器创造商等合作,共同推动自动化技术的发展。
电厂热工自动化技术现状与发展趋势分析
电厂热工自动化技术现状与发展趋势分析发布时间:2021-12-06T08:05:49.997Z 来源:《中国电业》2021年第19期作者:刘堂? [导读] 如今,中国在社会和经济两个方面的发展都取得了巨大的进步,同时给电力事业的发展给予广阔空间。
热工自动化的技术与水平的日益完善和提升在火力发电厂有着至关重要的作用,目前,电力系统的运行离不开热工自动化的技术,热工自动化技术对于火力发电厂是一种最近发现的新型技术,对于将来的发展具有战略性意义。
刘堂?京能十堰热电有限公司? 湖北十堰?442000 摘要:如今,中国在社会和经济两个方面的发展都取得了巨大的进步,同时给电力事业的发展给予广阔空间。
热工自动化的技术与水平的日益完善和提升在火力发电厂有着至关重要的作用,目前,电力系统的运行离不开热工自动化的技术,热工自动化技术对于火力发电厂是一种最近发现的新型技术,对于将来的发展具有战略性意义。
因此基于现有框架之上,一方面需要提供革新能力,这就需要将设计的理念与思路进行不间断的优化升级,另外一方面需要探求用于直接参考的先进目标,以上两个方面使得中国的热工自动化技术不断增强与提升成为可能,中国电力发展的供需要求得以满足。
鉴于此,文章论述了电厂热工自动化技术现状和发展趋势,旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴,进而更好的为行业的稳定健康发展助力。
关键词:电厂;热工自动化技术;现状;发展趋势前言:中国经济自从实行对内改革,对外开放的政策以来便得以迅猛提升,热工自动化水平更是如此,其在电力系统运转着展现出愈来愈重要的功能。
日前,有关单位为了革新技术,让其在实际应用过程中发挥更大作用,耗费了不少心力。
同一时间,电厂热工自动化作为现代科技发展前景不再受到约束,将大有作为。
1电厂热工自动化技术的现状 1.1分散控制系统在20世纪80年代,我国电厂引进了分散控制系统,提升了电厂热工自动化水平。
但是现阶段,单元机组控制系统仍使用传统的控制系统,使室内控制与汽轮机的分散控制系统不相协调,阻碍了电厂热工自动化技术的发展。
电力行业热工自动化技术的应用现状与发展探讨
・ 4 7・
电力行业 热工 自动化 技术 的应用现状 与发展探讨
边 宝 峰
( 内蒙古电力勘测设计院有限责任公 司, 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 )
摘 要: 近年 来, 我 国热工 自动化技术 获得 了很 快的发展 , 在原理 、 材料与工 艺上 不断开发新 的控制 系统与装置 , 随着 电子计算机技 术、 通讯技术的发展 , 推 出了 DC S系统 。 现在 , DC S系统 已普遍应 用于我 国大型的 火电厂。 探讨 了电力行业热工 自动化技术的应 用现状与 发展 , 仅供参考。
关键词 : 电力 行 业 ; 热 工 自动 化 技 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ; 应 用现 状
随着 科学技术 的发 展 ,我 国发 电机组容量 也获得 了极 大 的提 受到科学技术与生产影响 , 生产 工艺与生产 的管理模式 也会 发 升, 电力行业 热工 自动化 技术也吸收 了大量科研成果 , 获得 了进一 生极大 的改变 , 很 多新 生产工艺与生产控制 要求会产生 , 热工 自动 步 的发展 。机 组主要控制系统 D C S 在控 制结构与 范围上已经有 了 化技术也会 面临更新 的领域 。例如 : 火力 发电厂的脱硫 技术 与洁净 联合循环发电等技术应用 , 都会形成新的研究领域 , 研 巨大变革 , 随着厂级监控 与管 理信息系统 、 现场 总线技术等技 术 的 煤发电技术 、 应用 , 为热工 自动 化带来无 限的活力 。 究控制项 目、 内容和 系统 , 使热 工 自动化技术在测量 的技术与装 置 1 电 力行 业热 工 自动 化 技 术 应 用 现 状 上、 系统上 、 理论上都产生极大的改变。 1 . 1 温 度 测 量 2 . 1 . 3计算机和通讯技术 的影响 火电厂热工测量的控制系统在温度测量传感器 中, 会应用热 电 近年来 , 计算机技术 的应用取得 了飞速 的发展 , 不管硬件 、 软件 偶热电阻 , 极少数情况会应用热敏元件 , 当作温度测量元件 。 而变送 的更 新换代都 十分 迅速 , 随着 互联 网技术 的深入研究 , 计算 机应用 器和二次 仪表应用 D D Z 一 2型温度变送 器再 配小 条形 的指 示仪表 、 技术 一定要影 响热工 自动化技术 未来 的发展 。 长图型记录的仪表在 1 2 5 M W 机组下机组使用 。而二次仪表分为数 2 . 2发展的趋势 显仪表与数字化无纸记录的仪表 。一般 3 0 0 MW 以上机组都 应用 了 传感器 和变 送器会趋 向小型 、 数字与智能方 面的发展 。二次仪 C R T显示技术 。而控制系统也 由 D C S系统 热电偶热 电阻 的信号 , 到达 电子室 , 通过 D C S系统信 号 , 经过调 整 表也会趋 向小型数字化 、 后, 可 以所模件转换为适用在此控制 系统信号 。通过热 电偶冷 端补 转 为 F C S系统 , 甚至更新 的系统发展 。控制系统功能也会进一步扩 加强高层次生产管理 的功能 。一般传统仪表 的控制系统是实现 偿, 按照控制 系统不 同可 以使用不 同方法 , 一般常用方法为 : 冷端补 大 , 偿 器和恒 温箱 , 通 过热电阻对接线 盒温度进行测量 , 经 过软件 的修 监视 、 操作 、 控制等功能 , 而生产管理功能需要 由 D C S系统来实现 , 4 1 。 正, 以补偿 导线进到电子室 , 通过 D C S系统信 号调整的模件完成 补 未来 自动化控制系统一定会获得更大的发展空间[ 2 . 3未来 的 F C S系统 偿处理 工作 『 1 1 。 1 . 2压力测量 F C S系统属于现场智能仪 表 , 配合到现场总线 的控制系统中 , 可 C S系统 的未来发展方向。F C S 有着许多特殊的优势 , 如下 传 感器是应 变原 理膜 片和弹簧管 , 而变送器 以位移 检测 的原 理 以称作 D 与电阻电容 的检 测原 理f 4 ~ 2 0 m A ) , 一般二次仪表多为数显 。 几方面 : 和D C S系统对 比 , F C S系统 大大提 高 了控 制系 统故 障的分 散 1 . 3流量测量 通过标 准节 流件按 照差压 的原理进行测 量 , 极少数位置使用齿 性 , 还有有效提高控制系统可靠性 。 具备 良好可扩展功能 , 而且 F C S 轮流量计 、 涡轮流量计 , 例如: 对燃油流量测量 。一般大机组 主蒸 汽 系统 的组态更灵活 、 更方便 , 易于操作 、 易于维护 。如果大幅度的进 就要缩小控制 室的面积 , 还要 降低安装材料 的 流量 的测量很多位置都可 以不使用节流件 , 以汽机调节级压力 的通 行硬件设 备的削减 , 同时 , 能极大节约 电缆 的使用。 这些优势性 , 可以使 专家预言 , 用公 式进行计算 , 以节 流件进行主汽流量 的测量 , 会有压力 温度 的 使用 , 补偿 。而二次仪 表具有数字化和智能化 的特点 , 在D C S里可 以为保 未来工业控制是 F C S 系统的未来 ,而 F C S 系统要真正实现过程 控 制领域的主控权 , 还需要对元器件生产技术与通讯 技术的进一步发 证 密度补偿更方便回 。 展 , 才能得 以实现 。 1 . 4液位测量 液位测量指通过差压 的原理进行压力补偿进行 测量 , 以电接点 结 束 语 综上所 述 , 电力行业热 工 自动化技术应 用朝着高 速 、 智能和 一 和工业 电视并用 , 而云膜或者轻液 的双 色水 位计 的使 用 , 以浮子和 为热工 自动化系统深入 发展 开拓 了更 大的发展 空 电磁原理液位开关 。 通常料位测量以用称重或者电容式 的传感器再 体化的方向发展 , 网络 已经实现了大容 配合 4  ̄ 2 0 mA变送器进行测量 , 以浮子式或者超声波等原理 。在其 间 。随着我国计算机技术和 网络技术 的发展 , 通过远程进行诊 断和监控 , 使火 电力 的检修和运行 、 他热工 的测量上 , 例如 : 氧化锆烟气 的含 氧测量 、 二相流测量及火焰 量的数据传输 , 以 测量上 , 一般 电导率测量简单 , 其它测量都处在研究 阶段 , 并不能成 维护结构被改变 ,只要少量工作人员就能完成机组运行与维护 , 远程专家实现对 系统 的调度 、 机组 的运行监控和维护 、 处理。 熟 的应 用 【 引 。 参考文献 2 电力行业热工自动 化技术的发展前景和趋势 1 1 吴永存. 高度集 中的辅控 网在 国华 宁海 电厂一期 工程 中的 实现[ J ] . 随着我 国科技水平 的进步 , 各项 生产实践和技术原有 的不足也 『 得到 了极大 的完善 , 到了 2 1 世纪 , 电力行 业热工 自动化技术也会获 自动化博览, 2 0 1 1 ( 3 ) . f 2 1 刘颖超, 张聪一 . 火 电厂 热 工 自动 化 技 术 改 造 分 析 研 究 【 J 1 . 科 技 传 得 更 大 的发 展 空 间 与 发 展 前 景 。 播, 2 0 1 2 ( 1 4 ) . 2 . 1影响热工 自动化技术发展 的因素 『 3 ] -  ̄ 4 、 长生’ 项谨, 丁俊宏, 等. 热工技 术监督 工作现状 分析及 拓展[ J ] . 电 2 . 1 . 1新元件新材料 的影响 2 0 1 3 ( 1 2 ) . 各种元器件 的生产和新材料 、 新 器件 都会 影响热工 自动化技术 力技 术 。 的发展 。 新材料 、 器件产生 和生产实践是紧密相连的 , 同时, 新材料 、 朱清, 杨 景萍. 浅谈 电厂 热3 -自动化 的现 状与展望 【 J J . 科技 促进发 器件还会 影响生产 的需求 , 使生 产实践发生改变 , 尤 其对于热工 自 展, 2 0 1 0 ( 1 0 ) . 动化技术来说 , 在生产实践 中总会遇到大量 问题 , 要开发 出新器件 , 研究测 量新 元件 、 新的测量装置 , 而这 些新元件 和装 置又会使控 制 系统与生产工艺系统发生 改变脚 。
电厂热工自动化技术应用现状及发展趋势
电厂热工自动化技术应用现状及发展趋势摘要:近年来,电厂通过对热工自动化控制技术的广泛应用,不仅大幅提高了电力生产的效率与质量,还进一步提升了电力生产过程中安全性和经济性。
目前,电厂热工自动化技术已趋近成熟,本文主要介绍了两种主要的电厂热工自动化控制技术—PLC控制系统和DCS控制系统,和一种新型的总线技术与DCS控制系统相结合的现场总线控制系统。
关键词:PLC;DCS;现场总线引言火电厂热工自动化技术在火电厂运行中有着举足轻重的地位,它对火电厂的参数进行全面的测量、处理、监控和保护,保证了机组的安全运行和人员安全。
1电厂热工自动化技术1.1 PLC技术PLC, 可编程逻辑控制器,它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程PLC操作简单易学,编程简单,并不需要专业的计算机知识。
由于在PLC技术中主要通过逻辑图和梯形图来进行编程操作,所以无论是在制作阶段还是操作阶段都降低了人员的门槛,因此用户并不需要掌握专业的计算机知识就能够进行相应的操作,同时由于系统的开发周期较短,可以很方便地进行现场试用,并且在对程序进行修改的时候,并不需要拆除相应的硬件就可以完成调试工作,功能完备。
由于在PLC的设备中存在着数以千计的编程元件,因此它可以充分实现对复杂系统的控制,并且在价格上与传统的继电器系统相比又有很大的优势,并且在通信互联网过程中,可以有效地实现集中管理和分散控制。
配套设施齐全,拥有较强的适应性。
1.2 DCS技术DCS即分散控制系统。
分散控制系统是以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中,兼顾分而自治和综合协调的设计原则,形成多层分级,合作自治的结构形式,是现在火电厂控制系统的主力模式。
火电厂的DCS控制系统从结构上可以把DCS分成过程级、操作级和管理级。
过程级是基础层,主要由过程控制站、I/O单元及分散在现场的各传感仪表组成;操作级是中间层,由操作员站和工程师站组成,完成系统的基本监视操作和画面组态、配置、控制维护等;管理级是最上层,能对整个DCS系统实现综合管理。
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
1 热工自动化技术概述
随着电力行业的发展,热工自动化技术越来越得到广泛应用。
热工自动化技术主要是将计算机、仪器仪表、控制器、传感器等现代化技术与传统的热工设备相结合,实现对电力生产全过程的自动化控制和智能化管理,提高电力设备的运行效率和稳定性,减少能源消耗,降低运行成本,实现可持续发展。
2 应用现状
当前,电力行业热工自动化技术的应用已经非常普及。
从火电厂到核电站,几乎所有的电力生产和输配电系统都已经实现了数字化、自动化和远程监控。
在火电厂和燃气发电厂,热工自动化技术能够监控燃烧过程、蒸汽参数、排放浓度等热力参数,可以实时调整燃烧状态和运行参数,提高发电效率;在核电站,热工自动化技术能够实时监测反应堆核心的温度、压力、放射性物质等参数,实现对核电站的全面控制。
3 发展趋势
未来,电力行业热工自动化技术将继续向数字化、网络化、智能化、集成化的方向发展。
随着5G、人工智能、物联网等技术的不断推广,热工自动化技术也将更加智能和高效。
通过对电力生产过程数据的采集和分析,可以实现对设备故障的预测和预警,提高电力设备的维修效率;同时,大数据和云计算的应用,也能够实现对电力设备的远程监控和远程操作,降低运维成本。
未来,热工自动化技术将会在电力行业的数字化转型中发挥越来越重要的作用,实现更高效、更安全、更环保的电力生产。
电厂热工自动化技术现状与发展趋势
电厂热工自动化技术现状与发展趋势分析□薛霞【内容摘要】热工自动化随着电力事业的发展,机组容量的增大,火电厂热工自动化程度不断提高,热工监控范围不断扩大,使得热工自动化设备和系统在火电机组安全经济运行中的作用愈来愈显得重要。
本文简述了电厂热工自动化的基本内容,发展历程,浅析了分散控制系统的成就与现状和电厂热工自动化的发展趋势。
【关键词】热工自动化;DCS;管控一体化;自动化软件【作者单位】薛霞,内蒙古国电能源投资有限公司金山热电厂检修部一、电厂热工自动化的概念及基本内容电厂热工过程采用自动化技术已有较长的历史,1766年波尔佐诺夫发明的锅炉给水调节装置、1784年瓦特发明的蒸汽机离心摆调速装置,是热能动力设备最早的自动控制装置,也是整个自动化领域的早期成果。
随着现代科学技术的发展,火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组,其生产过程的操作由运行人员手动控制到陆续采用各种自动控制装置,实现生产过程的自动控制,使火力发电厂的自动化水平目益提高和发展。
电厂热工自动化的范围极其广泛,包括主机、辅助设备、公用系统等的自动化,大致可以分为五个基本内容:一是自动检测(测量与显示);二是自动调节(模拟量控制);三是顺序控制(开关量控制);四是自动保护;五是综合自动化技术。
二、电厂热工自动化的现状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,随着火电机组容量的不断增大、参数的提高以及自动化装置的更新换代,火电厂自动化控制水平也在不断发展与提高。
(一)我国电厂热工自动化发展历程。
20世纪50年代,我国火电单机容量小,一般采用母管制运行方式,自动化程度较低,炉、机、电都就地或在各自单独的控制室进行控制,机组基本依赖于人工操作,辅以简单的仪表来控制生产过程。
到20世纪70年代,随着电力工业的发展,热工自动控制系统出现了集中控制方式,即在集控室内,操作人员主要通过操作按钮和各种仪表进行控制和监视,但机组的自动化水平仍很低,期间国内仪表行业研制生产的DDZ-I型、II型、III型电动单元组合仪表装备在不同容量的国产机组上被广泛采用。
电厂热工自动化的现状与发展趋势
电厂热工自动化的现状与发展趋势摘要:近年来,科学技术的迅速发展带动了各个行业的进步,我国积极实施电厂热工自动化的技术改革,使电厂热工自动化技术在专业理论知识和硬件设施方面,都取得了进步。
尤其是信息技术系统在电厂热工自动化中的应用,使得电厂热工自动化的专业技术水平以及相关管理水平都得到了提高,不断推动着电厂热工自动化的发展。
接下来我们将着重探讨电厂热工自动化的现状与发展趋势。
关键词:电厂热工;自动化;现状;发展趋势1电厂热工自动化的概念及基本内容电厂热工领域是我国应用自动化技术比较早的领域之一,如我国早期比较典型的自动化研究成果有电厂锅炉给水调节装置以及蒸汽机离心摆调速装置,随着我国现代工业的飞速发展,各企业所需的电能量越来越大。
这就给各电厂的产能提出了更高要求,无论是小容量,小机组的小型电厂,还是大容量,大机组的大型电厂,都迫切需要相应的热工自动化改造,通过必要的自动化改造,可切实提高我国各电厂发电机组的自动化水平,进而实现电厂的高产、高效。
主机自动化,辅助设备自动化以及公用系统自动化是电厂热工自动化主要包括的内容。
具体可把自动化的基本内容分为5个:(1)自动检测(测量与显示);(2)自动调节(模拟量控制);(3)顺序量控制(开关量控制);(4)自动保护;(5)综合自动化技术。
2电厂热工自动化的现状2.1分散控制系统(DCS)的现状20世纪70年代左右,DCS系统在国外栢率先研制和使用,20世纪80年代,中国引进此项技术,并在火电厂应用此项系统,大大提高了火电厂自动化水平。
DCS系统在中国应用取得较大成功的原因在于:一是DCS的应用加强了对机组的有效监视和控制,极大缩短了发电机组的安装调试时间,对整机启动调试作用同样巨大,为发电组的安全、稳定、经济运行做出了很大贡献;二是DCS系统独特的CRT/键盘操作方式已被行和操作人员熟悉,摆脱了对常规仪表和控制设备的依赖;三是对电厂输煤、除灰等辅助生产系统应用可编程控制器,使顺序控制得以实现;其次是国内加大投入,研发DCS系统,使DCS的造价得以降低。
热工自动化技术的现状与发展
热工自动化技术的现状与发展1前言近20年来热工自动化专业发展非常快,无论是测量技术控制理论,还是仪表设备控制装置以及控制系统的构成,与20年前相比,都已有了很大的变化,以新原理,新材料,新工艺生产的各种传感器,变送器,不断地被开发出来,控制系统、控制装置也是日新月异。
到80年代初期,由于大规模集成电路以及电子计算机技术的发展,以及通讯理论和技术的发展,国外在对局域网的大量研究的基础上,推出了用于过程控制的网络型分散控制系统,即我们通常说的DCS。
国内在80年代中期也引进DCS用于火力发电厂单元机组控制系统中。
现在DCS系统已在我国大型火电厂中普遍应用。
另外,控制理论发展也很快,在经典的控制理论和现代控制理论的基础上,新的控制理论和控制策略不断涌现,并且在生产实践中得到应用。
如专家系统,模糊控制,神经元网络控制技术等等。
以现代控制理论为基础的自适应最优控制,具有状态变量观测器的状态变量控制以及预估算法控制等都得了广泛的应用。
2 现状2.1热工测量技术方面(1)温度测量。
火电厂热工测量控制系统中的温度测量传感器(SENSER),采用热电偶热电阻,少数地方采用其他热敏元件如金属膜(双金属膜)水银温包等作为温度测量的一次元件。
变送器及二次仪表中,DDZ-2型的温度变送器配小条形指示仪表和长图型记录仪表在125 MW以下机组中仍在使用,二次仪表也有数显仪表或数字化的无纸记录仪表,300 MW以上的机组一般是热电偶热电阻信号直接进入电子室,由DCS系统中专门的信号调整模件转换成适用于控制系统的信号。
热电偶的冷端补偿,依据控制系统的不同而采用各种不同的方法现用通常采用的方法有:冷端补偿器,恒温箱,用热电阻测量接线盒中的温度然后在软件中进行修正,补偿导线直接进入电子室由DCS系统的信号调整模件进行补偿处理。
(2)压力(真空)测量。
传感器为应变原理的膜片,弹簧管,变送器为位移检测原理或电阻电容检测原理,(4~20 mA),二次仪表以数显为多。
热工自动化技术的现状与发展
热工自动化技术的现状与发展摘要:文章介绍电厂热工自动化在电厂应用中的发展历史和现状,并简述了DCS等热工自动化系统在电力行业的应用及热工自动化技术带来的效益。
关键词:热工自动化;电力行业;现状;发展随着我国社会经济的快速发展,电力事业的进步,电厂热工自动化水平不断提高,电厂热工自动化技术在电力系统和经济运行中的作用越来越重要。
目前,我国已经加快了技术革新,电厂热工自动化已经取得了很大的发展。
1 热工自动化技术的概念所谓热工自动化是指参数在应用于电厂热力过程中的测量、信息的处理、自动的控制、系统的自动报警和装置的自动保护等操作时是在没有人为参与的情况下,仅仅依靠自动化仪表本身和自动控制装置来进行完成。
热工的自动化使得热工设备安全得到了有效的保障,并使得机组的经济性得到大幅度增长,因此,工作人员的劳动强度大大的被降低下来,直接节约了人力成本的同时,提高了电厂的运作效率,促进了电厂生产力水平的提高。
热工自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术,对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术,包括自动化软件、硬件和系统三大部分。
自动化系统本身并不直接创造效益,但它对企业生产过程起着明显的提升作用:(1)提高生产过程的安全性;(2)提高生产效率;(3)提高产品质量;(4)减少生产过程的原材料、能源损耗。
2 我国热工自动化技术的应用现状(1)DCS系统的应用。
在发电厂发电机组控制中DCS系统有着较长的应用时间,主要是基于计算机局域网研究方面建立的控制系统。
DCS系统有效结合局域网技术和发电机组控制,建立网络型控制系统。
在DCS系统中未处理器的数量有很多,通常单个微处理器主要是控制和处理较小范围,当单个微处理器发生故障时,系统整体不会受到影响,解决了集中故障缺陷。
(2)自动控制系统应用。
在自动控制系统应用中,主要是燃烧调节系统、主汽温度调节系统、汽包水位自动调节系统及开环控制等方面。
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1当电力行业热工自动化术的发展随着世界高科技的飞速展和我国机组容量的快提高,电厂热工自动化技术不断地相关学科中吸取最新成果而迅速发和完善,近几年更是日月异,一方面作为机组主要控制统的DCS,已在制结构和控制范围上发了巨大的变化;另一方面着厂级监控和管理信系统(SIS)、现场总技术和基于现代控制理论的制技术的应用,给热工自动化系注入了新的活力。
1.1DCS的应用与发展火电厂工自动化系统的发展变化,在二世纪给人耳目一新的是DCS 的应用,而当今则是DCS的应用范围功能的迅速扩展。
1.1.1DCS应用范围的速扩展20世纪末,DCS在国燃煤机组上应用时,其监控功覆盖范围还仅限DAS、MCSFSSS和SCS四项。
即使在2004年发布的Q/DG1-K401-2004《火力发电分散控制系统(DCS技术规范书》中,DCS应用的主功能子系统仍然还是以上四,但实际上近几年DCS的应用范围迅速扩展,除了一大高参数、大容量、不控制结构的燃煤火机组(如浙江玉环电1000MPHONY系统等。
控制统一体化的实现,是力行业DCS应用功能快速发的体现。
排除人为因素外控制系统一体化将为越越多的电厂所采用。
1.1.3DCS结变化,应用技术得到快速发展随着电子技的发展,近年来DCS系在结构上发生变化。
过去调的是控制功能尽可能分散,由此来的是使用过多的控器和接口间连接。
但过多的控制和接口间连接,不一定能提系统运行可靠性,相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统间的信号联系千丝万,互相牵连,一对控制故障就可能导致机组停机即使没有直接导致停机,也会影其它控制器因失去确的信号而不能正工作。
因此随着控制器能与容量的成倍增加、更多全措施(包括采用安全性制器)、冗余技术采用(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高,目前DCS正在转向适度集,将相互联系密切多个控制系统和非常复杂的制功能集中在一对控制中,以及上述所说的元机组采用一体化控制系,正成为DCS应用技术发展新方向,这不但减少了故障环节,因内部信息交换方便信息传递途径的减少而提高了可靠。
浅析热工自动化的现状发展趋势
2010/8/30 16:22:24 中华工控网原创导读:电厂热工自动化是在火力发电的道路中慢慢发展而来的,自动化的发展也为我国的电力事业提供了有效的基础。
目前,我国在火力发电加强了技术改革,现阶段的电厂热动自动化已经得到了很大的发展。
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活力。
通过先进控制技术的应用,火力发电有望发展成为“环境友好”型行业,既为社会发展对能源的需求作出贡献,又促进了自身的发展。
热工自动化的现状热工自动化技术是一种运用控制理论、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术,对热力学相关参数进行检测、控制,从而对生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理、决策,达到确保安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效等目的的综合性高新技术。
它主要是指对锅炉、汽机及其辅助设备运行的自动控制,使机组自动适应工况的变化,且保持在安全、经济的条件下运行。
一般来说,热工控制系统是由测量装置、执行机构和控制系统三大部分组成。
其中,测量装置和执行机构在原理和结构上没有新的变化,只是引入了智能化、网络通信接口、微处理器等,可以实现计算机远程设定、控制,逐步向现场总线方向发展,其核心已逐步由计算机控制系统取代。
由于火电厂的特殊性,涉及的势力设备众多、热力系统庞大,生产过程复杂,多数设备长期处于高温、高压、高速、易燃等恶劣的条件下,现代热工控制系统往往还包括自动保护、自动检测、自动报警、顺序控制等内容。
在“十一五”期间,SIS应用技术走向成熟、DCS进一步发展以及现场总线的快速应用,火电厂掀起了信息化建设的浪潮,纷纷向数字化电厂转型。
浅谈电厂热工自动化的现状与发展趋势
浅谈电厂热工自动化的现状与发展趋势摘要:我国的电厂热工自动化技术的发展,会随着计算机网络的发展而发展,会在社会大力的需求下不断地改进和完善,向着智能化、网络化、简单化的方向不断地前进着。
在人对理论知识的学习更加地完整后,在实践过程中,会将大量的优秀理论成果运用起来,从而做到理论与实践的完美结合,使我国的电厂热工自动化技术在运用过程中,有着更高的安全性,更高的稳定性,从而获得更高的经济效益。
关键词:电厂;热工自动化技术;现状与发展趋势一、电厂热工自动化的内涵及其发展历程1、电厂热工自动化的内涵电厂热工自动化就其本质而言是一种信息处理系统,主要是在电厂热力生产过程中进行信息自动控制,以及自动报警的功能系统,仅仅依靠自动控制设备和相应的仪表就能完成热力生产工作。
电厂热工自动化的使用,极大的提高了电厂热工设备的安全性能,节约人力成本、提高了生产效率,在很大程度上促进了电厂的生产水平。
电厂热工自动化系统的应用领域十分广泛,可以是主机的自动化,也可以是辅助设备、公用系统的自动化。
2、电厂热工自动化发展历程在电力行业中,电厂热工自动化也经历了长时间艰难的发展过程。
电厂热工自动化系统的原型为1975年美国的一家知名企业推出的分布控制系统。
电厂热工自动化系统的重要组成部分DCS也经历了一系列的变革:从利用简单的8位微型处理机来构建控制单元和各个系统的组成部分,但通信部分并没有和系统中的其他部分结合在一起。
之后,发展到了利用双倍位数微处理机进行多功能的连续或顺序的控制,通信系统把不同的客户、工厂联系到了一起。
至今,电厂热工自动化系统又有了新的发展,不仅人工接口呈现4倍的增长,而且通信系统的技术水平已经接近国家标准化水平,越来越多的企业可以随时随地分享信息,更好的进行交流。
二、电厂热工自动化技术的现状1、现状目前,科学技术与生产力直接挂钩,在科学技术的不断发展下,电厂机组容量不断地扩大、扩大再扩大,尤其是在先进的科学技术知识理论与实践相结合的情况下,发展更加地快速,更加地完善。
浅论电力行业热工自动化技术现状与发展
中随 着科 学技 术 的 日新 月 异 ,我 国 严 重 ,经济效益上不去 。 二为一 的趋势 。绝 大部 分的P L C 都有通 电厂 的科 学技 术也 发生 了 翻天覆 地 的 在 二 十 世 纪 六 十 年 代 ,再 热 机 讯 接 口 ,这就 在一 定程 度上 增加 了故
最 主 要 的部 分就 是控 制 系统 D C S,它 利 用计 算机 进行 监视 和控 制 的工作 , 可 以把 D C S 中运行 的数据 参数 输 送到 在 控制 结 构和 控制 范 围上 都发 生 了极 由于 当时 的计算 机 的安全 性和 可靠 性 MI S 系统 中 ,进 行数 据 的再 加 工 与共
工业技 术 ) ) ) ) )
浅 论 电力行业 热工 自动化 技术现状 与发展
李 展 ( 吉林省 电力建设 总公 司,吉林 长春 1 3 0 0 3 3 )
摘 要 :科 学技术 的 日新月异 ,使得 电厂 的热 工 自动化技术不断完善 ,随着对 电厂 的 自动化技 术的进一步 了解和 分析 ,全面保 障设备安全是保 证 电力行 业的热 工 自动化 系统正常运行 的基 础 ,热 工 自动化技 术在 电力行业 的投 入使 用 ,不仅提 高 了机组 的运行效率 ,而且改善 了工作人 员的劳动条件 ,节省 了人 力物力 ,提 高 了电力行 业的
变化 。其 中 ,电厂 的热 工 自动化 技术 组 把锅 炉 和汽 轮机 连成一 个统 一 的整 障停 机 的概 率 ,反 而对 DC S 的连 人有 最 为 突 出 ,电厂 的热工 自动化 系 统 的 体 ,提 高 生产效 率 。并 开始着 手研 究 极 大帮 助 。在 管理 信息 化 的过程 中 ,
浅析热工自动化的发展趋势
浅析热工自动化的发展趋势摘要:新世纪科学技术日新月异、突飞猛进的发展,电力事业的发展也不可小觑。
机组容量增大,热工监控范围不断扩大,火电厂热工自动化程度不断提高。
在汲取新的科研成果基础上热工自动化技术在迅猛发展。
本文简要分析热工自动化技术的未来发展趋向问题。
关键词:热工自动化技术DCS系统发展趋势随着科技进步,在原来火力发电的道路上电厂的热工自动化逐渐发展形成。
现在,我国火力发电技术不断地从相关的学科中汲取最新科研成果而得到迅速发展和完善。
现在的电厂热工自动化技术的发展进步是空前的:首先作为机组的主要控制系统DCS,已在控制结构和控制范围上发生了巨大变化;再有厂级监控和管理信息系统、现场总线技术和基于现代控制理论的控制技术的应用,为热工自动化系统增添了新鲜活力。
1、热工自动化的现状热工自动化技术是一种综合性高新技术,为了实现生产安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效。
它运用控制理论、智能仪器仪表、热能工程技术、计算机技术和其他信息技术,对热力学相关参数进行检测、控制,从而实现对生产过程的检测、控制、优化。
顾名思义,它主要是自动控制锅炉、汽机和其他辅助设备的运行,使机组在安全、经济的条件下自动适应工况变化。
采用热工自动化技术,可以很大程度地降低成本和能量消耗,给企业带来巨大的经济效益,因此发电企业都非常重视热工自动化产品的选择和使用,当然,热工自动化技术有利于节能减排,因此国家对热工自动化技术开发研究也非常重视。
高速化、智能化、一体化、透明化是电厂热工自动化系统的发展趋势。
目前,SIS技术逐渐成熟、DCS系统的进步发展和迅速应用现场总线,火电厂掀起了一股信息化建设的高潮。
只有做到电气控制和汽轮机、锅炉控制形成体,中国火电厂自动化进入到国际先进水平行列才有实现的可能。
2、热工自动化技术的发展2.1 单元机组监控智能化是热工自动化的发展方向随着机组DCS系统的推广使用,单元机组的监控情况得到很大改善,可惜的是监控的智能化程度在整个电力行业提高程度并不是很大。
电厂热工自动化的现状与发展
增加 ,I T技术和互联 网技术不 断发展 的时代 ,
电厂 热工 自动化的现状
以P C技术为基础 的 自动化技术 得到了快速 的 元机组 中所使 用的汽温调 节系统大多为最新研 普及和发展 ,并且有着非常广阔 的发展空间 。 究 出的控制策略 。
随着科 学技 术 的不 断发展 和 我 国机组 容 的 不 断提 高 ,电厂热工 自动化技术在 吸收先 3电厂热工 自动化 的发 展趋 势 的科学 成果 和科学知识 中得到 了迅速 的发展
容 量 不 断 增 大 、 监 控 范 围 不 断 扩
后才可进入 电子室 。对于 热电偶 的冷端补偿 ,
得 占地面积大大减少 , 系统 简化 , 因而其维护、
是根据不 同的控制 系统 而采取 的不同的补偿 方 安装 、调试 的费用将大大 降低 ,中间环 节也将 法 ( 如冷端补偿器 、用 电阻测试 其温度 后进 行 减 少。在 工业 生产 中 ,从 产业 的 经济 效益 来 说 ,要将注意力放在如何提高产 品的附加值 、 修正和恒温箱等 )。
量计来进行测量 。在大机器组合 中,其主要 的 行业 中的应用将更加的广泛。 蒸汽流量的测量一般是不采用节 流件 的 , 他一
般 是根据调 解机的压力和公式来进行计算。 3 . 2实现 综合 自动化
浅析电厂热工自动化发展现状及趋势
浅析电厂热工自动化发展现状及趋势摘要:本文首先对电厂热工自动化进行概述,进而分析了电厂热工自动化技术的应用现状,最后展望了电厂热工自动化的未来发展趋势。
期望通过本文的研究能够对电厂生产能效的提升有所帮助。
关键词:电厂;热工自动化;控制一、电厂热工自动化概述对于电厂而言,热工过程是其生产中不可或缺的重要环节之一,在该过程中,自动化技术的应用已经有比较长的历史,早期的热能动力设备自动化控制装置主要有锅炉给水调节设备、蒸汽机离心摆调速设备等等。
随着科技水平的不断进步,火电机组由以往的中低压、小容量发展至现如今的高参数、大容量、单元式机组,其生产运行方式也由人工手动控制逐步转变为自动化控制,这不但使电厂生产的自动化水平显著提升,而且还为其带来了巨大的经济效益。
电厂热工自动化涉及的范围相对较广,具体包括主机自动化、辅助设备自动化以及公用系统自动化等等,大体上可将之归纳为以下几个方面:测量与显示、模拟量控制、开关量控制、自动保护以及综合自动化技术。
可以说热工自动化控制对于电厂运行的各个方面有着非常重要的现实意义,其不但能够确保各类设备的运行要求,而且还能实现自动化的控制操作,它的特点如图1所示。
二、电厂热工自动化技术的应用现状分析(一)变频技术的应用在控制系统中,变频器是一个重要的功率变换部件,主要负责为控制系统提供高性能变压变频可控的交流电源,早些年间在电厂小型电机的控制上应用较为广泛。
变频调速具备调速精度高、范围广、动态响应快、工作效率高、操作便捷等优势,并且还能够取得良好的节能效果,在交流变频调速技术不断发展的情况下,变频技术也被逐步试用到电厂的水泵电机、引风机等高压电机的转速控制上。
随着高压变频器可靠性的提高、投资成本的降低以及对电网谐波干扰的减少,高压变频器在节能方面的优势日益凸显,越来越多的机组大电机应用了变频调速控制,在电厂节能工作中发挥了重要作用。
(二)优化控制技术的应用由于过程生产对控制系统的要求不断提高,从而使得传统的控制技术很难满足电厂热工流程对系统安全性、稳定性以及性能最优化方面的要求,汽温超标也成为制约电厂机组设备负荷变化响应能力的关键性因素之一。
电力行业热工自动化技术的应用现状与发展
发展 的新方 向 , 这不但减 少 了故障环节 , 还 因 内部 信息交 换方便 和信息传递途径 的减少而提高 了可靠性 。 1 . 2 局部 系统应用现场 总线 。 自动化技术 的发展 , 带来新 型 自动 化仪表 的涌现 , 现场总线系统( r c s ) 是其 中一种 , 它和 D C S紧密结
展与应用 , 如: 仪表智能管理软件 , 将对现场智能传感器 进行在线 远程组态和参数设置 、 对 因安 装位置和高静压造成 的零 位飘移进 行远程修正 , 精度 自动进行标定 , 计算各类误差,并生成标定 曲线 和报告 ; 自动 跟踪 并记 录仪 表运行过 程中综合 的状 态变化 , 如掉 高低限报警 、 取压管路是否有堵或零位是否有飘移等。阀门智 合, 是提高控制信号传输 的准确性 、 实时性 、 快速性 和机组运行 的 电 、 安全 可靠性 , 解决 现场设 备 的现代 化管 理 , 以及降低 工程 投资 等 能管理软件 将对智能 化阀门进行 在线组态 、 调试 、 自动标定 和开 的一项先进 的和有效的组合 。 目前 在西方发达 国家 , 现场总线 已 度 阶跃测试 , 判断阀门阀杆是 否卡涩,阀芯是否有磨损等 , 通过阀 应用到各个行业 。 门性能状况 的全面评估 , 为实现预测性维护提供决策 。 近二年 , 我 国有 十多个工 程应用 了现场 总线 , 但 都是在 局部 重要 转动设备 的状态智 能管理 软件将对 重要转 动设备 的状 系统上 , 其 中: 国华浙 能宁海 电厂 , 在单 元机组 的开 、 闭式水 系统 态 如送 风机 , 引风机 , 给水 泵等 , 综 合采 用基于可靠性 的状态 监测 中的电动门控制采用 P r o i f b u s D P总线技术 , 电动执行机构采用原 多 种技术 , 通过振 动 、 油的分析 以及 电机诊 断 , 快 速分析 ( 是否存 装 进 口德 国欧玛公 司的一体化智能型产 品 P u ma M a t i c 带 有双通 道P r o i f b u s — D P冗余总线接 口作为 D P从站挂在总线上 。 为 了提高 安 全性可靠性 , 总线光 纤 、 作为总线上 的第一类 D P主站 的 A P和 相 应的光 电转换装置都采 用 了冗余结构 , 这是 国 内首家在 过程控 制 中采 用 现 场 总 线技 术 的 火力 发 电 厂 。
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摘要:在21世纪高速的社会经济发展中,我国的电力热工自动化的技术也随之于是俱进,引进了高科技的科研技术,与此同时给人们的生活工作上都有很大的帮助,因此热工自动化技术也在电力行业中得到了广泛的应用,对如今的电力发展系统不断完善和更新,能有效的控制好整个电力热工管理系统,此文章就是主要对电力行业热工系统及热供自动化技术的现状进行了详细的分析,并对其发展的趋势进行研究,从而实现了热工自动化技术在电力行业的广泛使用的重要依据。
关键词:电力;热工自动化技术;未来发展在如今社会经济发展中,人们逐渐提高了生活水平质量,为了满足人们需求,电力热工自动化技术就需要不断创新,充分发挥其使用价值,从而使新技术能在电力行业中得到广泛应用。
然而在电力系统中能够有效的增长其电厂的效益的关键就在于热工自动化技术的开发。
另外,在我国火电厂创新发展阶段,热工自动化技术有效的推动了整个电力系统的发展,有利于对电力能源市场的满足。
随着市场经济的发展,自动化逐渐得以广泛关注,并且对生活水平质量得以保障。
自动化技术在20世纪处于萌芽阶段,如今差不多得到鼎盛时期,自动化最开始用于计算机的使用,在科学技术的研究帮助下,逐渐在很多领域上得以使用,比如:农业方面、工业方面、社会生活方面等等。
这样不仅扩展了人类的认知能力,而且还使人们的改造能力有所加强,对后期的发展有深远的影响。
下面就是主要分析电力行业中自动化技术的广泛应用和发展前景。
1 电力热工自动化技术的应用现状如今热工自动化技术在电力行业中的应用已成为灵魂支柱,从而确保了电力公司发展的高效性、安全性及稳定性。
电力在早期的使用仅仅限制于照明的功能,而随着科学技术的发展,对电力的使用也得到广泛推广和应用,以至于现在各个方面都离不开电力的使用,从而将电力与热工自动化能够完美的结合,充分实现电力热工自动化技术的智能使用,全面推动社会经济的发展进度,另外还有效的提高了人们生活水平。
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活力。
1.1DCS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-K401-2004《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。
电厂热工自动化技术应用现状及展望
电厂热工自动化技术应用现状及展望一、电厂热工自动化的含义电厂热工自动化的含义主要是指电厂在发电过程中的前期数据准备、发电过程中的数据处理、运行中仪器的自动操作、提醒和主动监测。
依靠全自动仪器和自动控制装置来达到无人操作的过程。
在发展过程中对操作系统进行自动化控制,使得发电设备的安全有所保障,可以避免重大事故的发生,同时减少人力资源,提高运行的工作效率。
二、电厂热工自动化技术应用现状目前我国的电厂热工自动化已经取得了极大的发展,下面就自动化技术在我国电厂热工中的具体应用进行简要的叙述。
电厂热工自动化技术的应用集中在电厂热工自动化生产的各个过程,其中最重要的方面分别为设備性能、机组容量和参数以及自动控制系统。
自动控制系统作为自动化技术应用的核心。
不仅仅有汽包水位自动调节系统,而且有主汽温度调节系统。
而这两大系统也具有相应的具体分类,在某些大型的机械设备的有效调节中,通常将单冲量和三角冲量进行思维转换。
并且可以运用主汽温度调节系统进行减温水的调节。
在运用过程中,需要其他的调节系统进行辅助。
对于主汽温度调节系统,工作人员需要更加地关注,因为此系统不是针对一个单一的环节进行控制的,并且花费的时间也是比较长的。
三、关于火力发电厂的热工自动化技术(一)自动检测通过自动化仪表实现热力过程针对热力过程中的各种参数来进行测量,其中包括着温度、压力、流量以及液位和成分等。
通过自动监测而生成的热工参数往往成为火力发电厂判断运行状况的依据,根据这些数据来进行调整和控制,来进行经济核算,并且在发生事故后,设备会根据这些参数来自动报警和分析数据。
(二)自动控制热工自动化中有自动控制装置,应用这种装置来在生产过程中进行自动运行和自动调节,这样机组运行就能够在经济型和安全性上得到更好的保证。
具体说来自动控制装置功能分为自动调节、远方控制以及顺序控制这三个环节。
(三)自动报警一旦自动检测装置发现系统参数发生异常,就会自动开始报警,通过自动报警的方式让工作人员发现异常,以便能够尽快进行处理故障排除。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
热工自动化技术的现状与发展1前言近20年来热工自动化专业发展非常快,无论是测量技术控制理论,还是仪表设备控制装置以及控制系统的构成,与20年前相比,都已有了很大的变化,以新原理,新材料,新工艺生产的各种传感器,变送器,不断地被开发出来,控制系统、控制装置也是日新月异。
到80年代初期,由于大规模集成电路以及电子计算机技术的发展,以及通讯理论和技术的发展,国外在对局域网的大量研究的基础上,推出了用于过程控制的网络型分散控制系统,即我们通常说的DCS。
国内在80年代中期也引进DCS用于火力发电厂单元机组控制系统中。
现在DCS系统已在我国大型火电厂中普遍应用。
另外,控制理论发展也很快,在经典的控制理论和现代控制理论的基础上,新的控制理论和控制策略不断涌现,并且在生产实践中得到应用。
如专家系统,模糊控制,神经元网络控制技术等等。
以现代控制理论为基础的自适应最优控制,具有状态变量观测器的状态变量控制以及预估算法控制等都得了广泛的应用。
2 现状2.1热工测量技术方面(1)温度测量。
火电厂热工测量控制系统中的温度测量传感器(SENSER),采用热电偶热电阻,少数地方采用其他热敏元件如金属膜(双金属膜)水银温包等作为温度测量的一次元件。
变送器及二次仪表中,DDZ-2型的温度变送器配小条形指示仪表和长图型记录仪表在125 MW以下机组中仍在使用,二次仪表也有数显仪表或数字化的无纸记录仪表,300 MW以上的机组一般是热电偶热电阻信号直接进入电子室,由DCS系统中专门的信号调整模件转换成适用于控制系统的信号。
热电偶的冷端补偿,依据控制系统的不同而采用各种不同的方法现用通常采用的方法有:冷端补偿器,恒温箱,用热电阻测量接线盒中的温度然后在软件中进行修正,补偿导线直接进入电子室由DCS系统的信号调整模件进行补偿处理。
(2)压力(真空)测量。
传感器为应变原理的膜片,弹簧管,变送器为位移检测原理或电阻电容检测原理,(4~20 mA),二次仪表以数显为多。
(3)流量测量。
以采用标准节流件依据差压原理测量为主,少数地方采用齿轮流量计或涡轮流量计,如燃油流量的测量。
大机组中的主蒸汽流量测量许多地方不用节流件,利用汽机调节级的压力通用公式计算得出。
用节流件测量主汽流量时一般都有压力温度补偿。
二次仪表数字化智能化,DCS中实现密度补偿更为方便。
(4)液位(料位)测量。
液位测量以差压原理经压力补偿测量为主流,电接点,工业电视并用。
云膜或轻液双色水位计仍在使用。
有用浮子及电磁原理的液位开关。
料位测量以称重式或电容式传感器配4~20 mA变送器测量,也有用浮子式或超声波原理。
其他热工测量如氧化锆烟气含氧量测量,电导率测量,二相流的测量,火焰检测等,除电导率测量比较简单外,这些测量多数还处于研究开发阶段,或者说还不十分定型和成熟。
2.2自动控制及其系统汽包水位自动调节系统一般采用典型的三冲量系统或串级系统,在大型单元机组中一般设计有全程调节,因此有单冲量,三冲量之间的切换逻辑,一般依据负荷来切换。
采用启动电泵和汽泵的系统还有电泵与小汽机之间的切换,也依据负荷来切换。
大型机组的水位控制一般直接控制电泵或小汽机的转速,给水调门全开以节约能源。
燃烧调节系统中的送风系统通常采用风煤比加氧量校正,炉膛负压系统与送风系统之间采用动态联系,通常设计有加负荷时先加风再加煤减负荷时先减煤后减风逻辑以及过燃烧逻辑。
主汽压力调节系统通常为串级调节系统。
主汽温度调节系统一般以减温水调节为主,辅以尾部烟道档板调节或喷燃器角度调节系统。
由于汽温调节对象是一个多容环节,它的纯迟延时间和时间常数都比较大,在热工自动调节系统中属于可控性最差的一个调节系统,因此专家们也特别关注对这一类系统的研究,许多新的控制策略或控制理论是对这一类系统研究的成果,如史密特时间预估算法控制,模糊控制,具有观察器的状态变量控制等。
现在,在大型单元机组中的汽温调节系统一般采用比较新的控制策略,通常应用的有:预估算法控制,自适应控制,补偿法控制以及具有观察器的状态变量控制等。
机炉负荷协调控制在大型单元机组中都有设计。
通常设计有这样一些运行方式:基本方式,锅炉跟随方式,汽机跟随方式和协调方式。
基本方式是因为锅炉和汽机的自动调节系统或多或少存在一些问题,锅炉及汽机主控都在手动方式。
锅炉跟随方式是因为汽机主控在手动方式,汽机跟随是在锅炉主控因故在手动方式,协调方式就是锅炉主控和汽机主控都在自动方式。
在协调控制方式下,机组的负荷指令同时加给锅炉主控和汽机主控,锅炉和汽机它们相互协调地来改变机组的负荷,同时又保持机组的运行参数。
大型单元机组一般还设计有RUNBACK和FCB运行工况或运行方式。
另外,由于机组的自动化水平的不断提高,对机组的运行参数的测量也提出了更高的要求,控制用的参数测量与监视用的参数测量一般都要求有各自的测量元件,控制用的测量参数还需要经过数据保险的有关逻辑以提高控制系统的可靠性,如三取中或取平均,或好值坏值判别逻辑等。
这些主要的自动调节系统在200 MW以上机组中都应当投入运行。
但是,有些机组由于设备的问题,有些系统还不能正常投运。
引进机组的自动调节系统,基本上能投入运行。
开环控制包括了联锁保护,顺序控制,选线控制等控制内容。
火电厂单元机组中主辅机设备都有联锁保护,如停机停炉的大联锁,一些重要辅机的保护跳闸,备用泵的自启动,成组设备的顺序启停等。
这些联锁保护现在一般都能投入运行而且必须投入运行。
顺控方面一般的泵或风机的子组启停控制也都能投入运行,但锅炉风烟系统大顺控这样的成组控制因为牵涉的设备比较多而很少有经常投运的。
2.3关于DCS目前大机组的仪控系统大多选用DCS系统。
DCS系统在火电厂发电机组控制中的应用已有10多年的历史了,而且正在越来越多地得到应用。
DCS系统是相对于计算机集中控制系统而言的计算机(或微机)控制系统,它是在对计算机局域网的研究基础上发展起来的,是过程控制专家们借用计算机局域网研究成果,把局域网变成一个实时性,可靠性要求很高的网络型控制系统,运用于过程控制领域。
这样的控制系统给我们带来以下一些好处:(1)故障分散是推出DCS系统的最大理由,DCS系统就是要解决集中控制系统致命的弱点—故障集中。
故障分散的理由是DCS系统采用了大量的微处理器,各个微处理器承担一个范围较小的(地域上)控制任务,某个微处理器故障不会影响整个系统的正常工作。
(2)缩小控制室尺寸或控制表盘的长度。
(3)大量缩减控制系统所需的电缆。
(4)大量减少控制系统所需的备品备件种类及数量。
(5)减少工艺生产的运行对仪表控制设备厂商的依赖,减少仪控人员培训所需的费用。
(6)提供了控制系统构成的灵活性,具有组态便利和可扩展性。
(7)实现过程实时参数和历史数据的管理,提供性能计算,设备寿命计算等功能。
这是传统的仪表控制系统所望尘莫及的。
DCS系统是否确实给我们带来了这些好处呢?以一些在火电厂单元机组控制系统中应用的DCS系统来考察,如在浙江省电力系统发电厂中应用的BAILEY的INFI-90,C&E的MOD-300,以及SIEMENS的TELEPERM-ME/XP 等,综合分析如下:(1)关于故障分散。
大多数DCS生产厂商现阶段所提供的系统在实际应用中并非象我们想象的那么故障分散。
由DCS系统控制的火电厂单元发电机组,因为DCS系统的某些故障而被迫停运的事情时有发生。
这与传统的仪表控制系统相比后者似乎要优于前者。
所以DCS 系统的构成越接近传统的仪表控制系统,即微处理器或多功能控制器所承担的控制任务从地域上越分散,越能做到故障分散。
从这一点上讲,SIEMAMS的系统做得比较好,它的一块控制卡件(带有微处理器,可与其他卡件或通过通讯总线与其他子系统如操作员站工程师工作站等通讯)只承担2~4个马达或电动门的开环控制回路,或1~2个闭环控制回路,并且这块卡件既承担逻辑控制功能,又承担与这些逻辑控制有关的I/O功能。
这样做对故障分散是十分有利的。
然而,其它的系统通常把许多过程控制任务集中在少数多功能控制卡件或微处理器身上,把过程控制的输入输出即I/O功能集中在I/O卡件上。
(2)关于控制室的尺寸和表盘长度。
这一点所有的DCS系统都能做到大大缩小。
不过与传统的仪表控制系统相比,电子室的尺寸和设备相对增加了。
(3)关于节约电缆。
由于DCS系统所采用的设备器件在现阶段来说仍然是比较娇贵,需要防尘和空调,REMOTEI/O还不能大量使用,因此,DCS系统的主要设备都需要安置在条件比较好的电子室,大量的现场信号仍然需用电缆接到电子室。
与传统的仪表控制系统相比,电缆有所缩减,但效益有限。
(4)关于减少备品备件的种类和数量。
备品备件的种类和数量有所减少,并且需要与之打交道的仪表控制设备制造厂商也有所减少。
(5)关于减少机组运行对仪表控制设备制造厂商的依赖。
由于DCS系统在应用技术方面还不能尽如人意,因此,在机组运行时,尤其在机组试行期间,DCS生产厂家的专家服务似乎成了必不可少。
使得培训所需花费也有所增加。
(6)关于控制系统构成的灵活性,组态的便捷性和系统的可扩展性。
大多数DCS系统的组态也是比较方便的。
不过多数系统在在线组态功能方面尚有许多工作可做,好多系统为离线组态,在工程师站编程,然后编译,再下载。
有些系统这一过程比较费时,在调试期间这一问题尤其突出。
(7)关于DCS系统提供的一些独特的控制功能。
由于DCS系统可提供历史数据和实时数据的管理,性能计算等功能,把过程控制推向一个新的更高层次的领域。
综上所述,DCS系统解决了现代化大生产中过程控制传统的仪表控制系统难以胜任的问题,而相对计算机集中控制来说故障还是分散的,在许多方面有其独特的优点,是传统的仪表控制系统和计算机集中控制系统所无法比拟的。
但是现阶段的DCS系统在应用中仍然有一些重要的问题需要解决。
那么现在的DCS系统在应用中究竟存在哪些问题呢?现就DCS系统在应用技术方面尚存在的一些问题作如下分析:(1)故障分散。
上述已经谈到,目前的DCS系统还没有做到真正意义上的故障分散,这一方面是由于目前的器件仍然比较娇贵,因此控制系统在地域上做到分散还不能实现(尽量接近传统的仪表控制系统)。
工业控制的现场条件一般是比较恶劣的,粉尘,温度,湿度对现阶段厂商所能提供的远程I/O卡来说仍然是难以适应的。
如北仑1号机有些I/O卡只能相对集中放置在现场,在调试期间也曾经发生过因为这些I/O柜进水而影响整个系统的正常运行。
再如北仑3号机在循泵房设置了远方I/O柜,电缆是节约一些,但I/O柜上设置了小空调,费用仍然省不了多少。
另一方面,设计上控制功能还不够分散。
这包括DCS系统本身的设计和工程设计两方面。
如北仑3号机的系统,机组的辅机控制由它的SCS子系统完成,SCS子系统的一个MFP设计了300点左右的I/O点,并且一块I/O卡16点又设计成用于不同的控制对象,换句话说,就是一个被控对象要检修,要牵涉到好几块I/O卡。