论文部分内容阅读
摘 要：热工仪表自动化技术堪称电厂高效生产的最主要基础，在这一基础之上进一步提升仪表自动化和众多“兄弟系统”之间的关系，就成为了火电机组未定、安全系数获得提升的保障。本文从笔者自身工作经验出发，对火力发电厂热工仪表自动化这一领域的各种活动加以相应的分析和论述。
关键词：热工仪表自动化；火电厂；自动化技术
发电系统中一个不可或缺的组成部分——火电厂，已经爱如今科学技术的快速提升过程中进入了“设备基本自动化”阶段，而作为火力发电厂系统中一个不可或缺组成部分的热工仪表，则是自动化程度“排名”中颇为靠前的一个体系。其主要设备包括地表计、管路仪表、程控仪表之类，并以电缆将各种设备相互关联，形成一个回路或系统，从而完成检测与调节不同机组设备并将之形成体系的过程。其获得应用之后，能够极大程度上加大劳动强度和工作效率之间的“剪刀差”，尽管如此，由于各种原因造成的对其可靠性的质疑也纷至沓来，故而，安装与运行自动化火电厂热工仪表体系的活动成为了理论界和实践者付出努力的一个重要方面。
1 技术内涵与特征
在整个火电厂热工仪表自动化技术体系中，融合了热能工程控制、电子计算机、高智能型器械仪表等众多理论和技术，并以之为依托来监控、检测火电厂的热能电力参数，以之来有效地实现降耗提效、安全管控电力生产的目的。目前火电厂中该技术的应用一般集中于自动化控制以锅炉蒸汽设备为核心的一系列设施体系运行状况，从而使得整个生产过程中，火电机组能够动态地与工况相互适应，并且可以保持尽可能最经济、最安全的运行状态。
就特征而言，火电厂热工仪表自动化技术有着以下两方面的独到之处：其一是设备智能化，即其间各种设备基于现代电力能源开发与利用方面的一系列技术飞速发展这一“背景”而实现的“基本智能化”监控体系，一般为以其已有的计算机管理系统为基础，配置一系列与之相对应的精密元件和智能型机械仪表，从而以“智能化”的形式管控整个电力生产过程；其二是技术高新化，其整个技术体系的运用过程实际上是将目前热能工程方面的前沿技术与控制理论和现代计算机及信息技术相互结合的过程，并在这一过程中将火电机组运行中监控与检测有关的电力、热能参数的理论变为现实，以此推进自动化技术的“高新化”。
火电厂热工仪表体系包括地表计、程控仪表、管路仪表为主的多种类型设备，借助于并以电缆将各种设备相互关联，形成一个回路或系统，从而完成检测与调节不同机组设备并将之形成体系的过程。其获得应用之后，能够极大程度上加大劳动强度和工作效率之间的“剪刀差”。 热工仪表自动化技术的宗旨在于服务火电厂生产工艺，提升这一领域研究的力度，可以给火电厂生产效率的提升提供坚强后盾，并最大程度上对其安全稳定性加以提升。
2 现场故障分析
分析火力发电厂的热工仪表故障的过程，实际上是多次检测液位、流量、压力、温度等数据，并将之结合设备运行状态进行分析的过程。
2.1 故障前后分析
热工仪表出现故障之际的首要活动，是对仪表的前后数据加以对比。在故障发生前，工作者必须进行认真分析整个系统的设计目的、设计方案、生产条件、生产工艺，并对仪表的性能和其在系统中的作用有深入的了解，并对正常状态下整个系统和仪表本身的运行参数有一个动态的掌控。一旦发生故障，就应充分分析生产原料、机组负荷等层面出现的变化，并及时比对故障前后的各方面相关数据记录，从而总结出故障原因并“对症下药”。有时，热工仪表的记录曲线往往没有任何变化——即所谓“死线”——其原因在于先前的记录曲线其实有波动性，而这一波动性在目前却消失了，这就说明故障范围仅限于仪表系统自身，从而可以排除其他“兄弟系统”出现故障的可能性。由于目前中国大陆普遍安装的智能仪表系统和DCS系统都有着较高的灵敏性，故而一旦参数变化，就会立即发出报警。对此类情况，就可以借助于生产工艺参数的变化来寻找故障并排除之。
2.2 故障参数分析
生产过程中，热工仪表的参数一直是动态地变化着的，若其记录曲线变化较大，也可能会提示其发生了自身故障，故而，笔者在故障分析中，多将这一变化作为细致分析的理化依据。在出现故障之前，往往会呈现出有序的仪表记录曲线波动图，而这样的有序状态往往会在出现故障后消失，同时不能启用手动控制装置。此类情况的原因多是系统工艺所致，其故障表现多为前文所述的“死线”。也有时会DCS显示出各种异常，这时就可以借助于对仪表数据现场检查来发现问题，若其相差值超出控制范围，便提示出现了系统故障。在故障出现是，应尤其注意控制阀、控制对象两方面出现的“特性变化”——这都可能是现场仪表系统故障的主要诱因。故而，有必要从工艺操作、现场仪表两个系统出发加以综合考虑，找出故障所在及其背后的根源。
3 参数仪表控制系统故障分析
面对温度控制仪表系统发生的故障应有步骤地加以分析，在对温度控制仪表加以分析的过程中，应同时注意系统仪表测量的“滞后性”和其控制、指示、测量活动的“数据性”，如其指示值陡然间最大化或最小化的情况多为仪表系统故障——其原因在于温度仪表系统有很大的测量滞后性，难以突变。此类故障多来自变送器放大器失灵、各种设备的断线之类。指示快速振荡则多指示控制参数PID遭遇干扰或者调整不当。而大幅缓慢的波动则多源于工艺操作变化或仪表控制系统故障等。在此方面的故障分析步骤可以归纳为：第一步看调节阀输入信号情况，若后者没有改变调节阀动作，则说明调节阀膜片有穿孔等故障；第二步看定位器输入信号情况，若其发生变化，则说明故障源于定位器；第三步看调节器输出信号情况，若其发生变化，则说明故障源于调节器。
4 结语
总而言之，在整个火电厂的生产、管理等活动中，应用热工仪表自动化技术这一环节称得上其管理安全与否、运转正常与否的重要基础，同时也是电力生产技术发展现代化的标志之一。故而，在现代火电厂技术改造、技术升级过程中，有必要充分提升热工仪表自动化技术这一层面的各种的研究与实践活动，基于这一领域一系列理论与技术研究成果而实现整个热工仪表自动化技术的“一体化发展”，形成火电企业生产、管理活动的安全保障。
参考文献
[1] 王世海.火电厂热工自动化的现状与进展[J].黑龙江科学，2015（06）.
[2] 朱朝柱.热工自动化控制系统在火电厂的应用[J].电子技术与软件工程，2014（23）.
作者简介：
魏永根（1987.03- ）：男，汉族，河北保定人，大学本科学历，艾默生过程控制有限公司，助理工程师，主要从事电力自动化及仪器仪表工作。
关键词：热工仪表自动化；火电厂；自动化技术
发电系统中一个不可或缺的组成部分——火电厂，已经爱如今科学技术的快速提升过程中进入了“设备基本自动化”阶段，而作为火力发电厂系统中一个不可或缺组成部分的热工仪表，则是自动化程度“排名”中颇为靠前的一个体系。其主要设备包括地表计、管路仪表、程控仪表之类，并以电缆将各种设备相互关联，形成一个回路或系统，从而完成检测与调节不同机组设备并将之形成体系的过程。其获得应用之后，能够极大程度上加大劳动强度和工作效率之间的“剪刀差”，尽管如此，由于各种原因造成的对其可靠性的质疑也纷至沓来，故而，安装与运行自动化火电厂热工仪表体系的活动成为了理论界和实践者付出努力的一个重要方面。
1 技术内涵与特征
在整个火电厂热工仪表自动化技术体系中，融合了热能工程控制、电子计算机、高智能型器械仪表等众多理论和技术，并以之为依托来监控、检测火电厂的热能电力参数，以之来有效地实现降耗提效、安全管控电力生产的目的。目前火电厂中该技术的应用一般集中于自动化控制以锅炉蒸汽设备为核心的一系列设施体系运行状况，从而使得整个生产过程中，火电机组能够动态地与工况相互适应，并且可以保持尽可能最经济、最安全的运行状态。
就特征而言，火电厂热工仪表自动化技术有着以下两方面的独到之处：其一是设备智能化，即其间各种设备基于现代电力能源开发与利用方面的一系列技术飞速发展这一“背景”而实现的“基本智能化”监控体系，一般为以其已有的计算机管理系统为基础，配置一系列与之相对应的精密元件和智能型机械仪表，从而以“智能化”的形式管控整个电力生产过程；其二是技术高新化，其整个技术体系的运用过程实际上是将目前热能工程方面的前沿技术与控制理论和现代计算机及信息技术相互结合的过程，并在这一过程中将火电机组运行中监控与检测有关的电力、热能参数的理论变为现实，以此推进自动化技术的“高新化”。
火电厂热工仪表体系包括地表计、程控仪表、管路仪表为主的多种类型设备，借助于并以电缆将各种设备相互关联，形成一个回路或系统，从而完成检测与调节不同机组设备并将之形成体系的过程。其获得应用之后，能够极大程度上加大劳动强度和工作效率之间的“剪刀差”。 热工仪表自动化技术的宗旨在于服务火电厂生产工艺，提升这一领域研究的力度，可以给火电厂生产效率的提升提供坚强后盾，并最大程度上对其安全稳定性加以提升。
2 现场故障分析
分析火力发电厂的热工仪表故障的过程，实际上是多次检测液位、流量、压力、温度等数据，并将之结合设备运行状态进行分析的过程。
2.1 故障前后分析
热工仪表出现故障之际的首要活动，是对仪表的前后数据加以对比。在故障发生前，工作者必须进行认真分析整个系统的设计目的、设计方案、生产条件、生产工艺，并对仪表的性能和其在系统中的作用有深入的了解，并对正常状态下整个系统和仪表本身的运行参数有一个动态的掌控。一旦发生故障，就应充分分析生产原料、机组负荷等层面出现的变化，并及时比对故障前后的各方面相关数据记录，从而总结出故障原因并“对症下药”。有时，热工仪表的记录曲线往往没有任何变化——即所谓“死线”——其原因在于先前的记录曲线其实有波动性，而这一波动性在目前却消失了，这就说明故障范围仅限于仪表系统自身，从而可以排除其他“兄弟系统”出现故障的可能性。由于目前中国大陆普遍安装的智能仪表系统和DCS系统都有着较高的灵敏性，故而一旦参数变化，就会立即发出报警。对此类情况，就可以借助于生产工艺参数的变化来寻找故障并排除之。
2.2 故障参数分析
生产过程中，热工仪表的参数一直是动态地变化着的，若其记录曲线变化较大，也可能会提示其发生了自身故障，故而，笔者在故障分析中，多将这一变化作为细致分析的理化依据。在出现故障之前，往往会呈现出有序的仪表记录曲线波动图，而这样的有序状态往往会在出现故障后消失，同时不能启用手动控制装置。此类情况的原因多是系统工艺所致，其故障表现多为前文所述的“死线”。也有时会DCS显示出各种异常，这时就可以借助于对仪表数据现场检查来发现问题，若其相差值超出控制范围，便提示出现了系统故障。在故障出现是，应尤其注意控制阀、控制对象两方面出现的“特性变化”——这都可能是现场仪表系统故障的主要诱因。故而，有必要从工艺操作、现场仪表两个系统出发加以综合考虑，找出故障所在及其背后的根源。
3 参数仪表控制系统故障分析
面对温度控制仪表系统发生的故障应有步骤地加以分析，在对温度控制仪表加以分析的过程中，应同时注意系统仪表测量的“滞后性”和其控制、指示、测量活动的“数据性”，如其指示值陡然间最大化或最小化的情况多为仪表系统故障——其原因在于温度仪表系统有很大的测量滞后性，难以突变。此类故障多来自变送器放大器失灵、各种设备的断线之类。指示快速振荡则多指示控制参数PID遭遇干扰或者调整不当。而大幅缓慢的波动则多源于工艺操作变化或仪表控制系统故障等。在此方面的故障分析步骤可以归纳为：第一步看调节阀输入信号情况，若后者没有改变调节阀动作，则说明调节阀膜片有穿孔等故障；第二步看定位器输入信号情况，若其发生变化，则说明故障源于定位器；第三步看调节器输出信号情况，若其发生变化，则说明故障源于调节器。
4 结语
总而言之，在整个火电厂的生产、管理等活动中，应用热工仪表自动化技术这一环节称得上其管理安全与否、运转正常与否的重要基础，同时也是电力生产技术发展现代化的标志之一。故而，在现代火电厂技术改造、技术升级过程中，有必要充分提升热工仪表自动化技术这一层面的各种的研究与实践活动，基于这一领域一系列理论与技术研究成果而实现整个热工仪表自动化技术的“一体化发展”，形成火电企业生产、管理活动的安全保障。
参考文献
[1] 王世海.火电厂热工自动化的现状与进展[J].黑龙江科学，2015（06）.
[2] 朱朝柱.热工自动化控制系统在火电厂的应用[J].电子技术与软件工程，2014（23）.
作者简介：
魏永根（1987.03- ）：男，汉族，河北保定人，大学本科学历，艾默生过程控制有限公司，助理工程师，主要从事电力自动化及仪器仪表工作。