3-热工自动控制系统在节能减排中的作用
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火电厂热工自动化设计中节能减排分析陈家祥摘要:火电厂热工自动化设计是热工控制系统稳定运行的基础保障,新时期火电厂热工自动化技术水平不断提高,为改善生产效率采用节能减排技术具有现实意义。
下面文章就对火电厂热工自动化设计节能减排展开探讨。
关键词:火电厂;热工自动化;节能减排;热工控制引言当下,国内规模相对较大的电网企业基本配置的是我国自主开发的DCS系统,其在运作阶段存在着技术滞后、操作流程较为繁琐等诸多不足,和欧美等发达国家相比较,国内电铲分散控制系统运行效率整体偏低。
电厂规模较大,这在很大程度上增加了管理工作的难度,若仅依靠传统人力开展该项工作,则很难保证电厂监管工作的质效,故而近些年很多学者作出将自动化控制系统用于电厂管理实践中的提议,该类系统能于同一时间内落实数项工作任务,并结合信息反馈情况传递出相应的管理指令,为后续几年中电厂自动化管理目标的实现提供支持。
1火电厂热工实现自动化的必然趋势在火力发电厂当中,为了更好地满足人们对电力的具体需求,通常使用非常多的大型设备来完成发电。
这种大型设备一般由汽包水位、锅炉燃油量以及蒸汽温度等部分组成。
工作人员很难实施严格化的管理以及控制,因此,一定要使用各种各样的自动化技术,这样就会使得其自动化水平得到提高,更好地满足人们的具体用电需求。
在现代社会的发展过程中,人们对电力系统的透明性关注度一直在不断地提高,这就要求电力系统在运行的过程当中一定要使得其自动化水平得到不断提高。
火力发电厂的自动化可以保障系统运行具备可靠性,属于比较重要的基础部分。
第一,员工可以定期地检查以及维护电力系统当中的具体设备,以保障电力设备运行具备稳定性以及可靠性;第二,要求火电厂热工人员具备较高的综合素质、技能以及业务水平,更好地掌握关于电力设备运行的具体工作原理,及时地发现存在的一些故障问题,并进行相应的解决,这样可以保障设备运行具备更好的安全性以及稳定性;第三,要求工作人员在电力系统运行的基础之上制定比较完整以及系统的维护计划,并利用自动化系统监督,更好地控制电力设备的运行,提高其自动化水平,保障其在操作的过程中具备更好的稳定性。
热工自动化中的智能控制研究热工自动化是指利用自动控制装置和技术,实现热力系统和能源设备的自动控制和运行管理。
随着科技的不断进步和发展,智能控制技术在热工自动化中的应用得到了广泛关注和研究。
本文将探讨热工自动化中的智能控制研究,从理论基础、技术应用和发展趋势等方面进行分析和阐述。
一、智能控制的理论基础智能控制是指能够通过感知、推理和决策等智能化方法,对控制系统进行优化和自适应调整的控制技术。
智能控制的理论基础主要包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等。
模糊控制是一种基于人类模糊思维和语言表达的控制方法,能够有效处理模糊、不确定和非线性系统的控制问题。
神经网络控制是利用类似人脑结构和功能的神经网络模型进行控制和学习,能够实现复杂系统的自适应控制和智能化决策。
遗传算法控制则是通过模拟优化生物进化过程,实现控制系统参数的优化和搜索。
在热工自动化中,智能控制能够有效应对能源系统的多变、复杂和非线性特性,实现系统的自适应调整和优化控制。
通过模糊控制技术可以处理热工系统中的模糊信息和不确定性,保证系统稳定运行并满足能源利用效率要求。
神经网络控制能够实现热工系统的智能化决策和预测,提高系统的响应速度和鲁棒性。
遗传算法控制则可对热工系统进行参数优化和搜索,提高系统的能效和经济性。
智能控制的理论基础为热工自动化的智能化提供了重要支撑。
二、智能控制的技术应用在环境保护和节能减排方面,智能控制技术也发挥了重要作用。
通过模糊控制技术可以实现环境污染治理设施的智能化运行和控制,保证排放物的达标排放。
神经网络控制则可以实现环境监测和预测,提高环境治理和管理的智能化水平。
遗传算法控制则可以对环保设施进行参数优化和搜索,提高设施的能效和减排效果。
三、智能控制的发展趋势随着人工智能、大数据和云计算等科技的不断发展和应用,智能控制技术在热工自动化中的发展迎来了新的机遇和挑战。
人工智能的发展为智能控制技术提供了更多的创新和应用可能。
热工检修模考试题(含答案)1、"热工连锁控制在火电厂中,属于 _______。
()A、过程控制级B、过程管理级C、管理级D、经营管理级答案:A2、"自动调节系统,属于_______控制系统,参数T表示_______作用。
()A、开环,微分B、闭环,积分C、顺序,比例D、随动,积分答案:B3、"调节系统中应用最多的一种典型输入信号是_______。
()A、阶跃函数B、加速度函数C、正弦函数D、指数函数答案:A4、"当汽轮机冲转至3000r/miri时,为了能顺利实现并网,DEH控制系统必须切换至_______。
()A、手动同步B、自动同步C、遥控方式D、保持答案:B5、"测量误差按其特性可分为 _______。
测量准确度是测量结果中的测量误差的综合。
()A、绝对误差、相对误差B、附加误差、基本误差C、综合误差、固有误差D、系统误差、粗大误差与随机误差答案:D6、"强制检定应由_______进行定期检定。
()A、县级以上计量部门法定计量检定机构B、授权的计量检定机构C、省级电力试验研究院计量检定部门D、企、事业单位的计量检定部门答案:B7、"系统的品质是由_______三个方面来衡量其好坏的。
()A、准确性、快速性和灵活性B、快速性、可靠性和稳定性C、稳定性、准确性和快速性D、安全性、准确性和稳定性答案:C8、"关于高压调节汽门、高压主汽门、中压主汽门、中压调节汽门的宇母表示,下列选项中均正确的是_______。
()A、TV、GV、RSV、IVB、GV, TV, IV, RSVC、GV, TV, RSV, IVD、IV、TV, GV、RSV答案:C9、"测量系统允许综合误差,为该测量系统中各测量设备允许误差的_______。
()A、和B、平方和C、方和根D、最大值答案:C10、"对目前在线运行的分散控制系统,绝大多数要求保证DAS信号输入端一点接地,以有效避免信号传输过程中的______________信号。
热工优化控制在火电厂节能中的应用肖健楠摘要:近年来,火力发电厂的发展越来越好,但是也随之出现了能源消耗率高,威胁环境的问题,因此火力发电厂为了实现可持续发展,要做到节能减排。
在本文中从火力发电厂发电过程中存在的问题入手,探究热工优化控制如何实现活力火电厂节能减排的目标。
关键词:热工优化控制;节能减排;火电厂引言电能作为广泛使用的能源之一,它来源于火电厂,而火电厂运行的主要能源是煤炭资源,煤炭资源的大量使用除了造成能源消耗率高之外,还会威胁环境安全,因此实行低碳化经济发展节能减排迫在眉睫。
一.热工优化控制的介绍火力发电过程中所消耗的煤炭资源与火力发电厂的实际发电率不成正比,出现这种问题的主要原因是锅炉效率不高,还有机组的补水率、主汽压力、主汽温度等等原因,导致我国火发电厂的资源消耗率大大提高。
为了更好地推动火力发电厂的健康发展,必须进行合理的优化控制。
为了使火力发电厂减少能源消耗,符合当下节能减排的要求,火电厂的整体控制系统要进行全面的优化,运用计算机信息自动化技术,更新并应用肉红自动控制系统对火力发电厂的整体系统进行优化,科学合理的调节火力发电厂发电过程中的必要参数,降低火力发电厂在发电过程中的能源消耗率,以此达到发电厂的发电率与能源消耗率成正比,甚至在降低能源消耗率的基础上发电率继续提高。
二.目前火电厂存在的问题1.发电厂厂房能源消耗率高在普遍的火力发电厂建筑当中,发电厂的厂房一般需要配备采暖设备和保暖设备,但是由于厂房的隔热性、气密性和保温性都相对不高,因此导致发电场所设置的采暖设备和保暖设备不够合理,不能够有效利用,需要厂房增加设备成本。
在我国,因为南方和北方的气候温度有一定程度上的区别,所以在南方和北方的火力发电厂的厂房设计过程中,对于厂房的保温设计并不相同。
在南方的火力发电厂,厂房一般不需要安置过多的保温和采暖设备,只需要在外围围上一层钢板来保温,而在北方地区的火力发电厂的厂房则需要进行保温和采暖设备的设置,也是由于北方的寒冷气候的原因,在北方的火力发电厂的厂房,在做保温时一般会采用双层并且夹层中还有保温层的钢板来进行保温和采暖。
热工自动控制系统的主要内容
1. 热工自动控制系统能精准控制温度啊!就像妈妈能精准掌握你最爱吃的菜的火候一样,比如在炼钢的时候,它能确保温度恰到好处,钢材质量杠杠的!
2. 它还可以稳定压力呢!这就像人要保持情绪稳定一样重要,在化工厂里,它让压力始终处在安全范围内,避免出大问题呀!
3. 流量控制也是热工自动控制系统的拿手好戏哟!就如同水龙头调节水流一样,在管道运输中,它能精确控制物料的流量。
比如说石油输送,那可全靠它来把关呢!
4. 它对液位的控制那也是超厉害的呀!好比给杯子倒水要控制好水位,在蓄水池中,热工自动控制系统能确保液位高度正合适。
你能想象没有它会怎样吗?
5. 热工自动控制系统还能实现自动化调节呢!就像你设定好闹钟,它就会自动响一样方便,工厂里不用人工时刻盯着就能自动运作啦,多厉害呀!
6. 它的监控功能也不容忽视啊!这就如同有一双眼睛时刻盯着,一有异常就能马上发现,比如在电站里,它时刻保障着各项参数正常呢!
7. 故障诊断也是热工自动控制系统的强项咧!就好像医生能快速找出病因,它能迅速发现系统的毛病,及时进行处理。
这可太重要了吧!
8. 而且它的适应性很强哦!不管环境多复杂,它都能应对自如,就像一个全能战士,在各种场合都能发挥作用,比如在高温高湿的环境下也能正常工作呢!
9. 热工自动控制系统真的好牛啊!在工业生产中简直就是不可或缺的存在,有了它,我们的生产才能又稳又高效!
我的观点结论:热工自动控制系统具有极其重要的作用,在各个领域都能大显身手,我们真的应该重视并好好利用它!。
热工自动控制对火电机组节能降耗的影响分析作者:李太保来源:《城市建设理论研究》2013年第02期摘要:在我国电力行业体制的改革的情况下,企业要适应国家运营现状。
目前各电厂加大重视并开展节能降耗的工作,其中针对火电机组应当适应电网自动发电控制的要求及耗煤的影响进行了分析。
节能降耗工作的实行对降低生产成本对企业经济效益有着至关重要的作用。
同时响应国家政策做到节能减排,希望通过对火电机组进行优化并且做到控制准确的测量参数做大最大限度的节能降耗。
本文对DEH的阀门控制方法、主蒸汽压力控制、主蒸汽温度控制、热控自动系统对各项的节能降耗的作用进行简要的阐述。
关键字:热工自动系统节能降耗火电机组影响 DEH 发电企业中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:一、现阶段制约我国发电企业的主要问题及解决方案现阶段发电企业的能源消耗问题已经成为制约我国发电企业发展的主要问题,因此我国各发电厂重视并开展节能降耗的工作。
其中燃煤的火力发电厂的发电企业是节能的重点,然而影响供电煤耗的因素有很多包括厂用电率、生产效率、机组负荷量率、蒸汽的各种影响。
对于燃料来说,比如煤的种类的变化有好品质或是此品质的煤。
和机组发电负荷率的高低从而对节约能源的影响的重要性。
我们应当对热控自动控制系统进行合理控制并加以调整,对各项参数进行合理的设定保证各个系统之间互相协调对给煤量做到尽量精准的计量。
从而提高热工自动控制系统在火力发电厂的节能降耗和减排的作用,并从细节上尽量减少资源浪费。
二、分析热工自动控制对火电机组节能降耗的影响1、热工自动控制系统对锅炉运行的影响锅炉运行耗能分析:(1)、锅炉的排烟热损失是锅炉效率的各项热损失中损失最多的一项。
其中排烟温度和排烟氧量、化学物质不完全燃尽对能源损失的大小都起着决定性的因素。
相关数据来说排烟温度每变化10℃则影响煤耗1.6-1.7g/kWh,锅炉的排烟氧量则每变化1%分别影响煤耗0.88g- 0.93/kWh。
热工过程自动控制1. 什么是热工过程自动控制热工过程自动控制是指利用自动控制系统来监测和调整热工过程中的参数,以达到预定的目标。
这些参数可能包括温度、压力、流量等。
通过自动控制,可以提高热工过程的效率、稳定性和安全性。
2. 热工过程自动控制的原理是什么热工过程自动控制的原理基于控制系统的闭环反馈原理。
首先,通过传感器获取热工过程中的参数信息,如温度传感器可以测量温度值。
然后,将这些参数信息与预定的目标值进行比较,得到误差。
接下来,根据误差,控制器会采取相应的控制策略,如调整阀门开度或启动/停止加热器等,来实现热工过程的控制。
最后,通过执行器将控制信号转换为实际的操作,如控制阀门的开闭或调节加热器的功率。
3. 热工过程自动控制的优势是什么热工过程自动控制具有以下优势:- 提高效率:通过自动控制热工过程中的参数,可以优化操作条件,提高能源利用效率。
例如,根据实时需求调整加热器功率,避免能源的浪费。
- 提高稳定性:自动控制系统能够实时监测和调整热工过程中的参数,使其保持在预定的范围内。
这有助于防止过程变量的偏离和不稳定,提高过程的稳定性。
- 提高安全性:自动控制系统可以及时响应异常情况,并采取相应的措施来保护设备和人员的安全。
例如,在温度超过设定范围时,自动控制系统可以自动关闭加热器或启动冷却装置。
- 提高生产质量:通过自动控制热工过程,可以减少人为操作的误差,提高产品的一致性和质量。
4. 热工过程自动控制中常用的控制策略有哪些在热工过程自动控制中,常用的控制策略包括:- 比例控制:根据误差的大小,按比例调整控制信号。
这种控制策略适用于线性响应的系统,但可能会导致超调和稳定性问题。
- 积分控制:根据误差的累积值,进行控制信号的调整。
积分控制可以消除稳态误差,但可能导致系统的迟滞和震荡。
- 微分控制:根据误差的变化率,调整控制信号。
微分控制可以提高系统的响应速度,但对测量噪声敏感,可能引入噪声放大问题。
自动化控制系统在多热源联网供热系统运行中的重要意义摘要随着经济全球化发展城市建设逐渐增强,人们对生活环境及质量提出更高要求。
因此供热系统朝着多热源、大型化方向发展成为必然趋势。
在这种形势下,供热中采用了多热源的供热联网系统,并在该系统的运行中使用了自动化控制系统。
本文就是从联网供热运行采用自动化控制现状入手,探析其重要的意义。
关键词重要意义;自动化控制;多热源联网供热0引言对于城市供热领域中,越来越多采用了多热源联网共同供热方式,这种供热系统存在较多优势,例如有效提升了系统运行可靠性及节能等。
但是从实际使用来看,因为涉及范围广泛,热源数目比较多,故此对供热系统的控制一直以来都是一大难题。
因此,将自动化控制系统使用在多热源联网供热系统中,实现了运行中的控制目标,对系统运行具有重要的意义。
1运用多热源联网供热系统的意义在很多城市中采用了集中供热方式,这种方式虽然能够为人们提供供暖,但是存在许多不足之处。
因此在城市中采用了多热源联网供热,有效改善了集中供热存在的不足,具有重要意义,具体体现在如下几个方面:1)增加了供热规模,实现了多热源系统;一直以来,因为计算机条件与方法的限制,供热系统的发展受到各个方面制约,到时规模和热源不能够大力发展,比如供热系统不能够总体规划。
但是采用了多热源联网之后有效解决了这些问题,就能够统一规划,某一处供热出问题就可以采用其他热源来弥补。
2)降低了系统的能耗;过去的供热设计系统都是依照最大的负荷设计,并没有依照实际工况设计,因此要适应变化的负荷,就必须要让阀门消耗掉多余能量,影响到系统的经济性。
但是采用了联网供热,如果某一处能量较多,可以为其他能量相比较弱处提供,实现总体供热平衡,有效降低了热能的损耗。
3)增强了系统供热质量;采用了多热源联网供热系统之后,解决了过去水力失调问题,就是末端用户都能够实现冷热均匀。
系统提供的水力比较稳定,极易调节,降低了各个末端的水力耦合等优势,有效的提升了供热系统的经济效益与社会效益。
浅谈火电厂自动控制系统的重要性摘要:随着社会的进步,火电厂自动控制系统取得了显著的成效,但是仍然存在一些挑战,这些挑战严重制约了火电厂自动控制系统的发展,并且影响了火电厂的经济效益。
因此,为了使火电厂自动控制系统能够更好地应用,我们必须坚持实施具体的实践方针,对自动控制系统进行全面的评估和测评,以确保火电厂自动控制系统的可靠性和可操作性。
为了充分利用自动控制系统的潜力,我们需要及时制定有效的应对措施,并在实际操作中不断改进和完善。
关键词:火电厂;热工自动化控制;应用随着技术的进步,火电厂的自动控制系统已经成为火电厂发展的关键因素。
它可以有效地避免浪费,同时也能够提升火电厂的经济效益。
通过采用先进的自动控制技术,火电厂可以实现更加高效、节能的运行,从而实现更加可持续的发展。
通过使用先进的自动控制技术,我们可以精确地调节送风量,从而有效地减少污染并提高发电效率。
1火电厂热控自动化保护装置检修与维护的意义火电厂的热控系统必须具备高效的自动化技术,这种技术在处理各种设备的故障时发挥着重要的作用。
通过使用这种技术,我们能够快速识别和处理各种设备的异常情况,可以大大提高系统的效率,减少设备的破坏,减少对操作人员的影响。
当主要设施和附属设施没有受到影响时,热控自动化保护设施会处于预先准备的状态;但是,一旦该设施启用,就表示其可能受到了损害,因此,该设施会被激活,从而使其正常启动。
当热控自动化保护设备受到外界因素的干扰,它们就可能无法有效检测并解决主要设备及其他附加设备的异常情况,这可能对整个系统造成严重的破坏。
此外,由于各个设备的协调配合,任何一个设备的缺陷都可能引起全局性的后果,甚至可能造成巨大的财务损失。
为了保证火电厂的运行安全和高效,我们应该积极采取措施来预防和减少热控自动化保护设备的损坏。
因此,我们应该对其进行经常性的检查和维护,以保证它们的安全。
此外,我们还应该努力改善它们的功能,并严格执行故障排除和恢复措施,以保证它们的可靠和稳定。
热工自动控制系统在节能减排中的作用吴科,朱能飞中国华电集团公司-国电南京自动化股份有限公司,江苏南京,210003摘要:分析了目前我国火电厂在节能减排方面面临的严峻形势和责任,列举了电厂节能减排的各种措施,着重介绍了热工自动控制系统在电厂节能减排中的作用,展望数字化电厂框架下信息决策层与实时控制层相结合的管控一体化模式下的电厂节能减排潜力。
关键词:数字化电厂,热工控制,自动控制,节能减排1引言随着我国经济社会的发展,资源匮乏、环境污染等问题日益突出,经济发展与资源环境的矛盾日益尖锐,依靠大量消耗资源支撑的粗放型经济增长模式使得资源约束矛盾更加突出,环境形势十分严峻,严重影响可持续发展。
转变增长方式,做好节能减排,是实现经济社会全面、和谐、可持续发展的迫切要求[1]。
电力行业是能源消耗和污染物排放的主要来源,目前我国约有75%的电量是由燃煤电厂提供的,电煤的消耗约占到全国煤炭消耗总量的50%。
电力生产需要持续发展必须解决两个问题,一是尽量节约能源,用有限的能源生产出尽可能多的电能;二是减少电力生产队环境的污染,做到三废处理资源化。
节能减排是可持续发展的主题,更是电力行业的责任。
目前我国火电行业煤耗和厂用电率水平与发达国家相比仍有很大的差距。
我国供电煤耗叫国外先进水平高60g/kWh左右,只相当于美国、英国20世纪70年代水平。
我国火电机组厂用电率比发达国家要高2~3%。
节能方面有巨大的潜力可以挖掘。
供电煤耗受多种因素的影响,比如:机组负荷率、厂用电率、锅炉效率、主汽压力、主汽温度、再热器温度、真空度、给水温度、机组补水率、再热减温水量等,这些参数的变化对供电煤耗的影响效果大小各异,其中煤种的变化和机组发电负荷率的高低对供电煤耗产生的影响是最重要的[2]。
所以,应采取合理的控制措施加以控制调整。
但是,热控自动控制系统在节能减排中的重要作用却一直未得以重视。
虽然,自动控制系统投入率已经纳入各种机组考核指标,可在各种参数的合理设定、各系统之间的相互协调、给煤量的精确计量等方面做得还很不够。
2传统热工自动控制系统下的电厂节能减排目前大部分电厂都已经采用了分散控制系统(Distributed Control System,DCS)对电力生产过程进行控制,为各种自动化控制系统的投运提供了平台和基础,在这个平台上已经实施了许多自动控制回路,电厂的自动投入率是比较高的,然而控制系统品质则参差不齐。
目前的热工自动控制系统一般是考虑某个被控参数本身(例如温度、压力和功率等)的控制,根据热力学定律,这些重要参数如果被控制在一个合理的范围内,可以起到节能减排的作用。
2.1锅炉与汽轮机能耗分析对于锅炉而言,排烟热损失是影响锅炉效率的最大一项,排烟温度和烟气含氧量是其重要指标。
化学不完全燃烧热损失也是影响锅炉效率的重要因素,其主要影响因素为燃料性质和氧量。
影响锅炉效率的因素还有机械不完全燃烧热损失,主要表现为飞灰含碳量。
对于汽轮机而言,影响热力系统效率的主要因素为主蒸汽与再热蒸汽的压力和温度,另外还有汽轮机调门的不同运行方式带来的节流损失、回热系统效率以及冷端损失等。
2.2热工自动控制系统在机组节能减排中的应用(1)送风控制送风量将直接影响风煤比,引起炉内过量空气系数的变化,影响燃烧效率。
送风量存在一个最佳值,保证排烟热损失与机械不完全燃烧损失之和为最小。
因此,在氧量自动控制系统中可以优化负荷与氧量的设定曲线,提高锅炉效率。
(2)磨煤机温度控制为保证磨煤机运行安全,磨煤机出口温度必须有所限制,因此需要掺混一定比例的冷风,这样就减少了流经空预器的风量,引起排烟温度上升,因此,可以在保证安全性的前提下,尽量提高磨煤机出口温度,在控制系统品质提高的情况下,可以提高出口温度设定值,提高锅炉效率。
(3)DEH阀门控制方式汽轮机运行时可以采用单阀和顺序阀运行两种方式,采用顺序阀运行可以减少节流损失,具有优良调节品质的顺序阀控制方案可以降低5~8g/kWh煤耗。
(4)主蒸汽压力控制在机组滑压运行时,根据当前负荷以及燃用煤种的不同,需要对协调控制系统策略和参数进行调整,确定的合理滑压参数运行区域的阀门开度和方式,优化主汽压力与高压调节汽门开度,可以提高机组运行经济性。
(5)主蒸汽温度控制主蒸汽温度提高,可以明显提升机组经济性,但是会造成爆管等后果,影响机组安全性,因此,需要根据当前负荷以及燃烧状况优化主汽温控制系统方案以及参数,维持汽温稳定,并适当提高设定值,在安全允许条件下,在较高的温度水平上运行,提交机组效率。
(6)再热蒸汽温度控制再热器如果采用喷水减温,将严重影响机组经济性,优化的汽温控制系统从整个汽水流程考虑控制系统设计,不仅能维持汽温稳定,而且能减少减温水量,提高机组经济性。
(7)回热系统端差控制回热系统运行状况对机组整体热经济性有很大影响。
品质良好的回热系统水位调节系统,设置合理的水位定值,可以减小加热器端差,起到节能作用。
3数字化电厂模式下的节能减排3.1数字化电厂的概念数字化电厂是采用数字方式对物理电厂每个生产环节、管理环节的客观描述。
通过一定的规律进行数据收集、存储、提取,用于发电厂前期、设计、基建、运营、维护的全过程。
用数字表达企业的状态,用数字手段进行企业动态管理。
数字化电厂具体包含两个层次:面向控制过程的实时控制层和面向管理的信息决策层。
其关键技术包含发电厂管理信息技术、发电厂厂级实时监控技术、发电厂生产过程分散控制技术和生产设备的在线仿真、继电保护及控制技术等。
在传统的电厂控制系统模式中,主厂房区域热力生产过程通常采用DCS作为主要的控制系统,其他辅助系统则采用以PLC为核心控制系统。
近几年现场总线技术(FCS)被大量的采用,DCS+PLC+FCS三种自动化系统混合搭配,或者DCS+FCS搭配方式,成为当今控制系统技术发展的趋势。
发电厂I&C岛(仪表与控制)打包集成是国际工程项目中最为重要的组成部分,把发电厂自动化所有自动化子系统无缝集成在一起,电厂I&C岛智能化是现代电厂自动化发展趋势,也是智能电厂的重要的技术基础。
在数字化电厂的框架下,所有系统和资源将处于统一平台的管控下,没有信息孤岛,并且区分了实时控制层和信息决策层,可以在更高的层面进行多目标多约束的全局优化,这些目标包括经济性指标、稳定性指标等,约束包括环境约束、资源约束等,在信息决策层所做的优化决策形成各种指令下发到实时控制层最终执行,从而实现全厂范围内的全局最优。
图1所示为数字化电厂层次结构。
3.2数字化电厂框架下的节能减排节能减排可以作为数字化电厂的优化目标,在此框架下,可以实施的措施有:(1)多种设备的无缝接入(如变频、除尘等)各类变频器、电除尘器等在电厂中被广泛应用,以前由于控制平台不统一,通常采用独立的控制系统,给管理和维护带来很多不便。
在数字化电厂框架下,所有系统都可以非常方便地接入,并进行统一的管控。
(2)各种性能计算在数字化电厂框架下,由于所有系统采用统一平台,数据在各系统间完全共享,可以实时计算各系统性能,为节能减排优化决策提供依据。
(3)故障诊断与设备生命周期管理由于设备故障导致的电厂非正常停运是电厂运行中出现的严重问题,不仅带来经济损失,且会对环境造成更多的危害。
先进的故障诊断和设备生命周期管理系统能够对设备的整个生命周期进行诊断、预测和管理,在设备发生故障前报警或进行预置操作,减少非停风险。
图1数字化电厂层次结构图(4)全厂负荷优化分配和协调控制对于有多台机组的电厂,根据当前各台机组实际情况,合理分配负荷,可以达到节能减排的目的。
采用先进控制策略实施优化的协调控制,可以很好地解决稳定性和经济性的平衡问题,提高效率和减少排放。
(5)燃烧优化对整个锅炉的风烟和汽水系统进行全局考虑,匹配风-煤和燃-水比例,实施燃烧优化控制系统,可以从源头实施节能减排。
(6)冷端优化系统整体经济性不仅受到初参数的影响,终参数也十分关键,因此采用冷端优化系统,综合考虑冷却塔、凝汽器、循环水泵和凝结水泵的调度,也可以达到节能减排的效果。
在数字化电厂框架下,在信息决策层进行的各种优化,最终要形成控制指令下发到实施控制层的基础控制回路执行,因此,提高热工控制系统基础回路的控制品质,是实施高级优化算法,实现电厂节能减排的基础。
4结语随着节能减排低碳生活观念逐渐深入人心,作为能源消耗和污染排放大户的电厂,应该在这方面做出更大的努力。
电厂机组节能减排、降低非停不仅是机炉电专业考虑的为题,与热工控制专业的测量、控制与连锁保护密不可分,虽然以往热控领域很少从节能减排的角度来考虑热工控制系统设计,但是从优化热工控制系统品质的角度实现电厂节能减排,有非常大得潜力可以挖掘。
数字化电厂框架下,可以从全局角度进行多目标多约束的优化,将节能减排作为目标对全厂进行优化,可以统筹兼顾实施各类优化控制策略和系统,这将提升电厂热工自动控制水平,更好地为节能减排服务。
参考文献[1]王汝武.电厂节能减排技术[M],北京:化学工业出版社,2008.[2]司铁明,姜仲明等.热工自动控制系统在火电机组节能降耗中的应用[J],黑龙江电力,2010,32(6):461-463.[3]焦庆丰.我国火电厂能耗现状及节能分析[J].湖南电力,2008,28(01):20-23.[4]李麟章.火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J].江苏电机工程,2010,29(01):65-69.[5]杨育红,刘金魁.大型火电厂热工自动化水平的探讨[J].华东电力,2007,35(11):93-96.作者简介:吴科(1981-),男,江苏常熟人,博士,主要从事复杂热工过程优化控制方面的研究,wu1394@.。