东方测控

行业企业市场标准科技新品会议展会政策原创

未来十年火电厂自动化五大发展目标

行业聚焦点中国仪表网2012年04月10日 15:02人气:12601

  导读:文章回顾“改革开放”三十多年火电厂自动化快速发展的历史,论证了当前火电厂自动化必须继续快速发展的必要性,并提出了21世纪第二个十年火电厂自动化五大发展目标。作者认为,自动化人适时提出规划目标,以及具有鼓动性的口号是当好领导参谋,并在其全面领导下推动火电厂。
  
  一、火电厂自动化发展回顾
  
  1978年党中央提出“改革、开发”政策30多年来,每十年火电厂自动化有一个明显飞跃,并完成相应的一个历史任务。
  
  20世纪八十年代是火电厂自动化打开大门的十年。以引进平圩、石横技术为标志,在痛苦的思想斗争中艰难前进。
  
  20世纪九十年代是发展DCS为标志的十年。DCS从试点、推广到成熟,以平圩、石横为代表的世界先进技术逐步得到消化,思想逐步开放。随之,我国火电厂自动化技术水平也逐步达到和接近世界先进水平。
  
  21世纪第一个十年是以发展SIS为中心实现全厂网络化的十年。1997年电力规划设计总院发布《2000年火电厂自动化》,提出了发展SIS和MIS,以及辅助车间集中控制的全厂管控网络化以及监控物理分散等目标,经过十年努力我国火电厂自动化和信息化技术有所创新,并进入了世界先进行列。
  
  目前我们已经进入21世纪第二个十年,我们的目标是什么?火电厂自动化发展向何处去?我们必须讨论和清晰的回答这个问题,否则裹足不前和慢慢来的倾向必然会在决策层中蔓延。
  
  二、火电厂自动化必须继续快速发展
  
  当今世界处于一个低碳、环保的时代,火电厂节能降耗、低NOx排放以及燃煤掺烧降低成本等等已经成为火电厂生存的命门,如何更快的发展自动化和信息化,适应这些新的更高的要求,已成为比历史上任何时候更加紧迫的客观需要。
  
  其次,虽然我国火电厂自动化取得了长足的进步,但是在许多方面不尽人意,某些方面与先进国家技术相比尚有差距,许多方面仍然满足不了当今时代对火电厂自动化的要求,例如:
  
  1)火电机组运行优化控制技术基本上是空白。据某厂600MW机组实际运行数据评估显示,仅运行优化的节能潜力就高达2-4%,即6-12g/kwh。
  
  2)控制系统的优化尚有较大差距。与日本和德国相比,我国实现机组自启停控制(AUS,Automaticunitstart-upandshut-downsystem)寥寥无几,一个电厂能否真正实现AUS(包括FCB和RB),这是衡量各大控制系统是否达到优化的标志,这必定会影响机组的安全经济运行。
  
  3)监测系统存在空白点,这也会危及电厂安全稳定运行。例如,由于没有炉膛出口烟温的检测手段,导致炉膛出口严重结焦掉焦而砸爆炉底,甚至造成重大人员伤亡事故等。
  
  综所上述,火电厂自动化必须继续快速发展,必须对未来,特别是21世纪第二个十年火电厂自动化发展趋势、目标及任务展开广泛研究,制定21世纪第二个十年我国火电厂发展目标。
  
  三、21世纪第二个十年火电厂自动化发展目标探讨
  
  总结历史,研究趋势,作者认为21世纪第二个十年火电厂自动化应向下列五大目标前进:
  
  1)以发展AUS为纲,完善和优化自动化系统
  
  火电机组AUS的应用是传统自动化系统的最高水平,在这方面日本和德国火电厂处于世界领先水平。AUS(包括FCB、RB)的成功实现标志着整个自动化系统的完善化(优化)程度。因此,今后十年我们应抓住AUS功能成功应用这个纲,推动整个自动化系统的优化和完善,赶超世界领先水平。
  
  2)大力提高电厂智能化程度,建设智能化电厂
  
  智能化(Smart)是当今世界技术发展趋势,智能电网、智能家电……等风起云涌,智能化是现代最富活力的生产力,具有非常强的号召力。
  
  所谓智能化电厂(Smartpowerplant)是建立在先进的传感器和执行机构技术(包括现场总线和无线通信的测控设备)、现代信息处理和通信技术,以及先进的控制方法和分析决策技术的应用基础上,是电厂信息化过程中进入较广泛地应用模糊逻辑、神经网络、专家系统、人工智能、遗传算法、自组织控制以及数据挖掘等“智慧化(Smart)”控制和分析决策技术对信息进行处理和加工,使最大限度达到安全、高效和环境友好的最优化状态的电厂。为此建议:
  
  a)从战略高度出发,继续推广应用现场总线技术,广泛应用现场总线智能化测控设备,提高过程信息采集的安全性和现代化管理水平。
  
  应探索无线通讯技术在电厂中的应用,例如,利用无线通讯技术作后备,提高水泵房监控安全性,防止全厂停电事故等。
  
  b)发展智能化安全监控,彻底改变单一参数显示和简单报警的落后传统技术,尽可能使信息经人工智能、逻辑推理以及数据挖掘等技术,将众多相关数据进行加工,明确向运行人员指出机组运行中的问题及潜在危险,提出处理意见,甚至最终达到发出处理事故的控制指令。
  
  c)发展燃烧优化、热力系统优化等智能化控制和管理技术,尽快使这些技术达到工程化应用。
  
  四、建立厂级控制系统,重构全厂自动化和信息网络结构,建立与电厂智能化相适应的平台。
  
  厂级控制系统(PlantSupervisoryControlSystemPSCS)是作者年初提出的概念(文献1),它不同于SIS概念,PSCS是为值长和单元机组运行人员在线服务的实时性要求很高的DCS上一级控制系统(或上一级DCS),实现厂级的监视和控制(例如机组负荷优化调度),以及机组级的需要复杂运算和处理的上位智能监视和控制的任务。
  
  PSCS与SIS的相同点是两者都是为火电厂实时生产过程服务的系统,而差异主要是:
  
  1)应用功能PSCS属于控制系统范畴,而SIS属于控制信息系统范畴。
  
  2)服务对象PSCS是值长和运行人员,而SIS是从事运行管理的领导、专工,同时也为值长和运行人员服务。
  
  3)实时性PSCS实时性要求高,基本上与DCS相当,而SIS主要用于后台非连续监控分析研究,实时性要求介于MIS和DCS之间,当SIS的厂级优化调度功能移至PSCS后,其实时性可与MIS相当。
  
  4)可靠性PSCS与单元DCS一样属于I级安全区,而SIS属于MIS和DCS间的II级安全区。
  
  火电厂建立PSCS后,全厂网络结构将需要重构(图1),全厂部分功能将需要重新进行优化分配,以保证电厂发展智能化有一个优化结构的硬件平台。
  

  五、提高忧患意识,完善相关安全技术
  
  日本核电厂严重核泄漏事故,我国现代化高铁的相撞事故,石化企业的爆炸、漏油事故,严重的矿难事件以及电厂掉焦大量人员伤亡事故,向我们敲起了警钟,要居安思危,认真寻找潜在的事故隐患:
  
  DCS故障的后备措施以及目前的应对办法安全吗?
  
  重要公用系统(例如循环水泵房)控制设计是否有导致全厂停机的隐患?
  
  安全监控仪表不完善,例如,炉膛出口烟温不监控会否再次发生重大的掉焦,炉底爆裂甚至人员伤亡事故。
  
  汽包水位测量系统良莠不齐,隐患不穷,甚至不以为然,是否需要尽快出台具有一定范围强制性的汽包水位测量技术标准。
  
  电力行业如何对待世界范围内正在迅速发展的安全仪表系统。
  
  计算机网络已经渗透到控制系统的每个角落,火电厂网络安全方面我们投入了足够力量有组织的去研究了吗?
  
  凡此种种,不一一罗列。
  
  目前,阻碍火电厂安全技术发展的原因除了缺乏一定的忧患意识外,事故的遮遮掩掩和相互间保密也是一个重要原因,这也需要制定相应的规定去解决这个问题。
  
  六、推动特殊关键测量设备的工程化
  
  随着火电厂对自动化系统要求的提高,传统的一些基本测量设备已不能满足要求,开发商日益关注那些特殊测量原理的关键测量设备,例如:
  
  煤质分析(或辨识)
  
  煤粉细度分析
  
  风粉混合物浓度
  
  飞灰可燃物浓度
  
  炉膛烟气声波测温
  
  这些测量设备对于进一步优化燃烧和提高运行安全性起着十分重要作用。但是,这些测量设备在电厂中用量很少,而开发的技术难度大,投入多,因此长期来均处于科研阶段,随着人们对其紧迫性认识的提高,以及科技的进步,已有不少产品开始推向市场,我们要谨慎的、有选择的将那些经实践证实成功的产品推广到工程中应用,相信21世纪第二个十年也应当是一些特种关键测量设备进入工程化应用的十年。
  
  七、结束语
  
  历史经验证明,火电厂自动化的发展必须得到领导的支持,而作为自动化人必须适时提出指导火电厂自动化向前发展的目标,以及鼓动性的口号,做好领导的参谋。如当年提出“2000年火电厂自动化"用于指导了21世纪第一个十年火电厂自动化发展那样,当前,电力行业机构以及各大电力集团应不失时机制定21世纪第二个十年电力行业的和电力集团的火电厂自动化发展规划。
  
  作者此文值乃抛砖引玉,仅供参考。
(本文来源:东方自动化转载请注明出处
仪表网官方微信
@仪表网
已推荐
0

全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:ybzhan@QQ.com
  • 凡本网注明"来源:中国仪表网"的所有作品,版权均属于中国仪表网,转载请必须注明中国仪表网,http://www.ybzhan.cn/。违反者本网将追究相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
成丰仪表——中国第三代流量计领军品牌


返回首页