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专家谈国产控制系统现状及发展

行业聚焦点中国仪表网2012年12月20日 10:07人气:21690

  导读:DCS在我国火电行业中的应用虽然不是最早,却是规模最大、数量最多的,说火电是DCS的应用“大户”并不为过。我国火电行业控制系统在近些年中取得了很大的进步,国产化水平不断提升。侯子良、吕冬宝等一众专家对我国电力控制系统做了展望。

  侯子良:火电,国产控制系统已及世界先进水平
  
侯子良 

  有专家预计,“十二五”期间火电在新增装机中仍占主导地位,到2015年全国煤电装机将达到9.2亿千瓦,占总装机容量64%以上,2020年将达到10.3亿千瓦左右,占总装机容量57%~61%。所以,即便是在国家大力提倡新能源发电的今天,受既有能源结构的影响,火电依然是我国重要的发电来源。
  
  DCS在我国火电行业中的应用虽然不是最早,却是规模最大、数量最多的,说火电是DCS的应用“大户”并不为过。原电力规划设计总院教授级高工侯子良在发表的《21世纪第二个十年火电厂自动化》一文中,将20世纪90年代定义为火电行业发展DCS标志的十年。DCS应用在这个阶段实现了从试点、推广到成熟的过程,通过对世界先进DCS技术的引进与吸收,我国火电行业的DCS国产化工作取得了突破性的进展,同时,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。
  
  我国电厂自动化装备和技术已经达到国际先进水平
  
  更值得一提的是,不同于其它行业,我国火电行业控制系统在近些年中取得了很大的进步,国产化水平不断提升。侯子良表示:“毫不夸张的说,我国电厂自动化装备和技术总体上已经达到国际先进水平。”
  
  事实的确如此。
  
  首先,以超临界、超超临界机组为代表的控制技术已经达到国际先进水平。到目前为止,我国已投产1000MW超超临界机组46台,是世界上装设最多的国家。
  
  第二,我国自主研发和生产的DCS已经成功应用于600MW、1000MW超超临界机组,进入电力市场高端领域。从整体技术水平看,根据中国电力顾问集团公司对全国300MW及以上637台火电机组DCS调研,以北京国电智深控制技术公司和北京和利时自动化公司为代表的主流国产DCS,无论从故障率,还是设备损坏率方面看,均处于在华多家跨国公司DCS的中上游水平。
  
  第三,电厂信息化有了很快的发展,形成我国电厂独特而完整的MIS、SIS(SupervisoryInformationSystem)、DCS以及辅控网络,在这方面,取得了诸多创新。
  
  但是,我们也不能忽视,即便我国国产化控制系统近年来取得了较大发展,但仍与世界处于领先水平的少数品牌存在一些差距。
  
  从控制技术上看,反映火电机组总体水平的机组自启停系统(AUS,国外也称APS)技术,国内只有少数电厂达到,这方面与处于世界领先地位的日本和德国仍有不少差距,燃烧和热力系统优化控制等高级应用软件工程化也有不少差距。
  
  从自动化装备上看,现场总线和安全系统方面工程化应用刚刚起步,DCS的可靠性与处于世界领先水平的少数DCS厂家比也有一定差距。此外,优化控制系统必不可少的特殊基础测控设备(例如煤质在线分析,炉膛温度测量等)与国外比差距更大。
  
  侯子良认为,目前这种差距主要集中在技术密集型的前沿高端技术领域。如果想要缩短差距,就必须具备超前意识,转变思路,国家和行业机构要迅速制定具有先瞻性的目标和规划,集中组织和支持攻关、试点及工程推广应用,要加大对企业的支持力度,在市场上营造一个充分认可高技术价值的氛围和水平等。
  
  节能减排是火电厂赖以生存的关键
  
  目前国家正处在重新考虑能源发展战略的关键时期。围绕实现现代化,要求调整我国能源发展战略,优化能源结构,提高能源利用效率,进一步明确和贯彻节能优先的长期能源战略。
  
  电能是国民经济各生产部门的主要动力,电力生产消耗的能源在我国能源总消耗中占的比重很大,因此提高电能生产的经济性具有十分重要的意义。
  
  事实上,随着风能、太阳能等多种绿色能源的迅速发展,火电虽是依然处在“老大”的位置,但显然已不如从前那般“威风”。如何紧跟形势,实现火力发电的节能减排,早已不是火电锦上添花的作为,“节能减排已经成为火电厂赖以生存的关键,”侯子良说道。据某电厂600MW机组实际运行数据评估显示,仅运行优化的节能减排潜力就高达2%~4%,即6~12g/kWh。因此,火电的节能减排势在必行。“这也使得发展优化控制系统成为当前的一项迫切任务。”
  
  下一个十年的发展方向
  
  21世纪第一个十年是以发展SIS为中心实现全场网络化的十年,那么,接下来的第二个十年,我国火电厂又将朝向什么目标发展呢?侯子良给出了自己的答案:“以发展AUS(APS)为纲,完善和优化自动化系统;大力提高电厂智能化程度,建设智能化电厂;提高忧患意识,完善和发展相关安全技术。”他还补充,技术服务将逐步发展成为一个主要产业。自动化技术发展将促使社会分工的精细化,会有一批知识密集型公司渗透到优化控制、智能监控等高端软件和工程技术服务领域中,逐步形成一个产业群,DCS厂家包揽硬件、软件和工程技术服务的时代将成过去。一些复杂的高技术监控仪表的调整、维修、更新等将社会化,用户将委托供应商专家服务。
  
  综上所述,我们看到,无论是我国电力体制改革的深入使得电厂走向市场的严峻趋势,还是各种新能源发电为传统火电厂带来的“冲击”,使得火电厂的低成本运营和精细化管理的要求越来越迫切,常规自动化控制系统已经不能满足日益增长的管理和技术要求。控制系统供应商的任务不再仅仅是打造一个技术先进或造价低廉的电厂,而应当是成就一个面向市场、具有竞争力的电厂。
  
  吕冬宝:核电,控制系统为安全运行提供多层次纵深防御
  
  研究员级高级工程师,毕业于西安交通大学反应堆控制专业,现任中国核电工程有限公司副总工程师,主要研究方向为仪表控制。长期从事核电厂仪表和控制系统的设计研究,熟悉数字化安全系统及一般通用控制系统。
  
  自2011年3月11日日本福岛核电站发生重大泄漏事故之后,核安全问题便成为世界关注的焦点,许多国家甚至出现了“谈核色变”的现象。也因为此,随着国务院核电“国四条”的出台,我国一度发展势如破竹的核电项目暂停了审批,开始全面安全检查,加强核电运行和建设管理。
  
  在这一年多的时间里,关于核电在中国未来前景的讨论从未间断过,但有专家分析,调整放缓应该是暂时的,我国发展核电基本方针没有改变。核电在我国能源结构调整、应对气候变化、保障能源安全方面具有不可替代的作用,是我国新能源战略不可或缺的、重要的组成部分。因此,对我国核电“十二五”后几年以及中长期的发展前景应该是乐观的。
  
  事实也证明确实如此。
  
  随着《国家民用核设施综合安全检查报告》和《国家核安全与放射性污染防治中长期规划》两份文件向社会公开征求意见,中国核电工程有限公司副总工程师吕冬宝认为,恢复核电新项目审批已不存在原则性障碍。
  
  核电技术不断提升
  
  中国自1985年开工建设第一座核电站──秦山一期核电站至今,核电事业已经历了近30年的发展,这其中,从一代到二代,再到第三代,核电技术在不断升级中。与此同时,发展中的核电技术也对控制系统提出了越来越高的要求。
(本文来源:《自动化博览》转载请注明出处
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