【摘 要】：本文綜述了50年來火電廠自動化發(fā)展的進程，概括了各時期的國情與為實現(xiàn)自動化所作的努力，狀和人們關(guān)心的問題SIS及現(xiàn)場總線作了闡述，并對一些主要名詞提出明確。 關(guān)鍵詞：火電廠自動化 發(fā)展 建議 自1953年我國開始第一個五年計劃建設(shè)至今已有50余年，目前，“十一”五計劃正在執(zhí)行中。五十年來，我國火電技術(shù)的發(fā)展和進步非常快。以火電廠主機組來說，20世紀(jì)50年代初，從我國制造出第一臺中溫中壓（4MPa、450℃）的6MW汽輪發(fā)電機組開始，在原蘇聯(lián)技術(shù)的支持下，不斷創(chuàng)新生產(chǎn)出高溫高壓（10～14MPa、550℃）的50MW、100MW、200MW汽輪發(fā)電機組；80年代又在美國技術(shù)的支持下，生產(chǎn)出亞臨界（17MPa、550℃）的300MW、600MW汽輪發(fā)電機組；進入21世紀(jì)以來，在與國外廠商技術(shù)合作的前提下，生產(chǎn)出超臨界（24MPa、550～570℃）的600MW汽輪發(fā)電機組。同時還成套進口了900～1000MW的汽輪發(fā)電機組的電廠。隨著主機組技術(shù)的發(fā)展，帶動了配套專業(yè)技術(shù)的前進，火電廠自動化技術(shù)是最為明顯的技術(shù)之一。本文重點簡述50年來火電廠自動化技術(shù)的發(fā)展和提高。 1 從熱工自動化到“電廠自動化” 自動化對火力發(fā)電廠而言，是熱力生產(chǎn)過程與電力發(fā)電過程控制的總稱，某些國家稱為“儀表與控制”（Instrument& Control簡稱I&C）。 1953年，依據(jù)前蘇聯(lián)的經(jīng)驗，在電力設(shè)計院機務(wù)設(shè)計室內(nèi)設(shè)“儀表組”，主要負(fù)責(zé)火電廠熱力生產(chǎn)過程的檢測與控制設(shè)計。 20世紀(jì)60年代，隨著機組容量的增大和中間再熱機組的出現(xiàn)，其熱力系統(tǒng)普遍改為單元制，即一爐對一機的系統(tǒng)，熱力生產(chǎn)過程中驅(qū)動風(fēng)機、水泵等輔機的電動機已是熱力生產(chǎn)過程控制中不可分割的部分。熱工自動化系統(tǒng)設(shè)計包括電動機在內(nèi)的具有整體性的設(shè)計。 20世紀(jì)70年代，進口機組已將發(fā)電機變壓器組納入單元機組自動化系統(tǒng)設(shè)計中；80年代在學(xué)習(xí)美國依巴斯Co．設(shè)計中，華東、西北電力設(shè)計院也將電動機二次線并入熱工控制專業(yè)；90年代在我國應(yīng)用分散控制系統(tǒng)（DCS）成功之后，開始試點將電氣部分的檢測控制納入DCS中，因此原來僅限于熱力生產(chǎn)過程的熱工自動化逐步轉(zhuǎn)變到包括發(fā)電機變壓器組在內(nèi)的全發(fā)電過程的檢測與控制，改稱“電廠自動化”。其范圍除單元機組外，還包括輸煤、除灰除渣、補給水處理、循環(huán)水供水系統(tǒng)等輔助車間的自動化。 2 火電廠自動化技術(shù)的發(fā)展過程與現(xiàn)狀 2．1 電廠自動化水平 自動化水平（Automatic level）是指對一個電廠生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制所達到的程度。其中包括參數(shù)檢測與數(shù)據(jù)處理（DAS）、自動控制（MCS）、順序控制（SCS）、報警和聯(lián)鎖保護等系統(tǒng)，最終體現(xiàn)在機組效率、值班員的數(shù)量和所能完成的功能上。火電廠自動化水平是主輔機可控性；儀表及控制設(shè)備質(zhì)量；自動化系統(tǒng)設(shè)計的完善程度；施工安裝質(zhì)量；電廠運行維護水平及人員素質(zhì)的綜合體現(xiàn)。 電廠自動化系統(tǒng)是為機組運行服務(wù)的，主要目的是保證電廠的安全、經(jīng)濟運行、減少事故、提高設(shè)備（系統(tǒng)）效率、降低煤耗和廠用電率并減少人員的數(shù)量。 決定自動化水平的條件，首先應(yīng)研究機組在電網(wǎng)中的運行地位及對機組提出的運行要求，但這只是客觀需要，能否實現(xiàn)關(guān)鍵在于機爐本身適應(yīng)負(fù)荷變化的能力和它具有的可控性；其次就是儀表和控制設(shè)備的性能和質(zhì)量，能否達到預(yù)期的效果又取決于電廠設(shè)計方案的正確、電廠的運行、維護技術(shù)水平和管理制度。 自動化水平是隨著機組容量、參數(shù)的變化和當(dāng)時所能供應(yīng)的儀表和控制設(shè)備品種、質(zhì)量而變化的。80年代，根據(jù)當(dāng)時國情，我國火電廠自動化只能是“中檔水平”。 我國火電廠200MW及以上機組的自動化水平的發(fā)展，概括起來可分為3類： （1）以常規(guī)儀表組成監(jiān)視控制系統(tǒng)，但主輔機可控性差，自動保護投入率低，20世紀(jì)70年代前后設(shè)計建設(shè)的電站多屬此類。 （2）80年代中，后期建設(shè)的電站，除常規(guī)儀表外，采用計算機完成DAS功能和組件組裝儀表完成MCS功能，保護功能較為完善，但主輔機的可控性沒有明顯改進； （3）80年代成套進口的電站，采用計算機進行監(jiān)測，部分自動調(diào)節(jié)采用了以微機為基礎(chǔ)的DCS，大量的常規(guī)儀表和操作設(shè)備仍保留，但主輔機的可控性好，自動保護投入率高。 進入90年代，DCS在火電站試用中證明可靠性高，取得運行人員的信賴。因此，在新建機組中普遍采用DCS，并逐步減少常規(guī)儀表及硬手操設(shè)備，只保留個別極重要的按鈕和儀表。90年代末期，對前述（1）、（2）類水平的電站進行技術(shù)改造，大量運用DCS實現(xiàn)檢測與控制，主輔機可控性也有明顯提高，自動保護投入率可達到100％；電廠電氣部分（發(fā)電機～變壓器組）也在試用DCS的基礎(chǔ)上，納入全廠的DCS功能中（簡稱ECS）；部分火電廠的自動化水平已躋身到世界先進水平的行列。 進入21世紀(jì)后，在完善單元機組自動化的基礎(chǔ)上，逐步應(yīng)用廠級監(jiān)視信息系統(tǒng)（SIS），提高電廠的經(jīng)濟運行水平，以適應(yīng)“廠網(wǎng)分開、競價卜網(wǎng)”的要求，使電廠自動化水平得以進一步提高，為實現(xiàn)其綜合自動化打下廠基礎(chǔ)。 2．2 控制模式 20世紀(jì)50年代初，電廠的機組容量小，因此在鍋爐與汽輪機附近設(shè)置儀表盤或控制盤，稱為就地控制，以滿足鍋爐、汽輪機起停、正常運行的要求。熱力、電氣系統(tǒng)為母管制，發(fā)電機主變壓器等控制則在“主控制室”內(nèi)進行。 1958年，北京高井電站，安裝當(dāng)時單機容量最大的100MW汽輪機，熱力系統(tǒng)按單元制設(shè)計，考慮到爐、機、電已成為一個整體的特點，自動化系統(tǒng)設(shè)計中提出兩臺機組在一個控制室進行集中控制的方案，按機電值班員、鍋爐值班員方式配置控制盤，運行、檢修分場分別負(fù)責(zé)機組的運行與檢修。高井電站的實踐證明，集中控制方式有利于爐機電之間的聯(lián)系，便于機組起停、事故處理和正常負(fù)荷的調(diào)節(jié)。同時全國的單元制機組也采用了集中控制設(shè)計。1992年1月，能源部頒發(fā)了“關(guān)于新型電廠實行新管理辦法的若干意見”，重申兩臺單元機組在一個集控室實現(xiàn)爐機電集中控制，明確了管理體制并提出了新的定員標(biāo)準(zhǔn)和人員的素質(zhì)要求，同時給與相關(guān)的政策支持。 進入21世紀(jì)以來，國華浙江寧海電廠一期工程建設(shè)4X600MW機組，經(jīng)過充分的技術(shù)經(jīng)濟比較后，采用了“四機一控”（即4臺機組的控制盤布置在一個控制室）的模式，第一臺機組已于2005年12月投產(chǎn)發(fā)電“四機一控” 與“兩機一控”相比，運行人員的配備可減少20人以上，且便于值長的運行管理和統(tǒng)一指揮，同時日又利于公用系統(tǒng)如燃油、消防、暖通、電氣網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。這種模式值得同時建設(shè)相同型式容量的多臺機組借鑒，但要認(rèn)真解決建設(shè)期內(nèi)運行與安裝的矛盾；運行期內(nèi)，運行與檢修的矛盾等。 2．3 自動調(diào)節(jié)與控制對象 2．３．1 自動調(diào)節(jié)設(shè)備 在20世紀(jì)50年代初期，鍋爐、汽輪機容量都很小，系統(tǒng)簡單，只有少量的簡單直接作用式自動調(diào)節(jié)，如鍋爐汽包的水位調(diào)節(jié)。隨著機組容量的增大，參數(shù)的提高和采用煤粉燃燒后，對自動調(diào)節(jié)的要求也就提高了，自動調(diào)節(jié)項目增多，除汽包水位調(diào)節(jié)外，還有燃料、風(fēng)量、爐膛負(fù)壓、汽溫等。但實際投入自動的多為汽包水位和爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)，其他項目很難投入，自動投入率在40％～60％。 長期造成自動調(diào)節(jié)投入率低的原因有兩個：其一為自動調(diào)節(jié)設(shè)備落后，質(zhì)量差；其二是控制對象的可控性差。 50年代中，主要應(yīng)用的調(diào)節(jié)設(shè)備是從前蘇聯(lián)進口的機械式調(diào)節(jié)器IIKTH，后來改為電子式調(diào)節(jié)器BTH，儀表部門參考BTH研制采用統(tǒng)一信號制的DDZ-I（0～10mA）和DDZ-II、DDZ-III（4～20mA）型電動單元組合儀表，氣動單元組合儀表QDZ（0.2～1MPa氣壓信號）。DDZ型儀表雖比BTH有所進步，但仍只能執(zhí)行PID調(diào)節(jié)規(guī)律，很難適應(yīng)復(fù)雜調(diào)節(jié)對象的要求。 70年代末，儀表部門研制了組件組裝儀表TF-900（上海）和MZ-I0049I（西安）。組裝儀表的特點是功能組件化，選擇功能組件可以組成較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。但是由于電子元器件質(zhì)量不好，容易損壞，造成自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈，使許多自動凋節(jié)不能投入自動。1982年上海福克斯波羅有限公司生產(chǎn)的SPEC-200組裝儀表，由于元器件來自美國，且生產(chǎn)過程中有嚴(yán)格的質(zhì)量管理，經(jīng)過在陡河電廠200MW機組中試用證明，可以滿足大機組（300MW及以上）的控制要求。 80年代中期，以微機為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)（DCS）進入國內(nèi)電站，很快解決了長期存在的自動調(diào)節(jié)設(shè)備問題。由于DCS采用大規(guī)模集成電路，提高了可靠性；并且用軟件編程的方式，可以實現(xiàn)復(fù)雜對象的各種調(diào)節(jié)規(guī)律，還可與保護、連鎖條件互連，大大提高了控制系統(tǒng)的功能，經(jīng)試點后很快得以推廣，成為今天的主要控制設(shè)備。 2．3．2 控制對象 控制對象系指主機和輔機。它能在什么范圍內(nèi)承受和適應(yīng)各個主要參數(shù)的控制作用量及其控制的能力，一般稱為可控性，如鍋爐的過熱器受熱面的大小，回轉(zhuǎn)空 予 器的漏風(fēng)情況，給粉（煤）機、給水泵的調(diào)速特性，調(diào)節(jié)閥門、擋板的調(diào)節(jié)性能，擺動火嘴的靈活程度，輕重油槍、吹灰器的伸縮自如性和電磁閥開閉的可靠性等，都直接影響自動控制系統(tǒng)正常運行與事故處理。 過去國內(nèi)生產(chǎn)的主輔機，由于供不應(yīng)求，對產(chǎn)品質(zhì)量特別是可控性問題，幾乎無人過問，造成機組投產(chǎn)后，許多自動控制項目長期不能投用，影響大型火電機組熱工自動化中檔水平的實現(xiàn)，近年來在引進國外主機制造技術(shù)的幫助下，國內(nèi)生產(chǎn)的主輔機的可控性有了明顯的改進，為提高電廠自動化水平打下了好的基礎(chǔ)。 目前，主機已從亞臨界提高到超臨界參數(shù)，從汽包爐發(fā)展到直流爐；為適應(yīng)環(huán)保和燃用劣質(zhì)煤的要求，已生產(chǎn)出1000t／h循環(huán)流化床鍋爐，正在白馬電廠進行試用，這些是今后推廣應(yīng)用的主力機組。 2．4 汽輪機控制系統(tǒng) 汽輪機是高速（3000rpm）旋轉(zhuǎn)機械，必須有靈敏可靠的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保證帶負(fù)荷時在額定轉(zhuǎn)速下運行；并有可靠保安系統(tǒng)。20世紀(jì)50年代中小容量機組采用的是機械液壓調(diào)速系統(tǒng)，同時配有危急保安器，在轉(zhuǎn)速超過危險值時，自動停止汽輪機的運行。60年代 開始研發(fā)200MW汽輪機時，提出了電調(diào)控制系統(tǒng)，為確保汽輪機運行，此時的電調(diào)系統(tǒng)與機械液壓系統(tǒng)同時存在，限于當(dāng)時電氣元件質(zhì)量長期存在問題，因此實際運行中電調(diào)部分很少使用而是機械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制汽輪機的運行。70年代，在研制600MW機組時，同時研發(fā)采用高壓抗燃油、組件組裝儀表的模擬式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（AEH），80年代，從美國西屋電氣公司進口300、600MW汽輪機制造技術(shù)，而在汽輪機轉(zhuǎn)讓技術(shù)中沒有包括汽輪機的電調(diào)系統(tǒng)。1983年，上海發(fā)電設(shè)備成套研究所組建采用以計算機為核心的數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）國產(chǎn)化研發(fā)中心，專業(yè)研究、試制與生產(chǎn)300、600MW機組的數(shù)字電調(diào)DEH。第一臺引進技術(shù)的300MW機組在湖北漢川電廠試用時，同時使用了第一臺純電調(diào)系統(tǒng)，這是我國汽輪控制系統(tǒng)發(fā)展的一個大飛躍。在90年代多次試用、試驗，確認(rèn)國內(nèi)制造的純電調(diào)可靠之后，很快得到推廣。90年代末期，在老廠大機組技術(shù)改造中，普遍采用了純電調(diào)系統(tǒng)取代原來的電液并存系統(tǒng)，大大提高了汽輪機的調(diào)節(jié)特性。 2．5鍋爐爐膛燃燒監(jiān)視及安全保護 20世紀(jì)70年代從前蘇聯(lián)進口的大型鍋爐安裝有由鍋爐廠成套供應(yīng)的鍋爐爐膛火焰監(jiān)視器，當(dāng)發(fā)生滅火時，需要停止鍋爐運行。但實際運行中大多數(shù)火焰監(jiān)測器是不靈的，因此停爐保護從未用過，再加上當(dāng)時國內(nèi)電負(fù)荷緊張，即使發(fā)現(xiàn)鍋爐熄火還要采取搶救措施不致停爐停機，結(jié)果造成不少鍋爐因為爆燃而爆炸，使鍋爐爐膛損壞，甚至造成人員傷亡，經(jīng)濟損失嚴(yán)重。針對這一情況，水電部多次召開會議要求杜絕爐膛爆炸事故，從設(shè)計上提出爐膛防爆保護設(shè)計。80年代，在引進300、600MW機組技術(shù)的同時，由阿城繼電器廠引進美國CE公司的爐膛安全保護裝置；機械部引進美國Forney公司的爐膛安全保護系統(tǒng)（FSSS）。由于當(dāng)時的投資條件限制，400～670t／h鍋爐仍只裝設(shè)簡易爐膛安全保護裝置，只有在1000t／h及以上鍋爐才安裝功能完善且具有燃燒器管理功能的FSSS系統(tǒng)。近年來FSSS的邏輯處理功能多已納入DCS中，其火焰監(jiān)測裝置和油槍、點火設(shè)備仍由專業(yè)廠家供應(yīng)。 80年代中，為解決在集控室觀看鍋爐爐膛火焰而研制的工業(yè)電視，在石景山電廠670t／h鍋爐上試用，代替人工從看火孔中觀看火焰，判斷燃燒情況。其后鐵嶺光學(xué)儀器廠等單位也研發(fā)生產(chǎn)—了用于大型鍋爐的電視產(chǎn)品，已在大型鍋爐中廣泛應(yīng)用，作為監(jiān)視爐膛火焰的必要設(shè)備。 目前，煙臺龍源技術(shù)有限公司研發(fā)的“電站鍋爐圖像火焰檢測系統(tǒng)”突破了國內(nèi)外常規(guī)火檢的監(jiān)測機理，通過檢測每個燃燒器噴口的實時火焰，監(jiān)測鍋爐的燃燒狀況，利用開發(fā)的火焰圖像處理技術(shù)和建立的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確發(fā)出每個燃燒器噴口火焰的ON/OFF信號，送給FSSS，參與鍋爐安全保護。同時該公司研發(fā)生產(chǎn)的“等離子點火技術(shù)”，簡化了原來的點火系統(tǒng)，已在260余臺大型煤粉鍋爐成功應(yīng)用，為降低發(fā)電成本，節(jié)約燃油做出了貢獻。這兩項技術(shù)的應(yīng)用，提高了FSSS的可靠性。 2．6 計算機的應(yīng)用與綜合自動化 1964年開始研究計算機在火電廠的應(yīng)用，首先作為科研項目，在老廠機組上進行試驗。1965年，將高井3號機組（100MW）作為應(yīng)用計算機的工程試點。當(dāng)時采用的計算機為晶體管計算機，體積龐大，可靠性低，平均無故障工作時間MTBF為50h，其功能為集DAS和MCS于一機的集中式監(jiān)控系統(tǒng)，SCS則采用干簧繼電器組成，與當(dāng)時美國等開展的工作基本同步，因這種方案很難滿足機組安全運行的要求，故配備了全套常規(guī)儀表和調(diào)節(jié)設(shè)備，滿足機組按期投運要求。 70年代，國外在總結(jié)集中式監(jiān)控計算機系統(tǒng)失敗經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出了分散控制系統(tǒng)（DCS）構(gòu)想。80年代，望亭電廠#14機組（300MW）作為DCS的工程試點，要求DCS的DAS功能隨機組一同投用，并要求主輔機廠解決可控性問題，為MCS順利投用創(chuàng)造條件，提高自動化的投入率。經(jīng)過各方面的共同努力，DCS在火電機組上應(yīng)用試點成功，達到了預(yù)期效果。 此時隨著進口機組成套進門的DCS已達14種，為減少機型并扶助國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)DCS，原能源部熱上自動化領(lǐng)導(dǎo)小組于1992年推薦符合電廠應(yīng)用要求的6種DCS（后增至8種）作為優(yōu)選機型，其中重要的條件之一是“國內(nèi)有合作單位”。其目的是希望國內(nèi)企業(yè)與國外知名廠家合作，通過消化國外技術(shù)，制造符合中國國情、性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠且價格合理的產(chǎn)品。經(jīng)過近十年的努力，新華控制工程公司、北京國電智深科技有限公司與北京和利時控制工程公司均推出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DCS產(chǎn)品，并應(yīng)用在600MW機組上，其功能覆蓋面包括電氣系統(tǒng)在內(nèi)的檢測控制功能（ECS），達到了利用CRT和大屏幕顯示器，通過軟手操監(jiān)視控制整個單元機組的目的，取得良好的效果，受到電廠的歡迎。 目前，DCS裝置在應(yīng)用最新的計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上，速度和容量都有很大的提高，其覆蓋面包括了單元機組的6大控制功能即DAS、MCS、SCS、FSSS、DEH（MEH）和ECS，使整個單元機組的檢測控制、連鎖保護、報警等功能融為一體，簡化了系統(tǒng)，提高了可靠性，因而進一步提高了單元機組的自動化水平。 另外，還有可編程控制器（PLC），其特點是可靠性高，抗干擾能力強，價格便宜，適宜在電氣控制或以開關(guān)量為主具有順控特點的輸煤、除渣、除灰、定期排污、吹灰系統(tǒng)等使用，采用現(xiàn)場總線技術(shù)與DCS相互通訊，可以組成一個完整的控制系統(tǒng)。 由于計算機不斷進步，應(yīng)用范圍正在擴大，在電廠除主控系統(tǒng)DCS、ECS、SIS、PLC及管理信息系統(tǒng)（MIS）外，正在向各方面滲透，智能儀表、執(zhí)行機構(gòu)及現(xiàn)場總線等，也是以計算機為主組成的，所以電廠的監(jiān)視控制系統(tǒng)正在逐步走向計算機化。 2．7 基礎(chǔ)自動化設(shè)備 包括檢測各種過程參數(shù)的傳感器、變送器、分析儀器儀表、就地指示儀表和執(zhí)行各種指令的執(zhí)行機構(gòu)（電磁閥、調(diào)節(jié)閥）等，獲取的信息和執(zhí)行指令是自動化系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定的基礎(chǔ)。一臺大機組需要的數(shù)量在5000臺（支）以上，品種規(guī)格繁多，20世紀(jì)70年代及以前的產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，精度等級不高，品種規(guī)格不齊。 80年代，進入改革開放以來，擺脫了計劃經(jīng)濟約束，在市場競爭的局面下，采取多渠道方式（國有企業(yè)、民營企業(yè)、成套或散裝進口等）解決了自動化基礎(chǔ)設(shè)備問題。 目前，主要儀表依靠進口的狀態(tài)有所改善，據(jù)儀表部門統(tǒng)計，從國外進口儀表及系統(tǒng)，已連續(xù)兩年從50％以上大幅度下降，如自動化儀表和控制系統(tǒng)已從2005年的39％回落到8．6％，其中DCS已從110％高增幅下降到17.6％。但是從電站建設(shè)來看，當(dāng)前主力機組為超臨界參數(shù)的大容量（600-1000MW）機組，所需的變送器、調(diào)節(jié)閥等要有更高的穩(wěn)定性和可靠性，電廠用戶對國內(nèi)產(chǎn)品還缺乏信心，因此從國外進口的比例還相當(dāng)大。 3 SIS的應(yīng)用 SIS（廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)）是一個全廠性的實時、歷史數(shù)據(jù)庫平臺，通過應(yīng)用軟件實現(xiàn)其一，全廠實時生產(chǎn)過程監(jiān)視與機組的優(yōu)化運行，以求達到各項經(jīng)濟指標(biāo)如全廠煤耗、廠用電率、補給水率和設(shè)備檢修的最佳狀態(tài)，其功能不宜與單元機組控制系統(tǒng)“DCS’’重復(fù)；其二電廠及其管理公司的經(jīng)營管理。 SIS的基礎(chǔ)是單元機組的DCS及各輔助車間（輸煤、補給水處理，供水）的控制系統(tǒng)，接受上述系統(tǒng)有中經(jīng)過處理的信息，再補充若干上述系統(tǒng)中不具有的測點信號。通過對設(shè)備信息完整的記錄，分析機組及輔助設(shè)備整體的運行狀態(tài)，形成廠級生產(chǎn)過程的實時監(jiān)視與經(jīng)濟優(yōu)化運行，為實現(xiàn)經(jīng)濟目標(biāo)控制下的全廠的協(xié)調(diào)生產(chǎn)和經(jīng)營提供決策支持，如：提出機組負(fù)荷分配（包括水、煤分配）建議，主要設(shè)備檢修并安排建議，送給電廠領(lǐng)導(dǎo)（總值長、總工程師和分管生產(chǎn)的廠長）最終決策，人工發(fā)出指令指導(dǎo)運行或設(shè)備檢修，SIS的硬件結(jié)構(gòu)與輸入、輸出信息如圖1所示。 一個單元機組特別是高參數(shù)、大容量機組本身就是一個大的工業(yè)系統(tǒng)。它比相對簡單的輔助車間系統(tǒng)復(fù)雜得多，不僅要求主機、輔機、各種裝置、各子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)工作，而且需要相互之間工作參數(shù)的合理配合，才能達到經(jīng)濟運行的總體優(yōu)化，因此廠級的經(jīng)濟優(yōu)化運行必須建立在各單元機組優(yōu)化運行基礎(chǔ)上。建立機組級經(jīng)濟運行的量化模型是搞好電廠廠級經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)工作。 不同的電站由于機組類型（凝汽、供熱機組）、參數(shù)（亞臨界、超臨界）、鍋爐結(jié)構(gòu)（汽包爐、直流爐、循環(huán)流化床）及制粉系統(tǒng)（直吹式、中貯式）的不同等，這一系列的差異難以形成通用的機組級經(jīng)濟運行模型，只有建立針對各自特有機組的專有模型才能獲得良好的效果。 上述模型的建立，首先要有各制造廠特別是主機廠提供的運行和各項性能指標(biāo)資料，安裝單位和電廠調(diào)試試驗取得的實際數(shù)據(jù)，由電廠具有豐富經(jīng)驗的主機專業(yè)人員進行建模工作，提出初步模型后還要通過試驗進行修正，經(jīng)過多次反復(fù)后，才可能是真正實用的經(jīng)濟運行模型。這項工作決不是自動化工作者能夠獨立完成的，因而經(jīng)濟運行問題應(yīng)該是各專業(yè)人員共同努力，各自做好所負(fù)責(zé)工作的共同成果。因此要求實行SIS的電廠，首先要成立一個經(jīng)濟運行小組（專家小組）．它的成員應(yīng)由熱機、電氣、自動化及相關(guān)專業(yè)專家組成；一名廠級領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)經(jīng)濟運行小組的領(lǐng)導(dǎo)工作。根據(jù)該小組提出的優(yōu)化經(jīng)濟運行方案，才有可能提供實用的應(yīng)用軟件。目前有人強調(diào)這是供貨商的責(zé)任是不合理的，除具有電廠豐富經(jīng)驗者外，一般供貨商是做不到的，為了競爭取得項目，供貨商在招標(biāo)時會承諾這些責(zé)任，但會使價格提高。而在機組投產(chǎn)時，主要精力集中在機組的正常運行，對SIS功能驗收只能是最基本的數(shù)據(jù)處理和運算功能，廠級優(yōu)化運行功能，因基礎(chǔ)工作尚未到位，短時間內(nèi)難以做到，一但超過SIS合同規(guī)定的時間，制造廠就可以無責(zé)任的不了了之。給電廠用戶帶來的后果是花了高價，買了暫時無用或不能完全發(fā)揮作用的系統(tǒng)。 目前已運行和在建的SIS有150套，每套投資為400～1000萬元，按平均每套投資600萬元計算，共計花費投資90000萬元，其效益如何？除個別電廠作過試驗，認(rèn)為效益不錯外，一些電廠還在試驗或觀望中。為此建議委托具有影響力的單位，組織有各方面人員參與的調(diào)查組，對正在運行和在建的SIS電廠，從SIS的功能、與DCS的關(guān)系、投資情況、電廠管理情況、運行效益及供貨商資質(zhì)及設(shè)備（硬件、軟件）質(zhì)量等進行調(diào)研。 4 經(jīng)濟、合理的應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù) 適合電廠應(yīng)用的現(xiàn)場總線有FF基金會總線、Profibus、WorldFIP、CAN、CC-link、Modbus等，其次是智能變送器和執(zhí)行機構(gòu)的品種逐步齊全，為現(xiàn)場總線技術(shù)在火電廠的應(yīng)用創(chuàng)造了基本條件。 由于現(xiàn)場總線是遵循國際統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，因而具有開放、互聯(lián)、兼容和互操作的特點，使自動化系統(tǒng)的功能可以更加分散，系統(tǒng)簡化，遠方診斷、調(diào)試和維護現(xiàn)場設(shè)備，提高自控系統(tǒng)的安全可靠性，同時還可節(jié)省電纜，減少設(shè)計、安裝的工作量，因而一直受到電廠自動化工作者的關(guān)注。 （1）從目前電廠應(yīng)州來看，現(xiàn)場總線只能是局部的應(yīng)用. 單元機組的主控系統(tǒng)仍應(yīng)是DCS 因為DCS已在電廠應(yīng)用十多年，有了一套成熟的應(yīng)用經(jīng)驗，且DCS的進步和發(fā)展是很快的，其運算速度和容量隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，不斷提高和增大，可以滿足大型機組各項控制功能的要求，因其可靠性高，已使組成的系統(tǒng)大大簡化，價格日益降低，所以不要因為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的出現(xiàn)而動搖應(yīng)用DCS的決心。目前的工作是：進—步完善DCS應(yīng)用軟件，在保障機組安全可靠運行的條件下，加速研究各子系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，如提高燃燒的經(jīng)濟性，降低污染物的排放量等。 （2）合理應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，從電廠的具體情況看，下列3方面可先行試用： 1）單參數(shù)調(diào)節(jié)回路：各加熱器的水位調(diào)節(jié)及單參數(shù)的壓力、溫度調(diào)節(jié)等，因系統(tǒng)簡單，與其他回路相互聯(lián)系少，采用智能變送器或智能執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)和被控參數(shù)的監(jiān)測，通過現(xiàn)場總線與DCS網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)，可以減輕DCS負(fù)擔(dān)，簡化配置．在一臺機組中，此類凋節(jié)回路有30套以上，潛力是巨大的。 2）輔助車間或系統(tǒng)的監(jiān)控：電廠的輔助車間有水處理（補給水、污水等）、輸煤、水泵房（供水系統(tǒng)）、鍋爐的吹灰、除灰除渣、定期排污系統(tǒng)等。對象比較簡單，獨立性強，且多采用順控、連鎖或單參數(shù)調(diào)節(jié)，目前已有一些電廠使用了現(xiàn)場總線，實踐證明效果良好 3）遠程智能I/O站的輸出：在電站主控系統(tǒng)DCS中，有部分測點比較集中的次要參數(shù)，如測量金屬溫度的測點或其他變送器，往往是采用遠程智能I/O柜，其輸出信號可采用現(xiàn)場總線與DCS網(wǎng)絡(luò)相連，并配備遠方診斷、調(diào)校功能等。 5 意見與建議 據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，2005年全國發(fā)電裝機容量50841萬kW，其中火電為38413萬kW；“十五”期間新增發(fā)電機組容量為17655萬kW，2005年裝機容量為6326萬kW。這期間裝設(shè)的火電機組絕大多數(shù)為600MW及以上機組，其中超臨界機組在100臺以上。在裝機容量快速增長的情況下，無疑對基礎(chǔ)自動化儀表需求量會更大，要求質(zhì)量也會更高，希望儀表行業(yè)加強研發(fā)工作，生產(chǎn)適用于各類主機需要的儀表，特別是超臨界機組和燃?xì)廨啓C，前者壓力溫度均高（24MPa，570℃），后者溫度在1000℃以上。要求此類儀表的檢測元件、變送器、顯示儀、執(zhí)行機構(gòu)等反應(yīng)速度快、準(zhǔn)確度高且穩(wěn)定性好，為此提出以下建議： （1）定期召開電力用戶會議，了解需要情況、要求和存在的問題； （2）緊跟國外檢測技術(shù)的發(fā)展，及時將國外最先進的產(chǎn)品拿進來，消化吸收后生產(chǎn)出更好的國內(nèi)產(chǎn)品，改變目前眾多商家長期處于同外產(chǎn)品代銷的局面。 （3）與主輔機廠合作，為主輔機配套供應(yīng)本身需 要的成熟、可靠、先進的儀表、調(diào)節(jié)閥，幫助提高主輔機的可控性。 （4）加強儀表行業(yè)管理，及時制定標(biāo)準(zhǔn)，通過行業(yè)管理，避免重復(fù)生產(chǎn)與開發(fā)。 來源：中國儀器儀表