摘 要：热工自动化对提高火电厂发电机组效率、提升发电机组运行的稳定性与安全性都有着极其重要的作用与意义。文章从火电厂热工自动化技术出发，分析其主要内容与当前现状及各种先进技术的应用，并探讨其未来趋势，以供业内人员参考与借鉴，为国家电力事业的发展贡献一份力量。
关键词：火电厂；热工自动化；发展
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）12-0089-02
随着我国科学技术的日益进步与装机容量的日益增大，火力发电已经成为我国电力生产与传输系统的最为重要的组成部分之一，其中人工自动化技术及相关科研成果也日益增多与完善。近些年，先进的科学技术推动了热工自动化控制技术的进步与完善，其表现在：一方面是发电机组中最为重要的DCS系统的控制结构出现了明显变化，另一方面是火电厂管理与监控系统的完善与现场总线技术的进步与普及，为热工自动化与火电厂的发展注入了新的动力。
1 简述热工自动化技术
火电厂热工自动化是指在需要少量人员或不需要人员的帮助与参与下，通过利用自动化仪表以及自动化的控制装置与设备，对火电厂的热力参数进行测量与控制，并实现对测量出的各种数据信息的自动化整理、控制与分析以及自动化报警与自我保护的要求。热工自动化技术在我国火电厂中有效运用，使得火力发电机组的运行安全与稳定得到了保障，提升了发电机组的发电效率与经济效果，还极大的降低了火电厂职工的工作强度，改善了工作环境与工作条件，从而大大提升了火电企业与国家电力事业的发展水平。
2 火电厂热工自动化技术的内容与现状
现阶段，我国的各行各业都开始探索与发展自动化技术，并取得了一定的成果。在火电厂中，热工自动化技术是在火电厂逐步发展中逐渐形成与完善的一种控制技术，为电力事业的发展提供了有效的平台。当前，热工自动化技术还处于逐渐发展与完善阶段，其主要包括检测自动化、控制自动化、报警自动化以及保护自动化四方面内容。
①检测自动化：检测自动化是指在火电厂运行过程中通过利用自动化仪器对压力、流量、温度、液位、成分等各种热力参数自动化检测，不再需要职工的直接参与。在火电厂中应用检测自动化技术，能够通过各种热工参数及时发现机组等设备中的问题与不足，并提醒工作人员调整机组设备的运行状态。
②控制自动化：控制自动化在火电厂中应用，实现了对机组运行的控制与调节，保障机组运行的经济型、稳定性与安全性。
③报警自动化：报警自动化是指在少人或无人管理控制的状态下，对机组自动化检测出的数据偏离正常状态的情况进行自动报警，提醒人员进行及时的调整与维护，以免重大安全事故的发生。
④保护自动化：保护自动化是指在自动检测出的数据超出限定范围或相关设备的运行条件无法满足正常要求的情况下，对机组设备实现自动化的控制与处理，或停止工作，以防事故的发生或扩大。
当前，我国的火力发电技术已经取得了极大的发展，热工自动化技术已经逐渐推广与普及。从自动化装置来看，组装仪表已经开始发展为先进的数字化仪表，系统控制设备的档次也得到了有效的提升，一些机组使用专业的小型计算机技术进行控制与监督，并配以先进的显示设备，管理与监控水平大大提升；在火电厂机组设备的热工控制保护技术也取得了很高的成果；在大型火电机组中采用控制协调系统也是火电厂发展的一大特点，我国的大型火电机组也关注与使用控制系统。上述的这些先进技术的应用使得我国火电厂热工自动化技术实现了极大的进步与发展。
3 DCS的发展趋势与发展方向
3.1 自律分布式的系统结构
作为现代化的火电站热工技术中的一项重要发展项目的自律分部控制系统，实现了自律可协调性与自律可控性的有效统一。自律可协调性，是指在任何系统出现不良情况与问题时，系统能够协调自身的状态，并在运行中实现对各系统设备的协调与控制。自律可控制是在该系统中任何环节或任何系统部件出现问题时，其他环节或系统部件能够在自我保护的基础上协调控制自身的状态。
自律DCS与当前使用的DCS有着明显的不同：当前使用的DCS主要分为层次分布与水平分布两种类型。当前者上位子系统出现问题，下位子系统是无法实现自我调节，当其能在局部范围内实现局部控制，有自律控制性但缺乏有效的协调性；后者的子系统出现问题时，其他的子系统还能够继续运行，不会受到存在问题的子系统的影响，但是在这种状态下，各子系统之间无法实现数据信息的交换，不能彼此进行控制，因此，这一系统类型具有协调性但缺乏控制性。此外，传统的集散控制系统只有一个集中控制装置，它既没有协调性也没有控制性。因此，火电厂热工自动化系统的发展方向为自律DCS系统，实现协调性与可控性的有效统一，提高热工自动化系统的运行效率与水平。
3.2 过程控制仪表
在DCS推广与普遍使用的情况下，常规检测控制仪表的使用范围大大缩小，尤其是中央控制室的BTG。常规仪表盘上装设的记录与指示仪表的施工急剧下降。当前300 MW以上的大型机组设置的仪表设备已经减少到29块并且已经不再使用记录仪表。尤其是在大屏幕IGS的广泛应用下，中央控制室已经不再安装仪表设备。国外使用该技术已经具有了一定的经验，其过程控制仪表的未来发展方面是在FB支持下通过各种智能变送器与执行器的有效运行，实现各种设备的有效互补，使设备在运行或停运状态下及时检测出系统中出现的问题，为仪表的有效运行提供一个稳定安全的良好环境。在现代社会的发展下，社会各界越来越注重环境保护，各种环境监控仪表设备在火电厂中广泛使用，但是这些仪表设备结构复杂，造价昂贵，很难得到有效的运用与维护，而且，由于是新技术，还缺少相应的高技术人才进行操作与维护。同时，我国当前还没有相关设备的详细资料，国外的资料也比较稀少，这都影响了设备的有效使用，不仅浪费了国家的有效资源，还会对环境造成威胁。当前，发达国家非常重视这种设备的运用与维护，并已经成为了火力发电系统中不可获缺的一部分。
3.3 EIC综合技术
在传统的发电控制技术中，电气控制、仪表控制与计算机控制三方面的装置都是分别安装的独立装置。在先进技术的支持下，国家逐渐开始应用EIC综合技术，在DCS的统一控制实现三方面装置的有效结合。为实现这一目标，应加大相关设备及其软硬件技术开发与研究。
3.4 现场总线
采用现场总线FB也是热工自动化的发展方向。采用FB可将所有智能设备实现统一连接，不仅减少控制线缆的使用量，还能减少长线传输的信号不良与差异的问题。现场总线的应用，可以实现对系统的分散有效管理，提升设备的智能化水平，对发电设备的运行与维护都起到了非常重要的作用。
参考文献：
[1] 刘艳丽.谈热工自动化控制在火电厂的应用及发展[J].黑龙江科技信息，2012，（10）.
[2] 张天林.常见火电厂热工自动化系统[J].山西冶金，2013，（1）.
[3] 冯玉伟.火电厂热工自动化技术改造建议[J].科技风，2013，（12）.
