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【摘 要】 用火力进行发电，是世界上最早的、现阶段最主要的供电方式。随着我国改革开放以来经济的快速发展，社会不断进步，人民的生活水平也持续提高。同时，火电厂热工自动化水平也呈现出高速、智能、透明、一体的发展趋势。本文界定了火电厂热工自动化概念，总结了现阶段我国火电厂热工自动化的现状，并对现阶段的发展做出了辩证客观的分析，同时，提出了火电厂热工自动化的最新的进展，希望能对日后火电厂热工自动化控制系统的快速发展提供有效的参考。
【关键词】 热工自动化;控制系统;火电厂;应用分析
引言：
随着世界高科技的飞速发展以及我国机组容量的快速提高，火电厂发电已成为了电力输送系统的重要组成成份，现如今，电厂热工的自动化技术凭借一些相关学科的先进成果迅速发展、完善。近几年，科学技术的高速发展使热工自动化控制得到了有效的的改善，一方面，作为机组最为主要的DCS系统在控制结构中出现了前所未有的变化，另外，随着火电厂监控和管理系统的提高以及现场总线技术的逐步普及发展，热工自动化系统正以一种全新的生命力快速发展。
一、火电厂的热工自动化概念明晰
火电厂中的热工自动化，指依据目前我国的发展阶段中，在保证运行安全、可靠，提高生产效率的原则下，通过自动化的系统取代人工操作，实现工作中对火电厂热力过程中设备状态的即时监测、信息采集、自动设备报警等。热工自动化系统的应用，相比以前的人工操作，有很多优点：一方面，它可以提高火电厂热工控制的安全性，达到保护工人和设备的目的，有效地降低安全事故的发生率：另一方面，把人从繁重的劳动中解放出来，提高了生产力，降低了生产成本，进而增加了经济效益：同时，热工自动化系统的应用，还改善了工人的劳动环境，减少了职工的职业病的发病率。
二、火电厂热工自动化的重要意义
火电厂热工自动化指的是在火电厂热力过程中，在不需要工作人员直接参与的情况下，通过各种自动化系统对测量、自动控制、自动报警、信息处理和自动保护等各种生产行为进行时时监控，使之安全、经济、高效运作的一项技术技术。热工自动化的技术对火力发电厂的生产过程有着非常重要意义。重要意义如下：
（一）有效保证设备和人身安全。当机组运行发生异常甚至可能危及设备安全或人身安全时，自动化系统可以快速、全面、科学有序的采取应急措施。
（二）保证火电厂正常、长期的运作。自动化系统可以使机组运行在设计参数上长期稳定运转，同时，运行出现问题也可以及时调整参数以避免不正确的操作导致停机、停炉。故障之后可以使机组尽快恢复正常，有效减少机组的停运次数，最大限度地减小经济损失。
（三）极大地提高生产效率和经济效益。在机组运行过程中，自动化的系统能自动调节并控制设备运行参数维持在确定值以取得较高的生产效率和较低的能源消耗（如煤耗、厂用电率等），从而增加经济收益。
（四）发展满足现代电网管理的特殊需要。自动发电控制（AGC）是现代电网控制中心的一项基本和重要的功能，要实现AGC，单元机组必须有较高的自动化水平。
三、我国火电厂热工自动化控制系统的发展现状
随着科技的发展和技术的完善，现在火电厂热工自动化主要表现为热工检测技术和火电机组主要控制系统DCS。
（一）关于热工的检测技术
热工的检测技术包括对温度、压力、流量等数据的自动检测和自动处理。在温度的检测阶段，温度传感器被广泛应用于火电厂的热工测量控制系统中。温度敏感元件是测量温度的一次元件。目前通用的方法是采取冷端的补偿、利用恒温箱以及热电阻测量设备的温度，然后利用计算机进行数据处理。对压力的检测利用的同样是传感器。但是，这种传感器不同于由热敏材料和热电偶热电阻组成的SENSER，它是由弹簧管或膜片组成的，其工作和设计原理是应变原理。关于对流量的检测，目前国内绝大多數是通过标准节流件进行检测的。其工作原理是差压原理。但是在对大型火电机组的主蒸汽流量进行检测时，必须同时把压力、温度等因素考虑在内。现在检测主蒸汽流量最常用、最可靠的方法是测量汽机调节级压力，并通过计算机计算出其数值。
（二）控制系统DCS综述
在实际操作中，大多数火力发电厂所普遍接受并使用DCS系统。目前，DCS系统巳经成为大型火电机组的主要控制系统的主流。随着时间的推移，DCS系统的应用范围不断扩张，同时，其功能也慢慢完善。DCS系统是建立在对计算机局域网络的研究与发展的基础上形成的，该系统是通过把计算机网络（局域网）转化成一个具有实时、可靠等特点的网络控制系统，实现对火电机组热工过程的集中控制。随着DCS系统的使用范围不断的扩大和功能的日益完善，该系统单位应用范围还有涵盖了脱硫脱硝、空气冷却、大型循环流化床锅炉的控制等新兴领域。可见，DCS系统的实用性和可靠性在实际中得到了广泛的验证和认可。
（三）DCS系统的特点
DCS系统中的顺序控制系统SCS在功能上，同时融入了电气发变组以及用电控制的系统，还通过DCS系统与其他系统的融合，从而有效形成了DCS对火电机组单元控制的一体化，一步步完善DCS系统。单元控制中的一体化还成功减少了传导信号中的接口。通过这种措施，可以降低线路故障导致的故障率。同时，缩减设备的种类和数量也很大程度上降低了设备保养的成本。一体化的实现是DCS系统得到普遍应用的主要原因。
控制的一体化不仅有优势，也包括了DCS系统的弱点——故障集中。针对这个问题，就产生了故障分散。故障分散的工作原理的核心是DCS系统中存在的大量的微处理芯片，其中，每个微处理的芯片负责各自范围内的控制任务，若其中一个或几个微处理芯片的故障是不会影响整个DCS系统的正常工作。
四、前景展望
（一）监控的智能化
单元机组分散控制系统的普及应用，使陈旧的机组监控环境焕然一新，但是，美中不足的是监控的智能化程度并没有相应的提高。目前，我国智能化的软件、监控已经广泛应用到了化工、军工、冶金等行业，并取得了良好的效果。但是在电力行业尤其是火电厂热工自动化中却才刚兴起。 火电厂单元机组自动化系统的智能化是解决人们对火电厂生产的安全性以及废气、废水排放的期待的有效手段。在未来数年里，信息智能化将会在火电厂得到广泛应用将火电厂热工自动化推向一个新的高度，最终实现火电厂的无人化高效生产。
（二）集中布置监控系统
过去，集控室通常只有一台或两台单元机组。但是，随着我国火电单机机组容量的大幅度提高、智能化和自动化技术的发展，以前那种把集控室分割成小的分隔的电子设备间的做法已经不适用了。
近几年的趋势是将全廠单元机组集中于一个控制室，这样的好处就是扩大了集控室的概念。集中了火电厂单元机组的电子设备，行成更高效的管理。
（三）顺序控制系统（SCS）的进一步发展应用
按照生产过程工艺要求预先拟定的顺序，有计划、有步骤、自动地对生产过程进行一系列操作的系统，称之为顺序控制系统。顺序控制也称程序控制，在发电厂中主要用于主机或辅机的自动启停程序控制，以及辅助系统的程序控制。如汽轮机的自动启停程序控制、磨煤机自动启停程序控制、定期排污和定期吹灰的程序控制等。
（四）过程控制自动化软件的广泛应用
自动化软得以件把人从繁琐枯燥的劳动中解放出来，提高了生产力。在这个计算机时代中，过程控制优化软件必定能得到迅速的推广与应用，其应用前景十分广阔。虽然目前有关火电厂应用过程控制软件的媒体报道不少，但是实际应用中所取得效果并不理想，但随着人工智能技术的快速发展，这些难题都可以通过对人工智能技术的应用的到较好的解决。随着竞争在我国电力行业不断加剧，一种具有较高安全效益、经济效益，且通用性强、安装调试较为简单的专用优化控制软件（尤其是燃烧和蒸汽温度优化、性能分析软件）必将在我国发电厂领域活动广泛的应用前景。
（五）劳动人员的减少
现阶段，我国电力市场不再是一家独大而是行业内部的竞争，随着竞争的不断加剧，集约化管理，就被越来越多的人重视。发电企业正通过逐步减少生产人员的数量，提高自动化程度以节约劳动成本。提高生产力，达到最大经济效益。
五、结语
火电厂热工自动化控制是一项有着广阔发展前景的现代化控制技术，在火电厂中，所有自动化系统都需要一套合理的设计以保证各控制系统的顺利运行。根据我国实际的国情，我们应该在现有的发展基础上努力的开发与之相协调的系统。在设计上要以可靠性分析为依据，运用新型的设计管理和控制理念。另外，还应逐渐在工程设计中采用现场总线的方式，并积极尝试人工智能在火电厂热工自动化中的应用，为其未来的发展打好基础。
参考文献：
[1]徐湘元，毛宗源.过程控制的发展方向——智能控制[J].化工自动化及仪表，2008.
[2]刘建民.火电厂热工过程自动化的发展概况和趋势[J].山西电力技术，2006.
[3]侯子良.中国火电厂自动化发展趋势及对策[J].中国电力，1999（10）：41-45.
【关键词】 热工自动化;控制系统;火电厂;应用分析
引言：
随着世界高科技的飞速发展以及我国机组容量的快速提高，火电厂发电已成为了电力输送系统的重要组成成份，现如今，电厂热工的自动化技术凭借一些相关学科的先进成果迅速发展、完善。近几年，科学技术的高速发展使热工自动化控制得到了有效的的改善，一方面，作为机组最为主要的DCS系统在控制结构中出现了前所未有的变化，另外，随着火电厂监控和管理系统的提高以及现场总线技术的逐步普及发展，热工自动化系统正以一种全新的生命力快速发展。
一、火电厂的热工自动化概念明晰
火电厂中的热工自动化，指依据目前我国的发展阶段中，在保证运行安全、可靠，提高生产效率的原则下，通过自动化的系统取代人工操作，实现工作中对火电厂热力过程中设备状态的即时监测、信息采集、自动设备报警等。热工自动化系统的应用，相比以前的人工操作，有很多优点：一方面，它可以提高火电厂热工控制的安全性，达到保护工人和设备的目的，有效地降低安全事故的发生率：另一方面，把人从繁重的劳动中解放出来，提高了生产力，降低了生产成本，进而增加了经济效益：同时，热工自动化系统的应用，还改善了工人的劳动环境，减少了职工的职业病的发病率。
二、火电厂热工自动化的重要意义
火电厂热工自动化指的是在火电厂热力过程中，在不需要工作人员直接参与的情况下，通过各种自动化系统对测量、自动控制、自动报警、信息处理和自动保护等各种生产行为进行时时监控，使之安全、经济、高效运作的一项技术技术。热工自动化的技术对火力发电厂的生产过程有着非常重要意义。重要意义如下：
（一）有效保证设备和人身安全。当机组运行发生异常甚至可能危及设备安全或人身安全时，自动化系统可以快速、全面、科学有序的采取应急措施。
（二）保证火电厂正常、长期的运作。自动化系统可以使机组运行在设计参数上长期稳定运转，同时，运行出现问题也可以及时调整参数以避免不正确的操作导致停机、停炉。故障之后可以使机组尽快恢复正常，有效减少机组的停运次数，最大限度地减小经济损失。
（三）极大地提高生产效率和经济效益。在机组运行过程中，自动化的系统能自动调节并控制设备运行参数维持在确定值以取得较高的生产效率和较低的能源消耗（如煤耗、厂用电率等），从而增加经济收益。
（四）发展满足现代电网管理的特殊需要。自动发电控制（AGC）是现代电网控制中心的一项基本和重要的功能，要实现AGC，单元机组必须有较高的自动化水平。
三、我国火电厂热工自动化控制系统的发展现状
随着科技的发展和技术的完善，现在火电厂热工自动化主要表现为热工检测技术和火电机组主要控制系统DCS。
（一）关于热工的检测技术
热工的检测技术包括对温度、压力、流量等数据的自动检测和自动处理。在温度的检测阶段，温度传感器被广泛应用于火电厂的热工测量控制系统中。温度敏感元件是测量温度的一次元件。目前通用的方法是采取冷端的补偿、利用恒温箱以及热电阻测量设备的温度，然后利用计算机进行数据处理。对压力的检测利用的同样是传感器。但是，这种传感器不同于由热敏材料和热电偶热电阻组成的SENSER，它是由弹簧管或膜片组成的，其工作和设计原理是应变原理。关于对流量的检测，目前国内绝大多數是通过标准节流件进行检测的。其工作原理是差压原理。但是在对大型火电机组的主蒸汽流量进行检测时，必须同时把压力、温度等因素考虑在内。现在检测主蒸汽流量最常用、最可靠的方法是测量汽机调节级压力，并通过计算机计算出其数值。
（二）控制系统DCS综述
在实际操作中，大多数火力发电厂所普遍接受并使用DCS系统。目前，DCS系统巳经成为大型火电机组的主要控制系统的主流。随着时间的推移，DCS系统的应用范围不断扩张，同时，其功能也慢慢完善。DCS系统是建立在对计算机局域网络的研究与发展的基础上形成的，该系统是通过把计算机网络（局域网）转化成一个具有实时、可靠等特点的网络控制系统，实现对火电机组热工过程的集中控制。随着DCS系统的使用范围不断的扩大和功能的日益完善，该系统单位应用范围还有涵盖了脱硫脱硝、空气冷却、大型循环流化床锅炉的控制等新兴领域。可见，DCS系统的实用性和可靠性在实际中得到了广泛的验证和认可。
（三）DCS系统的特点
DCS系统中的顺序控制系统SCS在功能上，同时融入了电气发变组以及用电控制的系统，还通过DCS系统与其他系统的融合，从而有效形成了DCS对火电机组单元控制的一体化，一步步完善DCS系统。单元控制中的一体化还成功减少了传导信号中的接口。通过这种措施，可以降低线路故障导致的故障率。同时，缩减设备的种类和数量也很大程度上降低了设备保养的成本。一体化的实现是DCS系统得到普遍应用的主要原因。
控制的一体化不仅有优势，也包括了DCS系统的弱点——故障集中。针对这个问题，就产生了故障分散。故障分散的工作原理的核心是DCS系统中存在的大量的微处理芯片，其中，每个微处理的芯片负责各自范围内的控制任务，若其中一个或几个微处理芯片的故障是不会影响整个DCS系统的正常工作。
四、前景展望
（一）监控的智能化
单元机组分散控制系统的普及应用，使陈旧的机组监控环境焕然一新，但是，美中不足的是监控的智能化程度并没有相应的提高。目前，我国智能化的软件、监控已经广泛应用到了化工、军工、冶金等行业，并取得了良好的效果。但是在电力行业尤其是火电厂热工自动化中却才刚兴起。 火电厂单元机组自动化系统的智能化是解决人们对火电厂生产的安全性以及废气、废水排放的期待的有效手段。在未来数年里，信息智能化将会在火电厂得到广泛应用将火电厂热工自动化推向一个新的高度，最终实现火电厂的无人化高效生产。
（二）集中布置监控系统
过去，集控室通常只有一台或两台单元机组。但是，随着我国火电单机机组容量的大幅度提高、智能化和自动化技术的发展，以前那种把集控室分割成小的分隔的电子设备间的做法已经不适用了。
近几年的趋势是将全廠单元机组集中于一个控制室，这样的好处就是扩大了集控室的概念。集中了火电厂单元机组的电子设备，行成更高效的管理。
（三）顺序控制系统（SCS）的进一步发展应用
按照生产过程工艺要求预先拟定的顺序，有计划、有步骤、自动地对生产过程进行一系列操作的系统，称之为顺序控制系统。顺序控制也称程序控制，在发电厂中主要用于主机或辅机的自动启停程序控制，以及辅助系统的程序控制。如汽轮机的自动启停程序控制、磨煤机自动启停程序控制、定期排污和定期吹灰的程序控制等。
（四）过程控制自动化软件的广泛应用
自动化软得以件把人从繁琐枯燥的劳动中解放出来，提高了生产力。在这个计算机时代中，过程控制优化软件必定能得到迅速的推广与应用，其应用前景十分广阔。虽然目前有关火电厂应用过程控制软件的媒体报道不少，但是实际应用中所取得效果并不理想，但随着人工智能技术的快速发展，这些难题都可以通过对人工智能技术的应用的到较好的解决。随着竞争在我国电力行业不断加剧，一种具有较高安全效益、经济效益，且通用性强、安装调试较为简单的专用优化控制软件（尤其是燃烧和蒸汽温度优化、性能分析软件）必将在我国发电厂领域活动广泛的应用前景。
（五）劳动人员的减少
现阶段，我国电力市场不再是一家独大而是行业内部的竞争，随着竞争的不断加剧，集约化管理，就被越来越多的人重视。发电企业正通过逐步减少生产人员的数量，提高自动化程度以节约劳动成本。提高生产力，达到最大经济效益。
五、结语
火电厂热工自动化控制是一项有着广阔发展前景的现代化控制技术，在火电厂中，所有自动化系统都需要一套合理的设计以保证各控制系统的顺利运行。根据我国实际的国情，我们应该在现有的发展基础上努力的开发与之相协调的系统。在设计上要以可靠性分析为依据，运用新型的设计管理和控制理念。另外，还应逐渐在工程设计中采用现场总线的方式，并积极尝试人工智能在火电厂热工自动化中的应用，为其未来的发展打好基础。
参考文献：
[1]徐湘元，毛宗源.过程控制的发展方向——智能控制[J].化工自动化及仪表，2008.
[2]刘建民.火电厂热工过程自动化的发展概况和趋势[J].山西电力技术，2006.
[3]侯子良.中国火电厂自动化发展趋势及对策[J].中国电力，1999（10）：41-45.