电厂中热工与电气控制配合优化分析

前言

热工自动化技术在电厂生产过程中的深度应用，能够显著优化机组运行参数，提升能源转换效率，为电厂创造更大的经济效益。在构建现代化电厂热工自动化系统时，需要融合多学科的理论体系和技术方法，而自动控制理论作为其中的核心理论基础，其创新应用直接决定了自动化系统的性能表现。通过科学运用自动控制理论，不仅可以实现发电过程的精准调控，更能全面提升电厂的安全运行水平和经济效益。因此，深入研究和探索自动控制理论在热工自动化领域的创新应用路径具有重要的实践意义。

一、电厂热工和电气控制配合的意义

在电厂运行过程中，热工和电气控制十分关键。热工是工程热力学与传热学的简称，电厂热工人员承担着仪表和 DCS 技术管理以及相关技术监管工作。电厂电气控制系统涵盖硬件设备和网络结构，硬件包含锅炉和汽轮机等汽机控制系统，通过少量通信和硬接线与相关系统相连，构成完整的控制系统；在网络结构里，实时监控网和厂级监控信息网是重要组成部分。厂级监控信息网负责处理和保存实时数据信息，借助通信结构与机组控制系统连接，达成双向数据通讯。

随着社会发展，大众对电力需求增加、要求提高，电厂承担电能生产关键任务，其生产效率影响电力供给和经济效益。热工与电气控制是电厂控制系统核心，分别负责火电机组、单元机组和厂用电控制。长期以来，这两种控制系统独立运行，配合不紧密。为发挥其关键作用，需实现二者紧密配合，这能提升电厂自动化控制质量和水平、提高生产效率，带来显著经济效益。

二、电厂热工自动化控制设备的发展现状

电厂热工自动化控制设备主要由控制锅炉蒸汽设备和辅助发电设备两部分构成。国内火力发电起步早，建立了众多大型电厂。早期单纯依赖火力发电蒸汽炉输送能源，但资源利用率低、化石能源开采复杂。随着科技进步，热工自动化控制设备向数字化、智能化、联动化、高效化发展，将单一控制系统升级为多元控制系统。

调查发现，许多先进火力发电厂的热工自动化控制装备配备远程控制系统，能集中管理分散的火电分厂，实现集中控制。尽管各分厂地理位置差异大，但智能化技术提升了各分厂间的协调配合，无需额外调度就能满足不同区域用电需求，联动性成为现代火力发电的重要特征。由于热控自动化机组系统庞大，需各设备协同运作，发挥设备系统间的联动性可提高发电效率、资源利用率和服务质量，实现清洁能源高效利用，让火力发电在众多发电方式中占据重要地位。

三、电厂中热工与电气控制配合优化

（一）实现全方位监控

在电厂热工控制流程里，智能技术系统身为核心构成部分，其性能好坏直接关乎后期电气用户的安全。鉴于系统性能的高低在很大程度上左右用户的使用感受，所以在运行范畴的智能技术系统中，一般会选用先进的电气自动化技术，从根源上增强电气性能，保证电厂热工控制的稳定性。

在维护电厂热工控制时，该系统能够依靠自动化技术，保障电气用户和设备之间的安全连接，并且在各类环境影响下拥有一定的安全防护本领。运用智能技术系统，既可以满足国家相关标准和安全等级规定，又能够开展后期全方位检查。在电气内部操作系统，该系统可全面监测，让用户和工作人员及时知晓电气运行情况，发现电厂热工控制问题时给出解决办法。其应用能够减少电气安全风险，延长使用期限。

（二）强化系统建设能力

在电厂热工系统运行的过程中，强化配电各个子系统的构建显得尤为重要，因为这直接关系到整个系统维护工作的顺利进行。然而，鉴于在当前阶段，各个子系统在具体应用中的表现，其操作状况实际上决定了整个系统效能的发挥。因此，技术人员在系统运行阶段，应当积极地构建一个简洁且易于操作的体系。

只有通过深入分析和全面考虑，才能从根本上及时解决电厂热工系统中出现的各种问题。此外，在系统初步设置的阶段，相关工作人员需要始终将系统配置放在一个重要的位置上，这样可以确保操作人员在进行远程技术管理时，能够更加便捷、高效地完成任务。具体来说，相关人员需要在系统设计和实施过程中，充分考虑各种可能的情况和需求，确保系统配置的合理性和科学性。只有这样，才能在实际运行过程中，最大限度地减少系统故障和问题的发生，提高系统的稳定性和可靠性。

（三）电厂热工控制的应用

电厂热工控制，本质上是电力系统的智能化管理系统，融合了电力电子网络和计算机技术等前沿科技，针对电力工程的传输、调配等环节实施相应的智能化管理。电厂热工控制在实际生产中扮演着至关重要的角色，广泛应用于各类工业生产技术，并通过网络化与信息化技术的应用，推动电力工程在生产阶段的自动化控制。此外，它对生产设备进行科学化监控，确保设备运行的安全可靠，最终提升产品质量。

其重要性源于电厂热工控制在工业生产中的深远意义，因此需进一步深入分析与研究，以推动电力系统逐步迈向信息化与工业化的轨道，从而最大限度地保障电力系统运行的安全可靠性。在自控系统实施电厂热工控制的过程中，应重点关注通信信息的分析处理，确保系统能够在运行阶段精准地搜集和分析各项数据信息。

（四）合理选择控制系统

在系统集成实施过程中，技术团队严格遵循可靠性优先的原则，重点考量 DCS 系统的兼容性与稳定性。通过持续跟踪同行业 DCS 系统运行案例，特别关注硬件故障模式分析，包括控制器离线、通讯中断等典型问题。同时，系统性地评估了不同 DCS 平台在电磁干扰环境下的运行表现。

针对抗干扰能力不足的系统方案，在运行维护中可能出现信号失真导致的误动作，严重时可能触发非计划停机事故。为此，技术团队建立了完善的在线诊断机制，重点筛选具备强大软件功能的 DCS 平台。特别确保电气控制系统的软件组态模块与DCS核心功能实现无缝对接，有效规避系统死机风险。在具体实施中，成功将发电机组变压器组、厂用电系统等关键电气设备纳入 DCS 监控范围，充分发挥其在升压站及主厂房电气控制系统中的集中监控优势。

四、结语

在现代化电厂运行管理中，热工与电气控制系统的协同优化是实现机组高效运行的关键环节。通过采用多元化的系统集成方案，包括传统的硬接线方式、先进的通信协议技术以及两者相结合的混合模式，可以有效提升控制系统的整体性能。这种跨系统的协同配合不仅优化了生产流程中的信息交互效率，更确保了各控制环节的无缝衔接，为电厂创造了显著的经济效益。实践证明，科学合理的系统集成策略能够大幅提升电厂运行的安全性和经济性，对我国电力行业的可持续发展具有重要的推动作用。

参考文献

[1] 赵青 , 王丽 , 孙沛 , 等 . 一种发电厂电气热工一体化控制装置 :CN202222591066.5[P].

[2] 高飞 . 发电厂热工自动化系统中的新技术应用 [J]. 集成电路应用 , 2023, 40(8):236-237.

[3] 张堃.基于电厂热工控制系统的自抗扰控制技术应用分析[J].电气技术与经济 , 2024(10):126-128.