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热工自动化概论 1、热工自动化设备的发展 到一九九九年，中国的电力工业已经走过了一百多年的历史。但发生翻天覆地的变化是在新中国成立后的五十年。一九九四年，全国的装机容量只有1850MW；而到了一九九八年，总装机容量超过了270000MW。已经可以自行生产300MW、600MW单机容量的火力发电机组。火电厂的热工自动化随着我国电力事业的飞速发展，也达到了世界先进水平。 建国以后，我国的发电设备和热工自动控制设备的发展经历了两次技术引进和自力更生，独立自主发展的历程。由于西方国家对新中国采取了封锁政策，所以在五十年代中期，上海发电设备制造基地从捷克斯洛伐克引进了6MW中压机组。同时，从苏联引进了ЦКТИ电气机械式调节器和ВТИ电子调节仪表并进行了仿制。 五十年代，为了和发电、冶金、石化等国产重大装备的配套，国内仪表行业研制开发了以电子管为基本元件的DDZ－I型电动单元组合仪表，六十年代初，又研制了以晶体管和小型电子器件为基础的DDZ－II型电动单元组合仪表。 在七十年代，还开发了采用线性集成电路，具有防爆安全的DDZ－III电动单元组合仪表。这些仪表曾大量装备在国产的50MW、125MW和200MW、300MW机组。是火电厂使用最多的一种控制仪表。在七十年代末期，国内还开发了TF900和MZ－III等模拟组装仪表。经过近三十年的发展，国产的自动化仪表虽然产品质量在不断改善，但其可靠性、准确性一直不太理想。使用中存在着零漂、难调、误差大等问题。同DDZ系列仪表一样，国产模拟组装仪表在研制成功投入电厂使用的最初阶段也出现了不少的问题。 从实际电厂使用需要看，随着机组容量的不断增大，控制参数、控制要求都大为复杂，传统的模拟仪表也已经很难满足要求。例如，一台采用DDZ－II型仪表的国产300MW机组，其仪表盘长达十几米，操作把手多达四百余个。运行人员数量多，监控强度大。也无法实现机炉协调控制等复杂的自动调节系统和逻辑保护功能。机组运行方式并未真正从分散监控改变成单元机组集控，而仅仅是机械地合并在一起。为保证机组的安全、经济运行，也需要一套完整的高度可靠的自动控制装置。 改革开放后，在八十年代初，国务院批准了300MW、600MW亚临界火力发电机组的技术引进项目。并开始进行热工自动化的技术引进和消化吸收工作，结合样板机组从国外引进了模拟、数字单元组装仪表，计算机监视系统等一整套控制仪表和大型单元机组的自动化设计技术。形成了大型单元机组的完整控制系统模式，包括数据采集系统DAS、协调控制系统CCS、炉膛安全监控系统FSSS、顺序控制系统SCS、汽机数字电液调节系统DEH、给水泵汽轮机微机电液调节系统MEH、汽机监测保护仪表TSI、汽机旁路控制系统BPC和全厂辅助系统BOP等功能子系统。将控制、报警、监视、保护四大功能集中到一起。实现了机炉电的集中监控，自动化水平达到了国外七、八十年代的水平。 技术引进成功后，国内自动化仪表生产厂家采取与外商合作、合资和消化吸收进行国产化等方式开发，生产了技术更为先进的自动化仪表和系统装备到电厂。如在八十年代较多使用的SPEC200和SPEC200MICRO等。在“中等、实用”的电力基本建设原则下，国产的计算机采集系统曾装备了上百台200MW、300MW机组，如SPEC200MICRO+DAS等。 七十年代末期，随着计算机技术的迅速发展，国外开发出了全新一代的过程自动化产品－－－计算机集散控制系统DCS，并迅速成为过程自动化的主导产品。由于电力行业的高度安全可靠要求，DCS进入电厂比冶金、化工行业要滞后几年。一九八五年后，才在成套引进的发电机组中配供了多套DCS，一九八七年，作为原电力部计算机监控科研试点的望亭电厂等项目投运成功，为DCS在电厂的推广应用起了一个良好的开端。随后，十多种进口DCS产品被国内电厂采用，也成立了多个合资、合作的生产、总成实体，为DCS在国内的推广应用作出了巨大的贡献。在设计、服务等方面体现出了自己的优势和水平。通过技术合作，也真正掌握了DCS的研发和生产技术。 由于忽略了当今计算机技术更新更快，自动化产品更加开放的特点，国内自动化仪表行业在DCS的国产化方面曾走了一段弯路，使得花巨资开发的国产DCS没能在市场竞争和技术竞争中站稳脚跟，也使得进口DCS在电厂占据了绝对的市场优势。 2、热工自动化发展 2.1、设备与控制方式之间的关系 序号 年代 技术 自动化设备 控制方式 1 50年代 电子管 DDZ－I 就地控制+控制室 2 60年代 晶体管 DDZ－II 分散的控制室 3 70年代 线性集成电路 DDZ－III 分散的控制室 4 80年代 微处理器 DDZ－S、SPC 相对集中的控制室 5 90年代初 微