探讨火电厂浅析火电厂热工仪表与制约电缆设计优化措施

论文导读：换设备投资的增加，但安全性也会相应提高。（3）基于电子设备间分散布置及远程IO应用的优化方案随着技术的发展，DCS厂家的高速数据总线的通讯距离均能满足在主厂房内分别建立锅炉、汽机电子设备间的物理分散要求。火电行业常用的DCS厂商的I/O模件均能够适应0～40℃环境温度，5%～95%的相对湿度，振动达到0～200H
【摘 要】火电厂热工仪表与控制电缆是为了生产工艺而服务的，只有做好火电厂热工仪表与控制电缆设计优化措施才能更好的为电厂高效生产打下基础，以此来提高火电机组的安全性与稳定性。文章重点介绍了火电厂热工仪表与控制电缆设计优化措施，以供同行参考。
【关键词】火电厂；热工仪表；控制电缆；优化措施
前言
在现代火电厂的技术改造与升级中，必须加强对于火电厂热工仪表与控制电缆设计优化措施的研究与实践，在综合各种先进理论与技术研究成果的基础上，实现火电厂热工仪表与控制电缆设计优化措施的智能化、科学化、高性能化、一体化发展，为火电企业的生产与安全管理提供必要的基础。
1 火电厂热工仪表设计优化措施
火电厂热工仪表主要由管路仪表、程控仪表、地表计等设备组成，通过电缆将各种设备连接形成回路或系统，实现对于各机组设备的检测、调节，有效提升了各种设备的可靠性与利用性。热工仪表自动化技术是为火电厂生产工艺服务的，加强对于相关技术应用与发展问题的研究，为提高火电厂的生产效率奠定了坚实的基础，而且提升了火电机组的稳定性与安全性。

1.1 火电厂热工仪表故障特性分析

现代电子科学技术的快速发展及在火电厂热工仪表系统中应用的不断完善，对热工仪表故障诊断及排查提供了详细的数据信息资源。在对热工仪器仪表系统故障进行检查过程中，检修校验人员应对故障发生前后的相关特性参数进行全面系统的对比分析，进而实现对故障的快速定位和故障类型的准确判断。对于火电厂热工仪表的故障问题，DCS系统中的自动控制记录曲线是仪表运行工况和故障特征的重要数据信息，校验检修人员要详细分析和提取记录曲线中的相关波动数据信息，尤其对于无规律可言的混乱波动特性工况应非常重视，以便为故障定位和故障排除提供准确的数据信息，有效提高仪表检修校验工作质量和效率。在热工仪表自动化的实际应用中，自动化系统比较复杂，同时设计的范围比较广泛，热工测点分散距离比较远，安装施工比较复杂，并且周期比较长，这就需要我们在安装的时候一定要认真准确。

1.2 火电厂热工仪表设计优化主要体现在自动化技术上

（1）设备智能化，在现代电力能源开发与利用技术快速发展的背景下，火电厂热工仪表中的各种设备基本实现了智能化监控，借助先进的电子及计算机管理系统，配置先进的智能型机械仪表与精密元件，从而实现对于电力生产全过程的智能化管控；（2）技术高新化，火电厂热工仪表自动化技术的应用综合运用了现代电子计算机及信息技术，以及最新的热能工程技术与控制理论，实现了对于火电机组运行中相关热能与电力参数的科学监控与检测，自动化技术趋向于高新化发展。
2 火电厂控制电缆设计优化措施
总结多年的设计经验，电缆优化无非从几个方面着手考虑：现场设置接线盒合并电缆、现场配电、电子设备间分散布置，设置远程IO以及采用现场总线。
（1）基于合并电缆原则的优化方案
目前，通过各方调研，包括对国外电厂参观调研的结果，通常做法都是在现场设大量的接线箱， 通过物理区域同类型信号的合并，采用大对数或多芯数电缆将信号接至控制系统。针对这种情况， 在广东省某百万千瓦燃煤电厂的设计过程中，前期对锅炉区域和汽机区域规划了大量的开关量接线箱，同一工艺系统内的各个阀门状态反馈和指令信号接至同一接线盒内，合并电缆后送至同一个 DCS 机柜，由于 DCS 是按工艺系统划分，这种方式可以保证同一接线盒内电缆的合并效率最高。
（2）基于分散配电原则的优化方案
由于目前电动装置均采用一体化设备， 所有的配电箱不再设置控制功能，仅配电而已。 当配电箱采用集中布置方式时，电缆数量大，敷设工作量大，对桥架的占用量也大，非常不利于设计优化。 通过对国外电厂的调研，发现也采用了就地分散配电的方式。由于这种分散配电方式是近期才开始推广， 目前还没有在施工图中实施。 这种方案的实施也会引起配电系统切换设备投资的增加，但安全性也会相应提高。
（3）基于电子设备间分散布置及远程 IO 应用的优化方案
随着技术的发展，DCS 厂家的高速数据总线的通讯距离均能满足在主厂房内分别建立锅炉、汽机电子设备间的物理分散要求。 火电行业常用的DCS 厂商的I/O 模件均能够适应 0～40℃ 环境温度，5%～95% 的相对湿度 ， 振动达到 0～200Hz，0.75G， 完全能适应汽机房振动较大的环境， 抗电磁干扰符合CE 和 IEC 标准，各 DCS 厂商的I/O 模件抗物理干扰的问题都得到很好的解决， 完全符合在锅炉房及汽机房就地建立电子设备间的要求。
分散控制系统（DCS）物理分散可采取电子设备间（DCS 控制站） 分散布置及采用远程I/O（站） 等实现。 分散控制系统（DCS）物理分散涉及到通讯和抗干扰条件 、远程 I/O 和远程控制站应用等。大量的工程实践证明，电子设备间的分散布置以及远程I/O的应用对减少电缆量的效果是最显著的。
（4）基于现场总线技术的优化方案
现场总线技术从根本上彻底实现了控制系统的物理分散。根据现场总线的定义：现场总线（fieldbus）为：“安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、双向、多点通信的数据总线称为现场总线”。 现场总线的应用原本是为了提高信息化水平， 但是随着现场总线技术的不断推广应用，在这个过程中，我们发现采用现场总线技术不仅可以提高电厂的信息化水平，而且可以节省大量电缆。 虽然节省电缆不是它的初衷，但实践证明采用现场总线技术之后，确实节省了不少电缆。
通过分析，我们发现，采用串行通信技术，这个是现场总线节约电缆的根本。同一个设备，有多个 IO 点，常规控制系统中采用的是并行传输，每个 IO 点都需要一对电缆芯来传输。 但是采用现场总线之后， 多个设备的多个信号信号可在一根电缆中进行并行传输，大大节省了电缆的用量。现场总线技术在电厂已经得到了非常广泛的应用，从辅助车间到主厂房均有大范围的应用案例。 例如，广东平海电厂化水车间常规电缆只用了 3.5km 左右，算上通讯电缆后，电缆量也不过为常规电厂的 15%， 而常规电厂化水车间电缆用量在 36km 左右，当然，这其中最显著的是电缆桥架明显减少。全面应用现场总线技术， 不仅能大大提高电厂的数字化水平，也能很好的节约电缆的用量。
3 结语
综上所述，在火电厂的生产与管理工作中，仪表与控制电缆设计优化措施是其正常运转与安全管理的重要基础，也是现代电力生产技术发展的重要标志。通过这些优化方案在工程中的具体应用， 体现了热控源于：科研方法与论文写作www.7ctime.com
专业采用先进的技术以及创新的精细化设计对于节省电厂建设投资以及节能减排起到的良好效果。
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