国产欧美日韩精品a在线观看-国产欧美日韩精品一区二区三区-国产欧美日韩精品综合-国产欧美中文字幕-一区二区三区精品国产-一区二区三区精品国产欧美

作者簡介

許繼剛（1964-），男，博士研究生畢業，國家新世紀百千萬人才工程國家級人選，國務院政府特殊津貼專家，原中國電力工程顧問集團公司副總工程師、特級專家，現任中國能源建設集團工程研究院副院長，兼任電力行業熱工自動化與信息標準化委員會副主任、電力行業熱工自動化技術委員會副主任、中國自動化學會發電自動化專委會副主任、中國電機工程學會熱工自動化專委會副主任、中國儀器儀表學會自控工程設計委員會主任。擔任《大中型火力發電廠設計規范》編制組副組長，《火力發電廠信息系統設計技術規定》編制組組長。

1　“十三五”電力發展預測

在中國經濟步入新常態后，作為主要能源行業之一的電力行業將迎來新的發展時期。根據中電聯年度快報統計，截至2014年底，全國發電裝機容量為13.6億千瓦，同比增長8.7%，其中非化石能源發電裝機容量4.5億千瓦，占總裝機容量比重為33.3%。2014年，全國發電量5.55萬億千瓦時，同比增長3.6%，其中非化石能源發電量1.42萬億千瓦時，同比增長19.6%；非化石能源發電量占總發電量比重自新中國成立以來首次超過25%，達到25.6%，同比提高3.4%。

在非化石能源發電裝機中，全國水電裝機容量3.0億千瓦（其中抽水蓄能2183萬千瓦），同比增長7.9%。全國并網風電裝機容量9581萬千瓦，同比增長25.6%。全國并網太陽能發電裝機容量2652萬千瓦（絕大部分為光伏發電），同比增長67.0%。

盡管非化石能源在中國的發展速度非常快，但中國目前的發電主要還是靠火電，截至2014年底，全國火電裝機容量9.2億千瓦，同比增長5.9%，占總裝機容量比重為66.7%，其中煤電8.3億千瓦，同比增長5.0%；氣電5567萬千瓦，同比增長29.2%。根據中電聯預測，全國發電裝機到2020年需要19.6億千瓦左右，2030年需要30.2億千瓦左右，2050年需要39.8億千瓦左右。

其中，非化石能源發電所占比重逐年上升，2020年、2030年和2050年發電裝機占比分別達到39%、49%和62%，發電量占比分別達到29%、37%和50%。到2050年，我國電力結構將實現從煤電為主向非化石能源發電為主的轉換。

2 “十三五”煤電發展方向

雖然未來我國將大力發展非化石能源發電，但我國電源結構以煤電為主的格局長期不會改變，中國燃煤發電的技術水平已經躋身世界先進行列。截至2014年底，已投入運行的單機發電容量100萬千瓦的發電機組已經超過70臺，躍居世界首位，機組發電效率超過45%；世界首臺100萬千瓦空冷機組在中國成功運行，全國已經建成超過2億千瓦的空冷發電機組；世界首臺60萬千瓦超臨界循環硫化床（CFB）機組建成，還有大量35萬千瓦超臨界循環硫化床機組正在設計。

“十三五”期間我國將優化發展煤電，未來幾年將重點推動綠色發電，推行煤電一體化開發，加快建設大型煤電基地；嚴格控制東部地區新建純凝燃煤機組，鼓勵發展熱電聯產；大力推行潔凈煤發電技術，加快現有機組節能減排改造，因地制宜改造、關停淘汰煤耗高、污染重的小火電。全國煤電裝機規劃2020年達到11億千瓦，新增機組中煤電基地將占55%。

“十三五”期間，燃煤發電在技術上的重點發展方向主要有：一是高效節能發電技術，二是超低排放清潔煤電技術，三是高度節水煤電技術。其中700℃超超臨界發電、二次再熱發電、燃煤與生物質混燒發電、CO2捕獲與封存、整體煤氣化聯合循環（IGCC）、大型CFB等技術將是技術攻關的重點。

3　“十三五”電廠自動化發展

隨著電子技術和計算機技術的飛速發展，我國電廠自動化，尤其是燃煤電廠的自動化已經達到國際先進水平。“十三五”期間，信息化、智能化、數字化將是電廠自動化發展的主要方向。

3.1　分散控制系統的發展

分散控制系統（DCS）從誕生并應用于燃煤電廠開始，經過20多年的發展，一直在不斷地進行技術創新。未來5年，DCS將迎來一個新的發展時期，以下從五個層面談一下DCS的發展空間和發展趨勢。

首先從DCS最上層來看，一般電廠都有2臺或以上的機組，每臺機組都有1套DCS，DCS上面是電廠的全廠級，全廠級上面是發電集團級，從DCS上層來看主要有兩個方面：一方面是DCS與全廠級的控制、信息以及管理的融合，將來有較大發展空間；另一方面，就是和發電集團進行信息的交流，一個集團要管理很多DCS的大量數據，對數據進行分析、云處理，這是將來發展的另一個重要空間，這是第一層。

第二層是DCS的人機接口和人機界面，首先，人機接口從傳統的CRT，到現在的等離子、LED和大屏幕，隨著電子產品的不斷發展，以后還會發生變化，比如現在固定的人機接口可能變成移動的人機接口，甚至可以通過移動終端對現場的設備直接進行調整和校驗；另外，人機界面也可以進一步優化，今后界面將向人性化方面和簡潔化方面發展，畫面處理更加人性和簡化，這是第二層。

第三層是DCS的中間部分，該部分核心內容就是控制器和運算模型，從火電廠來看，隨著各種新型高級算法的涌現，一些優化模型不斷地出現，有節能型、節水型、減排型，也有綜合協調型，如何發揮好這些由大數據支撐的優化數據模型，把國內外比較流行的，包括燃燒、吹灰、給水、減排等優化軟件集成到DCS里面，還有大量工作需要做。由于火電廠集成度很高，鍋爐、汽機之間的協調控制很復雜，因此需要相對集中控制，DCS中間的核心部分是無法取代的，這一塊將來的發展空間非常大。

第四層是網絡部分，網絡的發展有兩個方面，一個是DCS將來可能會更加地分散，分散度會更廣；另一方面，網絡的底層要和現場總線聯接，網絡的局部可能會和無線網絡和其他控制系統的網絡聯接。

第五層是現場I/O卡件，該層次將來發展的目標是更加數字化和智能化，除了故障識別和報警外，甚至可以做到I/O卡件的自恢復、自診斷、自校正，獨立處理自身的事情，無須上層的處理器進行指揮和判斷。

3.2　現場總線技術的應用

新版《大中型火力發電廠設計規范》（GB50660-2011），在儀表與控制章節中，針對機組控制系統提到了：當技術經濟論證合理時，可采用基于現場總線的DCS，可在現場儀表和設備層采用現場總線技術。針對輔助車間控制系統提到了：當技術經濟論證合理時，可采用基于現場總線的可編程邏輯控制器系統或DCS，可在現場儀表和設備層采用現場總線技術。該國家標準為我國電廠大量采用現場總線技術起到了良好的引導作用，為“十三五”期間現場總線技術的發展奠定了基礎。

目前，國內較大范圍應用現場總線技術并成功投入運行的電廠有：華能金陵電廠二期2×100MW機組工程、華能九臺電廠2×600MW機組工程、華能秦華電廠1×600MW機組工程、國電肇慶熱電公司2×350MW機組工程等。

以華能金陵電廠二期2×100MW機組工程為例，該工程在電廠主工藝系統中盡可能大范圍采用了現場總線技術，但從機組安全、回路響應速度和技術經濟各方面綜合分析，以下系統仍采用成熟的常規控制方式：

（1）對機組安全運行至關重要且回路處理速度要求高的鍋爐爐膛安全監控系統（FSSS）中涉及鍋爐本體保護的部分，汽機數字電液控制系統（DEH）中涉及轉速、應力和負荷控制的基本控制部分，汽機本體緊急跳閘系統（ETS），給水泵汽機電液調節系統（MEH），給水泵汽機緊急跳閘系統（METS）以及旁路控制系統（BPC）。

（2）機組事故順序記錄（SOE）要求有1ms的分辨率，仍采用專用SOE卡。

（3）鍋爐吹灰控制、循泵房、燃油泵房控制采用常規的DCS遠程I/O站。

（4）現場相對集中的溫度測點如爐膛壁溫、汽機和發電機本體溫度等測點，采用國產智能前端設備接入DCS。

“十三五”將是現場總線技術快速發展的時期，將有大量發電機組應用現場總線技術。今后除涉及安全保護、快速控制和SOE以外，其他儀表與控制系統都可以探討應用現場總線技術，包括輔助車間系統和電氣系統。

3.3　數字化電廠的實施

《火力發電廠信息系統設計技術規定》（DL/T5456-2012）對我國電廠的信息化工作進行了指導和規范，不僅對全廠信息化總體規劃和實施進行了約定，也分別對生產信息、管理信息、視頻監視與視頻會議、門禁等功能進行了規定，推動了我國電廠信息化工作，為進一步建設數字化電廠打下了良好基礎。

“十三五”期間，我國將掀起建設數字化電廠的熱潮。建設數字化電廠，離不開兩個方面：一是建設電廠過程的數字化，二是電廠從上到下整體結構的數字化。

首先是過程的數字化。數字化工廠的廣義概念是對工廠全生命周期過程的數字化，就電廠而言，包括設計、制造、建設施工、運行、管理和優化、老化退役及殘值處理等生命周期各個階段的全過程。要實現過程的數字化，很重要的一項工作是數字化移交。數字化移交的范圍應囊括工程建設的依據性和管理性文件，如項目批復文件、工程勘測報告、工程設計文件、安裝工程文件、建筑工程文件、啟動與調試文件、設備文件、竣工圖以及驗收和結算等建設工程當中的全部相關文件。

另外是電廠結構的數字化。電廠結構的數字化分兩部分內容：一是以電廠DCS為代表的所有儀表與控制系統的數字化，包括前面論述的DCS的發展以及現場總線技術的大規模應用，二是電廠信息系統的全面實施與應用。

摘自《自動化博覽》2015年11月增刊