【導讀：自2002年我國實行“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”，發(fā)電廠開始作為一個獨立企業(yè)，直接參與市場競爭。**生產(chǎn)、經(jīng)濟高效是企業(yè)追求的*高目標，電廠自動化成為這些發(fā)電廠達到這一目標的必要手段。如今，我國幾乎所有火電廠都安裝了集散控制系統(tǒng)（DCS）。然而，隨著技術發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整，火電廠對自動化產(chǎn)品又提出了新的要求。】

　　現(xiàn)場總線是火電廠自動化一大趨勢

　　作為目前*新型的控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）是對傳統(tǒng)DCS產(chǎn)品的升級，是一種全計算機、全數(shù)字、雙向通信的新型控制系統(tǒng)，將會給火電廠**經(jīng)濟運行及提高治理水平帶來實實在在的效益。

　　“現(xiàn)場總線技術在火電廠的應用在我國還僅處于試點階段，試點多為在火電廠部分領域的應用。如2006年投運的采用Profibus現(xiàn)場總線技術的華能玉環(huán)電廠4×1000?MW超超臨界燃煤機組水處理控制系統(tǒng)。”中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會副秘書長董景辰介紹說，全部采用現(xiàn)場總線技術的電廠目前正在籌備之中，位于吉林省，將采用進口設備。

　　而我國目前現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)也有了進一步發(fā)展。2010年3月，西安熱工院承擔的“自主知識產(chǎn)權的電站現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS165的研究和開發(fā)”通過驗收，該系統(tǒng)開創(chuàng)了國內(nèi)自主、獨立研發(fā)Profibus現(xiàn)場總線主站系統(tǒng)的開端。“在FCS165系統(tǒng)的研發(fā)過程中，我們考慮到國內(nèi)DCS的應用情況，在使用常規(guī)DCS的基礎上加入Profibus現(xiàn)場總線技術。因此，FCS165既不是單純的DCS也不是完全的FCS，可以說是DCS向著FCS的過度。” 西安熱工研究院有限公司現(xiàn)場總線控制技術部工程師崔逸群如是解釋。

　　據(jù)介紹，該系統(tǒng)已在華能金陵電廠2臺1000?MW超超臨界機組的凈水和廢水車間穩(wěn)定運行了一年兩個月，2010年9月后，華能秦嶺電廠2臺600?MW機組的主控和輔控將使用這套系統(tǒng)。

　　與傳統(tǒng)DCS傳輸模擬信號不同，FCS通道傳出的是全數(shù)字量信號，極大地提高了現(xiàn)場信息化的水平，實現(xiàn)的控制也更豐富；而且還可以實時診斷各儀表儀器的工作質量，減少現(xiàn)場運行和維護工作量。

　　然而，由于用戶對FCS在經(jīng)濟性，**性等諸多方面還存在疑慮，目前的應用情況并不樂觀。“一方面，國內(nèi)FCS起步較晚，整體技術比國外落后，尤其是在主站系統(tǒng)方面，國內(nèi)的儀器儀表大都無法實現(xiàn)批量生產(chǎn)，國外產(chǎn)品價格較高，從而限制了我國FSC的應用。另一方面，穩(wěn)定運行和**生產(chǎn)是電廠的首要考慮的因素，在目前第四代DCS系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提下，很多電廠不愿意更換控制系統(tǒng)，這也是造成FCS應用面臨阻力的主觀因素所在。”崔逸群道出了個中原因。

　　他同時強調(diào)，FCS信號傳輸?shù)耐ㄓ嵥俾屎蛨?zhí)行效率很高，在整個閉環(huán)回路中完成控制指令的過程和DCS相比不存在延遲和效率低下；為了提高**性，現(xiàn)場總線對執(zhí)行機構和電動馬達等重要設備數(shù)據(jù)傳輸全部采用冗余Profibus-DP通訊接口，保證主站和從站之間通訊數(shù)據(jù)冗余。

　　但目前應用于我國試點工程的FCS還不是真正意義上的現(xiàn)場總線，杭州和利時自動化有限公司副總經(jīng)理孟天林告訴記者，對于以提高機組運行效率、煤耗降低為首要任務的火電廠而言，現(xiàn)在還不是推廣FCS的好時機。據(jù)了解，雖然FCS從概念上來講是對DCS的升級，但由于目前應用于試點工程的FCS只有占傳輸量40%的模擬量采用現(xiàn)場總線，另外60%的開關量還需要傳統(tǒng)DCS來控制，而且造價要比傳統(tǒng)DCS高。“等到FCS的應用真正成熟，技術管理更簡捷，價格也有所降低時，國產(chǎn)系統(tǒng)再考慮跟進也未嘗不可。”他說。

　　可以肯定的是，盡管在國內(nèi)外將現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應用在火電廠的例子并不多，但作為一種未來發(fā)展趨勢，掌握相關技術和設備制造能力的重要意義不言而喻，我國已經(jīng)搶占了先機。

　　**政策護航電廠自動化發(fā)展

　　在自動化產(chǎn)品之于火電廠越來越重要的今天，火電廠對自動化產(chǎn)品的**性也提出了新的要求。

　　“在功能**方面，我國即將出臺的火電廠設計規(guī)范規(guī)定，電廠中鍋爐和汽輪機的保護系統(tǒng)必須采用獲得整體**等級認證的系統(tǒng)，要求達到**等級SIL3。這是一個新規(guī)定，控制系統(tǒng)制造商和儀表制造商都要作出相應的調(diào)整來適應這一新情況。” 董景辰告訴記者。

　　新規(guī)定對鍋爐和汽輪機保護系統(tǒng)的**等級認證要求也對相關企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。SIL3等級已經(jīng)是一個較高的要求。過去這部分功能是由DCS系統(tǒng)完成，新規(guī)定一旦出臺，沒有經(jīng)過**認證的DCS系統(tǒng)就不能包括這部分功能，要改為采用專門的**保護系統(tǒng)（EDS），例如Triconex系統(tǒng)、HIMA系統(tǒng)等。如果想繼續(xù)采用DCS系統(tǒng)來實現(xiàn)，則國內(nèi)DCS的制造商需要就此做相應的技術改進，對系統(tǒng)進行**等級檢測，取得認證之后才能使用。

　　“**等級認證過程是非常嚴格的，需要從系統(tǒng)的設計開始貫徹一系列**的要求，貫穿整個設計、制造和維護過程。如果DCS系統(tǒng)沒有通過認證，電廠就只能購買達到要求的專業(yè)保護系統(tǒng)產(chǎn)品，這樣會增加電廠控制系統(tǒng)整體構架的復雜性。目前在2009年開始的試點項目中所用的保護系統(tǒng)采用的還是國外產(chǎn)品。”董景辰介紹說。

　　提高自動化產(chǎn)品的響應速度

　　“隨著我國節(jié)能減排工作的不斷深入，火電廠在**穩(wěn)定運行的前提下開始追求高效經(jīng)濟運行，如何通過對火電廠自動化產(chǎn)品的優(yōu)化控制，使機組更經(jīng)濟、更優(yōu)化地運行是目前用戶關心的主要問題，也是火電廠自動化產(chǎn)品面臨的重要課題。”孟天林指出。

　　對此，董景辰表示贊同，并指出，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)能耗下降，也是一個電廠核心競爭力的體現(xiàn)。

　　而在智能電網(wǎng)概念如火如荼的大背景下，發(fā)電環(huán)節(jié)的智能化也呼之欲出。“之所以智能電網(wǎng)的建立會對火電廠產(chǎn)生影響，原因就在于隨著新能源的發(fā)展，在電網(wǎng)中接入如風能、太陽能等不穩(wěn)定電源時，會對電網(wǎng)造成很大的沖擊，因此要配備具有一定調(diào)節(jié)能力的電廠作為補充，配套調(diào)峰。這項任務交給了火電。”董景辰強調(diào)。

　　據(jù)了解，一般情況下，火電廠是利用汽機的蓄能功能來調(diào)節(jié)負荷，而快速調(diào)節(jié)負荷變化就需要突然加大蒸汽流量，來釋放蓄能。但由于汽機蓄能是有限的，而且不能持續(xù)釋放，如果依靠增加鍋爐供熱來增加蓄能，需要對煤粉加熱燃燒，這個過程勢必比較漫長，因此目前火電機組的負荷響應能力相對較差。據(jù)了解，火電的調(diào)節(jié)范圍為額定輸出的30%~90%，一般*低為50%，否則會對整個系統(tǒng)的運行產(chǎn)生危險。

　　“機組負荷快速變化有很多制約因素，現(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)在研究電力控制方案，以期改善控制策略提高火電機組快速調(diào)峰的能力”。董景辰補充說。

　　采訪結束時，董景辰還對致力于火電廠自動化技術研發(fā)的企業(yè)提出了更高的期望，“現(xiàn)場總線系統(tǒng)和**是火電廠自動化的兩大趨勢，相關企業(yè)要改變以往只研究自動化系統(tǒng)的研發(fā)路子，逐漸轉向研究火電廠自動化整體解決方案，也就是說研究如何將系統(tǒng)與控制策略相結合，適應快速調(diào)整負荷等新的需求。與此同時，儀器儀表廠商也要注重提高產(chǎn)品質量、可靠性和穩(wěn)定性，爭取走**路線，做**產(chǎn)品，進入服務大電廠的主流市場。”