火電廠熱控自動(dòng)化水平是通過控制方式、控制室布置、熱控自動(dòng)化系統(tǒng)的配置與功能、運(yùn)行組織及主輔機(jī)設(shè)備可控性等多方面綜合體現(xiàn)。熱控自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的高低，對運(yùn)行人員的合理優(yōu)化配置及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有較大的影響。熱控自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)電廠的實(shí)際情況，合理配置控制系統(tǒng)與監(jiān)控點(diǎn)，使人員合理分配，設(shè)備處于受控狀態(tài)。
　　
　　一、1期工程監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置
　　
　　江蘇華能淮陰電廠1期工程為2臺220MW燃煤機(jī)組，于1993年建成投產(chǎn)。經(jīng)對控制系統(tǒng)多次改造，自動(dòng)化系統(tǒng)的配置為:采用電廠計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CMIS）實(shí)現(xiàn)對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、管理。2臺機(jī)組分別設(shè)置單元控制室，單元機(jī)組采用分散控制系統(tǒng)（DCS）實(shí)現(xiàn)爐、機(jī)、電集中控制。輔助車間設(shè)煤、灰、水3個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，除灰系統(tǒng)采用獨(dú)立的可編程邏輯控制器（PLC）網(wǎng)絡(luò)控制，輸煤和化水采用DCS構(gòu)成輔助控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和硬件的統(tǒng)一，并在2號單元控制室設(shè)有上位機(jī)站，但實(shí)際輸煤和化水仍分別在輸煤與化水控制室獨(dú)立控制。
　　
　　二、2期工程監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置
　　
　　2.1初步設(shè)計(jì)
　　
　　2期工程為2臺330MW燃煤機(jī)組，于2005年一季度投產(chǎn)。采用廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、單元機(jī)組DCS、輔助車間控制系統(tǒng)組成自動(dòng)化系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)行控制功能分散、信息集中管理的設(shè)計(jì)原則[1]。2臺機(jī)組合設(shè)1個(gè)單元集中控制室，單元機(jī)組利用DCS實(shí)現(xiàn)爐、機(jī)、電集中控制。
　　
　　在除灰控制室、綜合泵房控制室內(nèi)分別通過灰、水系統(tǒng)2個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)的CRT操作員站對灰、水系統(tǒng)各輔助車間進(jìn)行監(jiān)控。水系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)中在鍋爐補(bǔ)給水處理車間控制室內(nèi)設(shè)置本地上位機(jī)站。在凝結(jié)水精處理車間、制氫站等主要輔助車間的電子設(shè)備室內(nèi)布置車間CRT操作員站。灰系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)中，電除塵控制系統(tǒng)設(shè)置上位機(jī)站對電除塵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，電除塵控制系統(tǒng)上位機(jī)站與灰系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)CRT操作員站布置在一起，灰系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)CRT操作員站對電除塵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控僅有監(jiān)視功能。輸煤控制系統(tǒng)在1期工程的基礎(chǔ)上擴(kuò)容，與1期合用，不再另設(shè)。
　　
　　脫硫系統(tǒng)在脫硫區(qū)域采用單獨(dú)的脫硫分散控制系統(tǒng)（FGD-DCS），運(yùn)行人員在脫硫控制室內(nèi)通過CRT操作員站實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)的啟/停、運(yùn)行工況監(jiān)視和調(diào)整以及事故處理等。
　　
　　2.2監(jiān)控點(diǎn)調(diào)整
　　
　　根據(jù)熱控自動(dòng)化系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)，在實(shí)際招標(biāo)及施工中，為更好的滿足實(shí)際運(yùn)行需要，對初步設(shè)計(jì)方案所設(shè)置的監(jiān)控點(diǎn)有所調(diào)整。
　　
　?。?）不單獨(dú)設(shè)置SIS，而是根據(jù)華能淮陰電廠工期已成功開發(fā)應(yīng)用CMIS的實(shí)際情況，在原CMIS的基礎(chǔ)上，在硬件上搭建實(shí)時(shí)系統(tǒng)，以實(shí)用、夠用、好用為目的，節(jié)約投資，避免浪費(fèi)。在軟件上對原系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，以達(dá)到系統(tǒng)整合及升級。
　　
　?。?）對灰、水系統(tǒng)2個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合并，設(shè)立輔助車間控制網(wǎng)絡(luò)，形成輔助車間控制系統(tǒng)。由于灰、水系統(tǒng)的監(jiān)控都在輔助控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，因此根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行需要，輔助控制系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)際調(diào)整為:①取消除灰控制室，僅設(shè)置可就地控制的上位機(jī)站;②綜合泵房控制室升級為輔助控制室，后根據(jù)運(yùn)行實(shí)際要求僅有化學(xué)運(yùn)行人員操作化學(xué)設(shè)備;③鍋爐補(bǔ)給水的就地上位機(jī)站設(shè)于原1期化學(xué)集控室內(nèi)，便于化學(xué)運(yùn)行人員兼顧1、2期鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的操作;④除灰控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)引至脫硫控制室，在脫硫控制室增加2臺網(wǎng)絡(luò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)除灰及電除塵的監(jiān)控;⑤在單元控制室內(nèi)預(yù)留輔助控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口，如運(yùn)行只需要增加1臺上位機(jī)即可在單元控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有輔助控制系統(tǒng)的監(jiān)控;⑥由于輔助控制系統(tǒng)中的煤水以及雨水泵房控制系統(tǒng)由燃料運(yùn)行人員負(fù)責(zé)監(jiān)控，利用原1期輔助控制網(wǎng)絡(luò)輸煤至化水的光纖將2期輔助控制網(wǎng)絡(luò)引至輸煤控制室，增加1臺上位機(jī)監(jiān)控煤水以及雨水泵房控制系統(tǒng)。
　　
　　三、3期工程監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置
　　
　　目前3期工程已進(jìn)入項(xiàng)目實(shí)施階段，規(guī)劃為2臺330MW燃煤機(jī)組，未來全廠將共有6臺機(jī)組，總?cè)萘窟_(dá)1760MW。2期監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置也考慮了3期因素，對3期工程后全廠監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置有如下的設(shè)想。
　　
　?。?）3期工程后全廠監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置將以2期監(jiān)控點(diǎn)為基礎(chǔ)，原運(yùn)行人員的單元及水煤灰的原有的人員劃分格局將不會改變。因?yàn)殡m然硬件上輔助控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)為運(yùn)行人員集中監(jiān)盤成為可能，集中監(jiān)盤的目的是為了zui大限度的合理配置運(yùn)行人員，實(shí)現(xiàn)減人增效的目的，但由于設(shè)備的增加，巡查范圍的擴(kuò)大（如輸煤系統(tǒng)就包括1、2、3期范圍），無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人員的減少，而且采用集中監(jiān)盤將苛求運(yùn)行人員熟悉煤、灰、水的所有系統(tǒng)，這將大大增加運(yùn)行人員的工作壓力，易發(fā)生不安全現(xiàn)象，所以煤、灰、水必須分別設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)。
　　
　?。?）3期工程完工后，由于輔助控制網(wǎng)絡(luò)是在2期基礎(chǔ)上擴(kuò)容，化水系統(tǒng)使用1、2期的2個(gè)監(jiān)控點(diǎn)就可實(shí)現(xiàn)對全廠化水系統(tǒng)的監(jiān)控，不需增加新的監(jiān)控點(diǎn)。由于2個(gè)監(jiān)控點(diǎn)相距近1000m，監(jiān)控點(diǎn)合并將使巡查路線延長，到達(dá)現(xiàn)場時(shí)間增加，勞動(dòng)強(qiáng)度加大，并不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式的優(yōu)化，所以沒有合并的意義。由于整個(gè)化學(xué)水系統(tǒng)的運(yùn)行仍基本由1期人員來承擔(dān)，所以運(yùn)行人員的工作量已飽和，也沒有能力再承擔(dān)其他的運(yùn)行任務(wù)。輸煤系統(tǒng)將通過對原輸煤DCS的擴(kuò)容，在原輸煤控制室實(shí)現(xiàn)1、2、3期整個(gè)輸煤系統(tǒng)的監(jiān)控，也不增加監(jiān)控點(diǎn)。輸煤的運(yùn)行人員和化學(xué)運(yùn)行一樣僅監(jiān)控輸煤系統(tǒng)。
　　
　　3期除灰和脫硫也不增加監(jiān)控點(diǎn)，將在2期脫硫控制室實(shí)現(xiàn)對2、3期除灰和脫硫的監(jiān)控。除灰系統(tǒng)的監(jiān)控將通過2種方式實(shí)現(xiàn):①在2期輔助控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上擴(kuò)容，這樣2、3期除灰系統(tǒng)其實(shí)是一套系統(tǒng)，在脫硫控制室增加2臺除灰上位機(jī)就可實(shí)現(xiàn)對3期除灰的監(jiān)控;②采用DCS，與3期脫硫DCS合并，實(shí)現(xiàn)3期脫硫和除灰一體化監(jiān)控。3期FGD-DCS，將采用和2期相同的硬件，既可獨(dú)立成網(wǎng)，也可將2、3期FGD-DCS合并成l套DCS。3期脫硫上層網(wǎng)絡(luò)將延伸到脫硫控制室，將通過增加2到3臺LCD來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。由于不設(shè)3期脫硫控制室，可取消3期脫硫綜合樓的設(shè)置，將電氣配電室和FGD-DCS電子間在3期除灰樓中統(tǒng)一考慮，這將節(jié)約工程造價(jià)。
　　
　　由于除灰和脫硫系統(tǒng)的控制與操作相對簡單，將來可通過改造在1個(gè)控制室實(shí)現(xiàn)對1、2、3期脫硫和除灰的監(jiān)控。脫硫控制的另一個(gè)思路是把脫硫系統(tǒng)作為主機(jī)控制的一部分，由每一個(gè)單元機(jī)組的運(yùn)行人員來實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)脫硫部分的控制。該控制方式的實(shí)現(xiàn)只要把FGD-DCS上層網(wǎng)絡(luò)拉到單元控制室，每臺機(jī)組增加1臺用于脫硫控制的微機(jī)即可實(shí)現(xiàn)。雖然招標(biāo)時(shí)已考慮到主機(jī)與脫硫DCS合并的可能性，但考慮其可靠性不對2個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)再行合并，只要把物理位置簡單合并即可。由于華能淮陰電廠脫硫和除灰運(yùn)行人員己經(jīng)合并，配置了的脫硫和除灰控制室，所以將不采用脫硫納入單元機(jī)組監(jiān)控的方式。
　　
　　3期工程完工后，煤灰水和脫硫系統(tǒng)將在運(yùn)行人員不增加的基礎(chǔ)上完成監(jiān)控任務(wù)，因此對運(yùn)行人員提出了較高要求。但由于運(yùn)行人員仍負(fù)責(zé)原來系統(tǒng)，主要是范圍有所擴(kuò)大，工作量的增加可接受。如人員工作強(qiáng)度較大，可增加少量運(yùn)行人員。
　　
　?。?）3期輔助控制系統(tǒng)中的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，由于設(shè)備均在主機(jī)范圍內(nèi)，可采用2種方式來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能:①可由主機(jī)運(yùn)行人員監(jiān)控，則可將凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的控制納入主機(jī)DCS，在主機(jī)DCS中控制:②仍由化學(xué)人員監(jiān)控，則將采用和2期相同的PLC系統(tǒng)，進(jìn)入輔網(wǎng)控制。這2種方案都屬于設(shè)計(jì)院的典型設(shè)計(jì)。
　　
　?。?）將1期2臺220MW機(jī)組的一機(jī)一控改為兩機(jī)一控，減少1個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員仍控制各自的機(jī)組，完成機(jī)組的正常運(yùn)行。當(dāng)一臺機(jī)組發(fā)生故障需要處理時(shí)，另一臺機(jī)組的人員可迅速幫助進(jìn)行事故處理。
　　
　　四、結(jié)束語
　　
　　從監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置上看，主控系統(tǒng)采用單元制控制，單元機(jī)組設(shè)獨(dú)立的DCS，采用一機(jī)一控或兩機(jī)一控。輔助控制系統(tǒng)由于采用了一體化的輔助控制網(wǎng)絡(luò)，雖由于輔助系統(tǒng)地域廣闊及人員素質(zhì)原因不能實(shí)現(xiàn)輔助控制系統(tǒng)集中監(jiān)控，但可很方便的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置和調(diào)整，以適應(yīng)不斷變化的運(yùn)行要求。由于熱控人員的配置基本沒有增加，自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以易用、為原則，自動(dòng)化系統(tǒng)硬件配置應(yīng)盡量統(tǒng)一，以減輕維護(hù)量。盡量減少獨(dú)立的小系統(tǒng)，在獨(dú)立系統(tǒng)老化時(shí)進(jìn)行改造，使之并入主輔控系統(tǒng)，zui終實(shí)現(xiàn)全廠僅設(shè)置主控DCS、輔助控制系統(tǒng)、輸煤DCS和脫硫DCS。zui終理想的華能淮陰電廠的監(jiān)控點(diǎn)配置為:1、2號機(jī)組單元控制室，3、4號機(jī)組單元控制室，5、6號機(jī)組單元控制室，2個(gè)化水控制室，1個(gè)輸煤控制室，1個(gè)脫硫和除灰合用的控制室。