传统电厂地数字化建设.doc

传统电厂的数字化建设-机电论文
传统电厂的数字化建设
韩平1 张战强2 舒茂龙2 张凯3 方海泉4
(,中国北京 100033;,宁夏银川 750409;
〈宁夏〉环保科技有限公司,宁夏银川 750001;,中国北京 100048)
【摘要】分析了数字化电厂的定义、特点和体系结构,明确了传统电厂向数字化电厂发展需建设的内容,阐述了传统电厂数字化建设面临的问题和建设方法,其中建设方法包括生产运行数字化、生产管理及经营决策的数字化,提出传统电厂数字化建设需分阶段实现的设想,重点介绍了分散控制系统(DCS)一体化建设,并给出了两个电厂DCS改造的成功案例。
关键词 数字化电厂;DCS改造;厂级DCS
作者简介:韩平,神华国能集团有限公司科技信息环保部,高级工程师,从事火力发电集团科技信息环保管理工作。
0 引言
对于已建成并运营了一定年限的火力发电厂(称为传统电厂),为了提高其发电效率、降低发电成本,需要运用系统论方法,把电厂的数字化建设进行逐层剖析,从整体出发进行设计,使电厂数字化建设全面有序展开,提升整个电厂运营效率。
1 数字化电厂的概念
数字化电厂的定义大致可分为两类:一类是狭义的、浅层次的、初级的,即认为数字化电厂就是指电厂生产,乃至管理的数字化,只要电厂监控系统(包括现场仪表)和管理系统的各个层面都实现了数字化,就认为建成了数字化电厂;而另一类是广义的、深层次的、高级的,即认为数字化电厂包括电厂设计、建设、营运、管理等电厂全生存周期各个过程的数字化,重要的是应建立有电厂的数字模型,并充分利用系统集成、专家系统、虚拟现实等现代信息处理和管理决策技术,实现电厂管控真正意义上的信息化、智能化,最大限度地达到电厂安全、高效、环保的运行状态。实际上,后一种定义更为全面、系统,也与国际上主流的数字化工厂观点相吻合。[1]
从电厂生存周期全过程综合来看,电厂的数字化不仅体现在建立有相应的数字化电厂模型,而且也应包括在其各个生存过程的数字化,即电厂规划和设计的数字化、电厂建设的数字化、电厂运行的数字化、电厂运营管理的数字化等各个层面,如此才可称得上是全面的数字化电厂。
2 数字化电厂体系结构
通过对发电企业管控一体化模型的研究并结合火力发电厂的特征,将数字化电厂分为四个层次、四个支持系统的数字化电厂层次结构模型。数字化电厂的结构模型如图1所示。[2]

四个层次分别是:现场设备层、厂级监控层、生产管理层、经营决策层。
四个支持系统分别是:数据库支持系统、计算机网络支持系统、三维模型支持系统、电厂标识系统KKS。
3 传统电厂数字化建设面临的问题
传统的设计模式与数字化设计的要求相差很远
由于传统的设计机制没有针对数字化电厂的特点进行提升和变革,加之由于设计人员的设计理念还局限于传统电厂的设计,没有深入理解数字化电厂的特点,造成数字化电厂设计的目的仅仅是数据共享和实时可查。由于采用的应用软件平台不同,缺乏规范统一性,使大量的有用信息无法真正共享,造成资源浪费。[5]
软件不能合理利用盲目引进造成浪费
近几年随着国外设备的引进,有些电厂就像引进设备那样来引进软件,没有对整个电厂的信息系统进行总体规划,使数据传递不畅,结果使引进的软件不能发挥应有的作用。同时由于没有系统规划,还造成了许多软件功能的重复,引起数据冗余,造成浪费。
企业技术人员缺乏
国内的不少企业已经引入了国外先进的软件,但是技术人员缺乏,不能使软件功能最为有效的发挥成为一个不可回避的问题。
其他问题
在现在的数字化电厂中,还普遍存在系统目标不明确,系统规划不合理,以及设计阶段缺少统一的编码等问题。
4 传统电厂数字化建设方法
全面实现电厂数字化工作,在国内外均处于刚起步阶段,对于20世纪90年代建设的传统电厂的数字化建设,建议分阶段进行,第一阶段是实现生产运行数字化,包括全厂DCS一体化、智能保护及智能安防、一键启停控制系统、无人值守、升压站监控系统、智能化调度,重点是对分散控制系统(DCS)进行升级改造,建成全厂DCS一体化,也称为厂级DCS。第二阶段是生产管理与经营决策数字化。
生产运行数字化
厂级 DCS 的概念
厂级DCS是在各单元机组、公用、辅控系统网络基础上,设置一个整合统一的控制网络平台,它实现对厂内所有生产系统的监视和控制。在厂级DCS控制平台上可根据实际情况引入故障诊断、智能设备状态管理、振动分析系统、煤质在线分析、锅炉寿命在线监测及管理等专家系统,实现高级智能监控、智能保护和智能管理任务。