热能工程及其自动化篇（1）

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0122-01

热能动力工程主要指在施工的过程中将热能安全、高效地转化为其他能量形式的方式，是我国能源建设的重中之重。该方式可以为我国建设生产提供原动力，增强能源应用效益。热能动力电气自动化可以改善热能动力监控及调整效果，对能源转换过程中的各项内容进行全面控制，促进了热能动力发展进程。

1 对热能动力电气自动化的规划设计

在对热能动力电气自动化实施规划设计的过程中，相关人员要对用户需求进行全方位了解和深入挖掘，依照上述内容形成大体规划设计方案，分析初步方案的可行性。设计人员要根据电气自动化构建规范及热能动力高效建设目标逐渐改善方案的质量，形成完整热能动力电气自动化体系。

1.1 用户需求的全方位分析

用户需求是热能动力电气自动化建设的第一位。相关人员要充分了解对方需求及自身技术水平，对热能动力电气自动化体系工作内容进行定位，形成初步建设方向。相关人员可以通过谈话、讨论、分析等方式完成信息收集，了解用户所需要的热能动力电气自动化构建内容。在上述交流的过程中，相关人员要对用户曾经出现的热能动力电气自动化系统难点、问题等询问，依照上述内容制定自身系统目标，最大限度满足用户需求。信息获取完成后要对性能、功能、费用等方面内容进行评价，对热能动力电气自动化系统最终目标进行明确。

1.2 初步设计方案构建

初步设计方案构建主要是依照用户需求完成。设计人员要严格依照用户需求明确热能动力电气自动化系统中热能动力状况、结构构成成分、子系统规模、子系统之间描述指标、选取构建技术、实现途径、系统设计实施规划、系统设计预算等。设计人员可以选取文字、图标、图形等方式，对热能动力电气自动化设置内容进行完善，增强设计的可理解性，降低建设难度。

1.3 可行性分析

可行性分析主要是从技术、经济、建设三方面对热能动力电气自动化系统进行评价。相关人员要依照科学技术手段，分析热能动力电气自动化系统应用成效，判断热能动力电气自动化系统是否有建设的必要、是否具有高度经济效益、是否具有先进技术性。当该系统能够明显优于其他系统、系统技术与应用相适应、折旧费及维修费总和小于系统使用中获得的经济效益时方可以投入设计、使用。

2 热能动力电气自动化系统构建

2.1 热能动力电气自动化总体构建

在总体构建的过程中，相关人员要对热能动力电气自动化系统进行宏观把握，对电气自动化监控内容进行明确。要依照电气自动化专业知识及实践经验，深入分析热能动力系统建设目标，对系统设计中的逻辑设计、应用设计、协调设计、自动控制进行完善，形成系统化、高集成化的控制内容。总体构建的过程中，设计人员要具体比较、分析各种技术及手段，从上述技术及手段中选取最实用、最可靠的自动化控制建设方式，提高系统适应性、可靠性。

2.2 热能动力电气自动化详细构建

详细构建主要指对热能动力电气自动化系统的施工设计，是对技术设计及平面图设计的综合。在上述设计的过程中，相关人员要加强对施工图设计的控制，最大限度提升电气自动化体系控制规范，改善热能动力转化效益。系统施工图设计时要细化工程施工图设计及内容，对图纸目录、施工具体说明、子系统系统图、系统电气管线平面图、系统配线段及端接图等。

详细构建的过程中，相关人员要对热能动力电气自动化工程参数进行计算，将各项数据标注在热能动力电气自动化平面图纸相应位置上，确保后续施工过程中能够有据可依。设计的工程参数要满足自动化控制精度，尤其是在系统安全设计过程中，人员要对安装中的布线设置、配电装置设计、开关设置等位置进行细化，提升系统构建的有效性及可靠性。

工程施工图除需在对常规设计中的土建施工内容进行明确外，还需要分析电气自动化系统配线方式、布线要求、系统设备编号及方式、现场控制装置及控制点、中央控制室等内容，依照热能动力实际状况，完成电气自动化系统设置。

2.3 完善热能动力电气自动化构建

热能动力电气自动化构建完善时需要对设计、施工、安装、调试、评估四项内容进行明确，形成完善热能动力控制体系。施工人员要依照设计内容完成各项工作，安装自动化控制线路及设备，对热能动力转化实时监控及调整。施工人员要严格依照电气自动化安装规范，严格依照设计图纸要求及数据标注，完成系统施工。施工完成后，施工人员要对热能动力电气自动化系统中各项功能进行调试，观察电气自动化系统是否能够满足各项运转要求、性能要求。一旦发现性能指标无法满足用户需求后，相关人员要及时依照系统整体设计规范，对系统内部实施改进。在改进时人员要严格控制系统内容，最大限度降低改进面积，减少改进操作，防止改进对其他部分产生影响，造成电气自动化控制效果大打折扣。调试后发现热能动力电气自动化系统不存在任何问题后，人员要对系统指标进行评估，对自动化建设效果及能源转换效果进行明确，观察各项控制水平及转化水平。人员要随着热能动力发展逐渐对控制系统内容进行拓展，依照实际需求拔高系统构建，确保热能动力电气自动化系统能够与当前热能动力发展紧密结合。

3 结语

热能动力中电气自动化体系已经应用到当前水利、电力等工程中，对我国经济建设具有非常积极的作用。在实施热能动力中电气自动化体系构建时，相关人员要严格参照热能动力设计规划，对电气自动化要求进行全面分析，只有在上述规范上完善设计流程，实施系统构建，才能够从根本上改善我国热能动力系统发展状况，为企业及社会生产提供良好的原动力。

参考文献

[1] 王文才.热力动力学设计研究[J].中国技术新产品，2011，5（22）：67-69.

热能工程及其自动化篇（2）

李学文，太原市48中高中语文高级教师，太原市优秀教师，太原市优秀班主任，太原市十佳百优教师，太原市语文学科带头人，太原市名师培养对象。

专业介绍・能源与动力工程

【历史沿革】能源与动力工程，2012年前称为热能与动力工程。该专业涉及传统能源的利用、新能源的开发和如何更高效地利用能源。能源既包括水、煤、石油等传统能源，也包括核能、风能、生物能等新能源，以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。

【专业缘起】热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响，专业分割很细，比如热能与动力工程专业中就包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业。但随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的出现，浙江大学率先将热能与动力工程专业改成能源与环境系统工程专业，得到广大青年学子和社会各界的认同。不久后，清华大学也将热能与动力工程专业改成能源动力系统及自动化专业。

【培养目标】（1）以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向（含能源环境工程、新能源开发和研究方向）；（2）以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机及汽车工程，船舶动力方向；（3）以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向；（4）以机械功转换为电能为主的火力火电和水利水电动力工程方向。

【培养要求】本专业学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识，热学、力学、电学、机械、自动控制、系统工程等学科的理论基础，热能动力工程专业知识和实践能力，掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。

【毕业生应获得以下的知识和能力】（1）具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；（2）较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括工程力学、机械学、工程热物理、流体力学、电工与电子学、控制理论、市场经济及企业管理等基础知识；（3）获得本专业领域的工程实践训练，具有较强的计算机和外语应用能力；（4）具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识，了解其科学前沿及发展趋势；（5）具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

【主干学科】动力工程与工程热物理、机械工程、流体力学。

【主要课程】工程力学、机械设计基础、机械制图、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、测试技术、燃烧学等。

【主要实践性教学环节】包括军训、金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计（论文）等，一般应安排40周以上。

【主要专业实验】传热学实验、工程热力学实验、动力工程测试技术实验、流体力学实验等。

西安交通大学能源与动力工程学院的前身为创建于1921年的机械工程科动力组，1952年全国大规模院系调整时，脱离机械工程系变为动力机械系，1956年随学校主体迁往西安，是当时交通大学整体西迁的科系之一。

学院师资力量雄厚，荟萃了国内外能源与动力工程、工程热物理、核能科学与工程等学科领域享有盛誉的教授、专家和学者。现有教职工258名，其中教师172人，实验技术人员62人，行政管理人员24人。其中中国科学院院士2名、中国工程院院士1名、部级教学名师2名、部级有突出贡献专家8名，教授75名、副教授59名。教师队伍士学位获得者占73.3 %。

学院拥有动力工程及工程热物理、核科学与技术等2个一级学科博士点和博士后流动站。拥有包括工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、化工过程机械、核科学与工程、核技术与应用、化学工程等在内的9个二级学科博士点以及2003年增设的能源环境工程、后续能源与能源新技术、航空动力与空间环境工程3个博士备案点，其中动力工程及工程热物理一级学科，热能工程、流体机械及工程、动力机械及工程、制冷及低温工程、工程热物理、核能科学与工程6个全国重点学科，热能工程、流体机械及工程2个二级学科是我国最早批准的首批全国重点学科。下设热能工程系、制冷及低温工程系、流体机械及工程系、动力机械及工程系、化工过程机械系、核科学与技术系、化学工程系、环境工程系等8个系和热与流体中心、教学实验中心。完成了大量国家和省部级科研项目以及与企业的合作项目，作为首席科学家和主持单位主持国家973重大项目2项，并与多个国家与地区的研究机构和企业建立了合作关系，承担了与美、英、日、韩、希腊、香港等国家和地区的多项合作项目。

在有史以来的多次部级评估中，该院热能工程、流体机械及工程2个二级学科的评分均始终名列全国第一，动力工程及工程热物理一级学科博士点的评分也始终在全国名列前茅。

有问必答・关于报考

问题1：能源与动力工程专业的学生应有怎样的知识和能力？

（1）具有较扎实的自然科学基础，熟练掌握高等数学、工程数学、大学物理、工程化学等基础性课程的基本理论和应用方法；具有较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力。

（2）掌握一门外国语，具有较好的听、说、读、写能力，能较顺利地阅读本专业的外文书籍和资料。若外语为英语应达到国家四级以上水平（含四级）。

（3）系统地掌握本专业必需的技术基础理论，主要包括力学理论（理论力学、材料力学、流体力学），热学理论（热力学、传热学等），机械设计基本理论，电工与电子基本理论，自动控制理论，能源动力工程基础理论等。

（4）熟悉本专业领域内1～2个专业方向或有关方面的专业知识，了解其学科前沿和发展趋势。

（5）具有本专业必需的制图、计算、测试、调研、查阅文献和基本工艺、操作、运行等基本技能。

（6）具有一定的计算机知识和较强的计算机应用能力，较熟练使用计算机工具，解决工程中的有关问题。

（7）具有较强的自学能力、分析能力和创新意识。

问题2：能源与动力工程专业的学生就业方向？

根据专业方向不同，毕业生可在大型企业、相关公司以及相关的研究所、设计院、高等院校和管理部门从事热能工程、动力工程、制冷工程方面的研究与设计、产品开发、制造、试验、管理、教学。或发电厂、内燃机厂、汽车制造厂、物流调控、锅炉厂、大型机械厂、造船厂、空调厂、制冷设备厂、暖通工程等领域工作。也可从事能源与动力工程及相关方面的研究、教学、开发、制造、安装、检修、策划、管理和营销等工作。还可在本专业或其他相关专业继续深造，攻读硕士、博士学位。

问题3：能源与动力工程专业人才培养目标和培养规格，专业方向的不同有差异么？

根据专业人才培养目标和培养规格，因专业方向的不同而有所差别。

（1）热能动力及控制工程方向（含能源环境工程方向）

主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。

（2）热力发动机及汽车工程方向

掌握内燃机（或透平机）原理、结构、设计、测试、燃料和燃烧，热力发动机排放与环境工程，能源工程概论，内燃机电子控制，热力发动机传热和热负荷，汽车工程概论等方面的知识。

（3）制冷低温工程与流体机械方向

掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统，制冷空调与低温各种设备和装置，各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。

（4）水利水电动力工程方向

掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识，以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

问题4：能源与动力工程专业的学生需要系统掌握哪些知识？

掌握高等数学、大学物理、工程化学、生命科学、环境科学等方面的知识。

掌握工程制图、工程数学、理论力学、材料力学、机械设计基础、金属工艺学、电工学、电子技术基础、工程流体力学、工程热力学、传热学、计算机原理与应用、自动控制原理等方面的知识（对水利水电动力工程方向，工程热力学、传热学知识要求可适当降低）。

问题5：能源与动力工程中的能源动力系统及自动化专业主要研究什么？

研究将煤炭、石油、天然气等一次能源转化为电力、热能等二次能源的生产和利用过程；研究人工环境、制冷空调、低温生物医学等领域的科学技术问题；还研究风能、太阳能、生物质能等新能源的开发利用。能源转换与利用过程排放的有害物质将造成环境污染，因此能源的生产必须高效、清洁。能源与环境系统专业不仅对自动化控制十分依赖，而且是一个复杂系统工程，集合了热科学、力学、材料科学、机械制造、环境科学、计算机科学、自动控制科学、系统工程科学等高新科学技术。能源与环境系统工程专业具有很宽的专业知识面，是一个能源、环境与控制三大学科交叉的复合型专业。

【意林散文】

羞 涩

文/刘心武

在我的艺术世界里，羞涩几乎无处不在。

我羞涩地画水彩和油画，不仅是因为我没受过扎实的基本功训练，也不仅是因为我害怕别人对我的画作鄙薄，而主要是因为我对色彩、明暗、笔触、韵味等充满了虔诚。对于我来说，那相当于宗教信徒走进了教堂。

我更常常羞涩地面对着大自然。

热能工程及其自动化篇（3）

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0135-01

电力是现代社会文明的支撑，可以说没有电力就没有现代科技的一切，尽管近年来人们为了摆脱能源威胁，新能源的迅速发展，但是火电厂依旧是我国供电的重要方式，随着供电需求量越来越大大电网、以及高度自动化和大机组的电力工业时代已经来临，火电厂热工自动化的技术已然是了大型发电机组里不可或缺的部分，可以说热工自动化的发展水平，已经是衡量一个火电力企业发展水平的一个重要标志，但是电力本身就是就是一个双刃剑，在火电厂热工自动化技术运用已经有大发展的今天，安全隐患以及事故的发生，仍然是我们不能忽略的问题，本文就将对热电厂热工自动化技术的发展现状分析，然后探讨所存在问题及怎样防范事故的发生。以便对我国火电厂热工自动化及事故防范能够提供到一定的帮助。

1 火电厂热工自动化技术的发展现状分析

我国现在还处于发展阶段，很多技术与西方发达国家，还有很多的差距，但是火电厂热工自动化技术，随着我国近些年来改革开放，经济、科技都有了迅速发展的大背景下，火电厂热工自动化技术也日趋成熟，热工自动化是一个包含了控制，仪表，工程还有信息等许多专业的知识理论以及将这些专业知识理论加以综合运用。并且采用以及通过各种自动化仪器表和装置其中也包括运用计算机系统，来对火电厂中的热力生产过程闭环或者开环的监视，控制来确保火电厂电力生产安全以及能够达到经济有效，最终能够达成火电厂的电力生产，质量优良生，产过程安全，和能源消耗少目标的热工自动化技术。

我国现阶段火电厂中因为作业环境独特，拥有的热力技术以及器械繁多，生产系统大而且复杂，生产过程繁复。而且由于火电厂自身的条件限制，所以设备一般都长期在高压和高温这种及其易燃的恶劣作业环境下，所以现阶段我国火电厂热工自动化技术还拥有对生产设备自动的进行检测和自动对危险能够预警提示的功能。在通常的火电厂中热工自动化系统含括着控制，执行以及测量这三种功能性的系统。这三大功能系统中执行和测量是近些年来火电厂热工自动化技术的创新技术。虽然在原理上和结构上变化不大，但是由于近些年来计算机技术的发展，信息时代网络时代的高速发展，火电厂热工自动化技术将拥有智能化的微处理器等很多设备引入这样便可以通过计算机技术来对火电厂热工自动化技术，进行控制，使得现阶段火电厂热工自动化技术的核心控制系统已经渐渐的被计算机技术而代替。

2 火电厂热工自动化中问题及事故防范

电力生产过程中本身就属于高危工作行业，尤其是在火电厂这种生产条件复杂且生产设备不一控制的条件下更为不安全，所以火电厂热工自动化要应对的问题以及事故防范，要尽可能做到万无意思，下面我们就针对火电厂热工自动化技术要应对的问题和应该针对问题作出的事故防范措施。[4]

火电厂热工自动化技术是一个严密的综合运用的系统，所以当控制、信息、仪表、工程等任何一个环节出现问题，都有可能导致整个设备运行过程中出现像火电厂的机组跳闸系统出现运行故障等问题，严重者更是能对整个热工自动化控制系统造成损坏。作为一个专业知识技术都过硬的火电厂热工自动化控制人员，应该能够有效的防范安全隐患的发生，以及控制事故发生后想大的方面扩展。正所谓巧妇难为无米之炊，那么要想控制好火电厂热工自动化事故的发生，首先要从热工自动化技术的设备上入手，在热工自动化设备的采购上，一定要防止腐败私自克扣公款的情况发生，采购制度应尽量做到透明，竞标上一定要做到公正，验收热工自动化设备时一定要严格不能有一丝马虎，对那些没有经过一年以上火电厂实际作业的热工自动化新的设备，应该尽量的不在或者少在重要的电力生产过程中使用。

火电厂热工自动化事故的防范不但要事先预防，在电力生产过程中，应该做到全过程的跟踪、监视应该设立热工自动化技术事故防范小组，对整个火电厂热工自动化设备的运行过程进行全方位的检查，做到及时发现热工自动化的隐患，及时处理好自动化的隐患。整体上的监制和管理是一方面，但是整体上的管理毕竟在人力和时间地点等很多条件的额限制，所以对热工自动化系统中各个方面，应该做到按照工作的范围把对热工自动化设备中有可能影响到安全、稳定的地方落实到个人，加强对热工自动化技术方面的更新，对每一项可能存在的设备隐患，要做到随时记录，随时处理。

上面我们分析到，火电厂热工自动化技术整个设备运行管理应该落实到个人，这样不但方便管理而且也能够有效的应对热工自动化技术设备的事故发生，那么针对员工就应该做好相关专业知识以及技术的培训，这样能够使得热工自动化技术设备人员自身的素质得到提升，也能够使得每一个热工自动化控制管理运行人员，在应对事故的时候能够提出自我的见解，能够对火电厂热工自动化事故处理的制度做到完善，也能够使得热工自动化设备在日常维护中更加容易。

火电厂的电力生产中很多参数是不一控制和检测的，这对热工自动化设备的安全稳定运行也是重要影响因素之一，面对这一现象，针对计算机技术的引进，就使得这种问题得到了解决，运用计算技术对热工自动化设备控制可以达到更加智能，更加精确，使得生产过程中各项参数值得测量变得容易，热工自动化技术可以借助计算机建立模型分析，检测设备故障诊断这样不但能够有效的保障电力工作人员的人生安全。对热工自动化设备事故的防范也能做到更加的精确和全面。

3 结语

综上所述，我们对火电厂热工自动化技术有了一个初步的认识，以及针对火电厂热工自动化事故的发生及防范有了进一步的了解，随着我国科学技术和经济力量的不断提升，我们对能源的额需求越来越大，火电厂热工自动化技术也会越来的越完善，但是无论何时何地，针对火电厂热工自动化事故的防范，安全生产应该时刻的警惕，不断的从实践中学习、摸索，不断的引进新的技术像dcs，plc这些新技术的引进不但改进了传统人工操作的弊端，而且使得整个生产更加的安全容易。相信随着我们不断的学习改进，火电厂热工自动化技术一定能我国的国计民生作出更大的贡献

参考文献

热能工程及其自动化篇（4）

所谓热工自动化技术就是指利用控制理论、计算机技术、热能工程技术以及智能仪器仪表等，检测和控制热力学中的相关参数，以此在生产过程中进行管理、检测、决策、控制、调度以及优化等时，达到提高其产量、质量、减少消耗等目的一种综合性高新技术。热工自动化不仅可提高热工机械设备在工作中的稳定性与安全性，减少工作人员劳动需求，同时还可有效改善工作环境。随着热工自动化技术的不断发展与应用，其机组的容量也在不断地扩大，其自动化程度也日益提高，在生产工作中热工所监控的范围也在逐渐扩大，在目前工业生产中占有很重要的位置。

1.火电厂热工自动化技术的概述

近年来，随着经济和科学技术的发展，火电厂热工自动化技术也越来越成熟。火电厂热工自动化技术就是利用各种各样的自动化仪器与装置，监视火电厂热力生产过程中的闭环与开环等，并对其进行控制，从而保证火电厂的电力生产安全，使其能够达到最大化的经济效益。

在目前火电厂的电力生产过程中，其热工自动化技术综合应用了热能工程的控制理论技术、高智能型的器械仪表以及电子计算机信息技术等，其特征主要表现为以下两点：第一，设备的智能化。通过科学技术的应用，以及现代电力能源的开发，火电厂热工自动化设备逐渐实现了智能化的监控，通过计算机管理系统，可实施先进智能型机械仪表和精密元件的配置，达到智能化监控电力生产过程的目的。第二，技术的高新化，实现了科学监控和检测火电机组在运行过程中的电力参数、热能参数等。

1.1.系统自动化控制

火电厂热工控制系统包括三种类型，即自动关调节、远方控制以及顺序控制等，其中自动控制装置作为生产过程中自动调节与运行的关键，其可保证机组在提高安全性的条件下达到一定的经济效益目标。所谓自动调节就是指在系统各项装置中，在其运行的状况下，可自动适应代外界条件所发生的变化，使其生产保持在一种稳定的状态下，使锅炉水位、燃烧以及汽温等均可得到相应的调节， 尽管自动调节系统的发展逐渐成熟，但是因受到各个方面因素的影响，在运行过程中，避免不了了会出现故障，而这就需要对其采取相应的改造措施。

1.2.系统自动化检测

通过火电厂热工自动化技术，检查与测量生产过程中的各种参数，并将生产设备的各种物理量与化学量的工作状态反映出来，有效监控生产。检测参数所涉及到的内容非常多，有温度、电压以及电压等。自动检测所获得热工参数作为判断火电厂机组运行的一个重要依据，不仅可以随时调整自动控制，同时也是机组经济核算与事故分析等事项的一个重要数据来源。

1.3.自动保护作用和顺序控制作用

火电厂自动保护装置可对机组各个设备运行状态实施调节，若热工参数超过数值范围内，或者设备在运行过程中发生问题，满足不了生产的需求时，该系统就会自动地发出相应的警告，并且采取相应的措施，避免事故扩大，防止出现重大的损失。

所谓顺序控制就是利用事先所拟定的程序，对其进行有效地控制，确保系统在正常的运行过程中，各被控制对象可根据时间与条件有条不紊地进行工作，在机组启停和运行以及处理事故等方面，顺序控制有着非常重要的作用。在实施顺序控制时，应该按照生产设备的实际情况来进行设定，使其符合生产流程的要求。

2. 对热工自动技术实施改造的经济评价原则

第一，在额定参数内，机组稳定运行所带来的效益，因分散控制系统自动监测与调整机组运行的参数，并和更新热工设备的相互配合，相对于以往的模拟仪表而言，其自动调整性有了很大的提高。第二，生产安全所产生的经济效益，随着分散控制系统的投入，提高了机组运行的可靠性与安全性，有效降低了误操作现象的出现，加快了故障分析的速度，减少了其停机的时间。第三，减人增效。通过分散控制系统与汽轮机数字控制系统的投入，在减少运行人员劳动强度的同时，还减少了监盘人员与检修人员。第四，减少了检修费用与维护费用，计算机技术基础上所实施的改造，为火电厂的管理与决策信息化打下了坚实的基础。

3.热工自动化技术的改造方案

3.1.集中控制室的改造

3.1.1.报警光字牌、模拟仪表、按钮开关以及M/A操作器的设置，在单元机组改造过程中，应根据火力发电厂设计技术规范中的相关内容来配置其后备监控设备，尽量一步到位，防止重复改造。

3.1.2.对机组实施分散控制系统与汽轮机数字电液控制系统的改造，同时按照其控制室的具体布置情况对控制台以及控制盘进行相应的改变。通过这种改造，缩短操作台和控制盘之间的长度。

热能工程及其自动化篇（5）

2电厂热工自动化技术改造中面临的问题

关于电厂的热工生产中往往涉及到大量的设备,并且在这个过程中也有相关系统庞大,发电的过程也相对较复杂。除此之外,其生产环境恶劣,条件较差。这一系列因素就给电厂热工自动化的技术改造带来了重要一定的困难。

2.1任务重,周期长

在电厂的生产过程中,会涉及到大量的设备以及相关庞大的系统。而要进行相应的技术改造就必须在这一基础上来进行,不仅仅需要就原有的设备以及系统等进行分析研究,选取合适的方法以及技术。大量的设备以及相对较复杂的流程就大大增加了相关工作人员的工作量,并且任务相对繁重,也大大延长了生产的周期。

2.2电厂热工自动化技术改革分析总结不足

由于工作人员的态度不认真,以及技术改造之后相关人员的忽视,往往就会造成自动化技术总结动作被疏漏,这样不利于电厂热工的进一步改进,在一定程度上限制了电厂热工自动化的发展。

2.3管理制度不完善

要进行电厂热工自动化技术优化改造,就必须要有相关管理人员以及技术人员的参与。但是就目前电厂的热工技术改造的情况可以发现,其存在明显的不足,不能实现对相关人员的有效管理,就其原因可以发现是由于管理制度不够完善。

3电厂热工自动化技术改造中面临的问题

随着技术发展以及我国的国家各项政策的支持,也在一定程度上促进各项事业的发展。我国在电力方面也给予了极大地支持，积极推进电厂的自动化建设，希望能够是我国的电力产业发展更进一步，完善其绿色化、智能化生产，同时希望促进电厂热工自动化技术的改造,向着智能化以及高速化的方向发展,并能够以此来提高生产效率,增加企业收益。本文就怎样进行电厂热工自动化技术的优化改造进行了探索研究,希望能够以此促进相关技术的优化改造。

3.1确立电厂自动化技术改造目标与原则

要进行电厂的自动化技术改造,并且能够保证其实现,就必须明确其改造的原则以及改造的目标,并且以此来指导进行电厂自动化技术改造。既要提高电厂的安全生产效率,又要根据本身电厂的实际情况展开分析,明确自身企业发展的目标与方向,确立自己的技术改造目标。在当前发展中,应该注重电厂热工自动化技术的智能化,在保证其高效稳定发展的基础上,提高电厂的经济效益。

3.2集中控制室改造

集中控制室作为电厂热工自动化技术的核心部分,其改造必须要相应加强,也涉及到各个方面。不仅仅要对控制盘、台实施改造,并且在这个基础上对常规显示控制仪表进行设置,而且为了提高其性能,还应该注重采用大屏幕显示器。

3.3应用节能环保高压变频技术

当今社会人们越来越注重绿色经济以及资源节约,而电工热厂的发展在这一方面存在明显的不足。为保证其发展,就必须进行改革以及技术改造,高压变频技术为其提供了一定的条件,也将成为未来发展的方向。

3.4优化电厂热工自动化控制系统

电厂热工自动化控制系统优化方面，也有其发展的方向，在未来的发展中将朝着高安全效益、高经济效益的方向发展，并且也将会设计具有较高的专业自动化控制软件应用于系统内，从而能够实现系统的优化。

热能工程及其自动化篇（6）

当前，在“绿色发展理念”深入人心的时代背景下，农林类高校迎来了很好的历史发展机遇;同时社会和企业对农林类专业人才的需求更加重视质量，对人才的知识深度、广度和对专业基础课、专业特色课核心知识的实践运用能力，均提出了更高要求。提高机械设计制造及其自动化专业学生林业装备系统总体及其子系统技术的掌握程度，拓展学生在林业装备系统上运用专业基础课、专业特色课中核心知识的科研能力，是农林类高教工作者面临的共同课题［4］。

1课程教学剖析

1．1课程内容

“热工基础及流体力学”这门课程是机械设计制造及其自动化专业的一门综合性专业基础课，是后续液压与气体传动、泵与风机、林业机械等专业及特色专业课的重要基础。课程目标包括:掌握工质的热力学性质、热力学第一定律、第二定律、热工转换的规律和理想气体的热力学过程，学会基本的理论分析与计算方法;通过对热量传递的三种基本方式、导热基本理论、对流换热基本规律、黑体辐射基本定律等内容的学习，使学生具备对基本的传热学问题进行分析和总结的能力;掌握流体的主要物理性质和流体静力学的基本理论知识，学会流体上的作用力分析，能够推导流体动力学方程的连续性方程和伯努利方程，针对黏性流体，能对管内流动状态进行判断;能够对“传热学”“工程流体力学”的实验结果进行分析和解释，通过实验数据综合分析工程中的现象及问题，并得到合理有效的结论。总体来看，本课程讲授内容包括工程热力学、传热学以及工程流体力学三大板块的内容，是在高等数学、大学物理、理论力学、材料力学的基础上进行深化学习，拓展到实际的工程问题，所以本课程不仅理论性强，而且工程应用性也很强;与机械设计制造及其自动化专业其他课程相比，该课程涵盖了本应三门独立开设的课程内容，知识难点聚集、微积分公式众多、三大知识板块思维跨度大、学生融会贯通掌握难。但是，学生对课程内容的掌握程度直接影响后续专业特色课程的学习情况。

1．2教学思路

目前，本课程总学时为48学时，理论授课42学时，实验授课6学时。三大板块的教学内容多，理论授课课时较少，矛盾突出:(1)学生由固体学科切换到流体学科的学习需要较长适应期;(2)课程中较多章节内容抽象，且涉及大量公式推导及专业的概念铺垫，加之为了跟上教学进度教学内容更新较快，学生普遍反映课程难度较大;(3)教学内容和后续专业及特色专业课内容衔接性不够紧密;(4)从内容的充实性和课程的结构上来看，“热工基础及流体力学”这门课程的教学内容已经满足要求，但是对接林业机械领域最新技术，强化学生创新思维方面，当前的课程建构仍无能为力;(5)由于本课程的学习不涉及具体的机械装备系统，使得同学们对本课程在专业中的地位认知不足，学习积极性欠佳，这些现状使得提升教学效果难度较大。针对上述课程特点及教学现状，结合农林类高校“机械设计制造及其自动化”专业的实际情况，制定了如下教学思路:(1)授课时，使学生从机电系统、固体力学等学科的思维中切换出来，将空间观测法跟同学们探讨透彻，基于空间观测法开展“热工基础及流体力学”的课程教学。(2)在教学大纲中删除过于抽象、应用面较窄的教学内容，深入讲解与后续“液压与气体传动”“泵与风机”“林业机械”等课程关联度较深的内容，为专业及特色专业课的学习做好扎实铺垫。(3)结合在林业机械领域与“热工基础及流体力学”紧密关联的科研经历，探索寓教学于科研、科研反哺教学的授课模式，强化同学们对“热工基础及流体力学”在“机械设计制造及其自动化”专业里占有重要地位的基础认知，显著提升同门们自愿学习、自主学习的热情。(4)注重思维方式、终身学习意识的培养。教学过程中注重切入问题角度的讲解，使得同学们在明白问题的同时更养成学习思考问题方法的习惯;从固体学科到流体学科是一个较大的跨越，在跨越的过程中，使同学们树立终身学习意识，为以后培养同学们提出、解决林业机械领域学科前沿性、热点性问题的能力打下坚实基础。

2课程构建探讨

在“碳达峰、碳中和”的硬性发展要求及“绿水青山就是金山银山”的发展理念加速推进的浪潮之下，农林高校“机械设计制造及其自动化”专业的毕业生在高等教育系统中的地位不断提升，所以基础专业课程构建更需获得与之地位匹配的重视。一方面，基础专业课课程构建要体现基础知识的深度和广度;另一方面，内容要很好衔接并服务于核心专业课、特色专业课，为学生后期毕业设计、研究生科研深造做好铺垫。

2．1课程内容深度衔接核心专业课

“林业机械”是南京林业大学“机械设计制造及其自动化”专业的核心专业课，内容涵盖林业动力、整地、清理、苗圃、造林、抚育、保护、防火、采伐、采摘、智能化等机械。其中，和“热工基础及流体力学”专业基础课相关的包括动力、清理、保护、采摘等板块。林业动力机械(包括泵、风机)涉及“工程热力学”中热能和机械能之间的转化问题，同时也涉及“工程流体力学中”可压缩混合气体压强、温度变化和装置的动力匹配问题;林业清理机械涉及“工程流体力学中”不可压液态水在管道内部的流动，在雾化器内的流态分布、出口后雾化粒径分布等复杂多相流问题，如图1所示;林业保护机械中喷雾射程、喷雾穿透涉及“工程流体力学中”可压缩流体空气的外部流动及耦合风场、雾滴的多相流动问题，如图2所示;林业采摘机械中，基于负压的采摘系统涉及可压缩流体空气的管内流动问题。从衔接核心专业课的角度来看，一方面，农林类高校“热工基础及流体力学”这门专业基础课程应该深耕“工程热力学”和“工程流体力学”，而“工程流体力学”应该是重点中的重点;另一方面，也好兼顾课程内容的完整性，“传热学”也要适度调整。

2．2匹配三大板块关系，优化课程结构

建议协调、平衡三大板块的课时占比，同时明晰课程内容的内在逻辑关系，在此基础上进一步优化课程结构。在“工程热力学”(热能的间接应用)板块中，我们将实现热力学能向机械能转化的媒介称之为“工质”，媒介一般是“单一气体”或者“混合气体”，热力学第一定律、热力学第二定律、工质热力学性质及理想气体的热力过程等课程内容和专业核心课程林业机械吻合度较好。“工程流体力学”中，对流体的终结性定义是“抓不起来的物体”，一般性的定义是“气体和液体”的总称，但课程内容中流体基本概念的铺垫、流体静力学、流体运动学、流体动力学及黏性流体等课程内容都是基于不可压的液体，同为流体，但气体和液体的性质及研究重点相差甚远，“气体”这种流体相关课程内容的缺失为后续专业核心课程的学习带来很大知识结构缺陷。“传热学”(热能的直接应用)中，对导热、对流传热(混合传热，主要是流体和固体之间)、辐射传热的基本原理、工程应用等课程内容做了比较详细的讲解，但是后续专业核心课程对传热学中的知识需求很少，仅仅在脉动燃烧技术这一研究领域有所涉及。总体来看，不管是“工程热力学”中的“工质”，还是“工程流体力学”中的“气体”，再或者“对流换热”中的“流体”，其中“气体”是课程的“最大公约数”，也是和林业机械这一专业核心课程相关的“最大公约数”。鉴于此，“工程热力学”教学内容总体上可以维持不变，部分章节可以简化，不重要的知识点减少不必要的推导，侧重理论、公式概念的理解和应用，这样可省出一部分课时。总课时不变的情况下可以合理缩减“传热学”的课时，对辐射传热只做一般性介绍;考虑到相似原理在流体力学的试验研究中也有重要应用，可以在这里对相似准则进行深入讲解，省出较多课时。将“工程流体力学”放在最突出的位置，省出来的课时分配给这一部分;增加可压缩流体“漩涡势流理论”“相似理论中的量纲分析法”、包括气体动力学中“扰动在外空间流场中的传播”及“管内气体的流动”等内容，以匹配林业机械核心专业课。

2．3树立自主学习、终身学习意识

目前，流体力学板块中关于可压缩流体的课程内容匮乏，教学中会鼓励同学们在MOOC上寻找优秀资源进行线上学习，使同学们树立自主学习意识。通过工程流体力学板块，我们在体力学的范畴内将研究运动的方法由拉格朗日法提升到欧拉法，这是一个显著的改变，也是重要的进步，通过这一步，有助于培养同学们的终身学习意识。

热能工程及其自动化篇（7）

前言

随着我国经济全球化的发展趋势以及综合国力的增强，人们对工业的要求越来越高，这也对相关从业人员提出了更加严峻的考验。热能与动力工程是工业发展的基石，所以要想工业健康、有序的发展，就必须要对热能与动力工程进行探讨和研究。热能与动力工程和热电厂密切相关，相辅相成，将热能与动力工程应用在热电厂中是现阶段发展的普遍趋势，同时也是工业发展的必经之路。因此，分析热能与动力工程在热电厂中的应用具有重要的现实意义。

1 热能与动力工程

随着现代制造技术的发展以及激烈的市场竞争，现代化工业的生存和发展面临着更加严峻的挑战。工业想要有所创新和发展，热能与动力工程的有机结合是不可缺少的。工业领域的相关工作人员要对传统的工业生产形式进行完善和更新。热能与动力工程在热电厂中的应用即为一种新的技术改变，是体现社会经济效益的关键内容，工业的发展需要在技术方法上不断深化和改革，热能与动力工程的相互转化是目前我国相关领域对热能研究的首要任务，同时也是重要课题。热电厂在发展的过程中，也要进行创新，最迅速的方法就是将热能与动力工程相结合，并运用到热电厂中，从而表现出一种新的发展形式，提高工业生产效率以及生产质量。然而，工业在发展的过程中，会由于各种各样的原因产生不同程度的困难，要想保证现代化工业的可持续发展，就要寻找问题发生的根源，并提出相应的解决措施。

2 解决热能与动力工程在热电厂中实施困难的措施

在热电厂运用的过程中，会产生很多意想不到的问题，重热现象就是其中之一，重热现象是指重复利用热能。将热能应用于热电厂中，并对其进行科学合理的利用，严格控制热电厂运行参数，以此保证能量得到充分使用，同时还可以使工作人员熟练掌握机组的运行情况。另外，科学合理地利用热能，对自然环境有很大的益处，保护生态资源，具有环保性，最大化利用资源，从而为提高我国的工业生产质量以及能源的利用率奠定坚实的基础。

3 导致变工况的因素及特点

3.1 导致变工况的因素

变工况主要指随着负荷变化导致锅炉的工质升降的过程。影响热电厂运行的因素有很多，首要原因就是电能的存储问题，电能不方便储存，使得变工况在运用的过程中受到严重影响。同时电能也是影响热电厂运行过程中的关键因素，所以在热电厂实施时，要重点关注电能的存储问题。此外，电功率不稳定也会对变工况的实施过程产生影响，而导致电功率不稳定的原因有很多，需要相关工作人员定期对热电厂的运用情况进行排查和监督。其次，热电厂中的设备在运行时也会出现变化和问题，且这种变化是无规律的，比如锅炉的运行，它是释放热能的重要方式，也是改变热能的重要手段。然后，凝气装置的工况有时也会不稳定，在变化的过程中，导致其中的气压发生变化，其是一个关键性设备装置，在检验实际运行结果时会应用到凝汽装置。影响变工况的因素有很多，在发生问题时，要根据实际情况对其进行分析和排查，并及时提出解决措施，以此提高热电厂中机器运行的稳定性。

3.2 变工况的特点

变工况具有二次调频、非自动调频，以及自动调频的特点。两次调频是相对的，热电厂运行的过程是一个庞大而复杂的过程体系，一次调频无法满足波动带来的变化，需要进行二次调频，二次调频的方式有手动操作与自动操作两种。所谓非自动调频，就是指在电能产生的过程中，相关专业技术人员根据装置的变化调整机器的状态，通过维护机器状态来稳定频率，但是有时在调频的过程中，会出现响应缓慢的情况，这在面对大的调频情况时，表现得尤为明显，且难以实现。基于这种情况，就需要工作人员手动进行调频，直到保持合理、稳定的频率状态。非自动调频又称手动调频。自动调频，利用自动控制技术实现自动调频的过程，在电厂设备运行时，通过在发电设备与控制系统之间装入自动调节设备，通过自动调频来解决运行过程中的频率不稳定的问题，在一定程度上减小频率的变化幅度。与手动调频相比，自动调频也是调频的重要手段，然而需要注意的是，在使用自动调频时，要注意调频方式。

4 在热能与动力工程应用过程中容易出现的问题

4.1 损耗湿汽的因素

热能与动力工程在使用的过程中经常会出现湿气严重损耗的现象，引起这种现象的原因有以下四个方面：（1）空气中湿润的气体遇冷而凝结成水；（2）气体的速度的影响，使液体的流速小，损耗一定的动能；（3）一些液态水因为某种原因粘结在了机械的管壁上，使得湿气不能为动力工程所用，做了大量的无用消耗。（4）在动力工程的使用过程中，由于水蒸气的蒸发作用，使得蒸汽量减少，损害了叶轮的边沿，造成了一定的腐蚀，加剧了湿气的损耗。

4.2 防止湿汽损耗的要点

湿汽的损耗也是热能与动力工程应用过程中容易出现的问题，要想保证湿汽损耗的最小化，就要采取相应的措施，主要表现在以下几个方面。首先，在热能与动力工程运用的过程中加强热能的循环使用。其次，在生产过程中加装减湿设备，以此减少湿汽的大量损耗。再次，在生产时，要使用带收集液态水功能的喷管，在一定程度上减少湿汽的消耗。最后，加强对相关设备的维护和保养，通过各种手段加强其抗腐蚀作用，这是防止湿汽损耗的有效措施。要保证全部装置在运行过程中的效果，减少各部件之间的摩擦力，加速相关装置的运行速度，减少能量的损耗，从而防止湿汽损耗。

4.3 沿轴方向的推力特点

（1）在生产的过程中会产生大量的蒸汽，蒸汽在遇到冷空气时，就会凝结成水珠，使得推力变大。（2）叶轮部件在运行时与其中的液态水发生巨大的撞击现象，会影响到推力，使其变大。（3）在负载突然增大的情况下，也会导致推力增大。（4）由于长时间的运行以及没有定期进行维护，叶片会发生老化现象，致使推力加大。

5 结束语

综上所述，伴随着现代化科学以及信息技术的发展与进步，热能与动力工程的进程也在不断的加速，同时，人们对热能与动力工程的实施过程也提出了更高的要求。然而，在热能与动力工程实施的过程中会遇到各种各样的问题和阻碍，这就要求相关人员要具备高度的责任意识、专业的理论知识，以及充足的实践经验。只有这样，才能及时、正确处理热能与动力工程运用时出现的故障和困难，并为提高热能与动力工程在热电厂中的应用作好铺垫，保障技术的大幅度提高。同时对其进行科学合理地分析与研究，优化热能与动力工程在热电厂中的应用效果，这是相关从业人员的首要任务，也是有效促进热能与动力工程在热电厂中更好应用的必要策略。

参考文献

热能工程及其自动化篇（8）

热工仪表是由地表计、管路仪表、程控仪表等设备共同组成，各种设备通过电缆连接成系统或者是同路，就可以实现各个机组设备的调节与监测，从而满足设备对利用性与可靠性的双重要求。

1钢铁企业热工仪表自动化技术内涵与特征

钢铁企业热工仪表自动化技术是电子计算机信息技术、高智能器械仪表和热能功能控制理论技术的综合运用，从而有效的监控并科学的监测热能电力参数，实现全过程的安全管控，达到提效降耗的目标。在钢铁企业中热工仪表自动化技术的应用，主要是针对生产设备或者是其余辅设备的运行状况进行自动化的控制，以适应工况的变化，从而在经济、安全的氛围下确保其能够正常的运行。钢铁企业热工仪表自动化技术表现出的特征包含：第一，在能源的开发与利用背景下，钢铁企业的热工仪表设备已经能够实现智能化的监控，同时与先进的计算机管理系统、电子化系统相互结合，再配置精密的元件和智能型仪表，就可以实现全过程的生产智能化管控。第二，技术不断高新化。钢铁企业的热工仪表自动化技术，主要是现代化信息技术和电子计算机的合理应用，再配合上先进的控制理论和热能工程技术，就可以科学的检测与监控相关热能与电力参数，从而确保自动化技术能够满足高新的发展要求。

2钢铁企业热工仪表自动化的安装与试运行

针对钢铁企业热工仪表自动化运行，需要对其安装与试运行两个阶段进行严密的监控，这样才能确保其满足生产需求。2.1安装。因为钢铁企业热工自动化仪表属于高紧密设备，为了将热工仪表以及相应的设备功能发挥出来，就需要做好安装之前热工自动化仪表的技术检验。在检验中，主要偏向于仪表的质量与规格方面。尤其是针对压力、温度以及流量等重要的仪表，都需要做好完整的性能检验与测试，确保热工自动化仪表能够满足钢铁企业的生产需求。在技术准备期间，需要考虑到钢铁企业的实际情况，从而检查热工自动化仪表的实际暗转地点，针对通病，做好技术方案、方法的及时调整，找准预计设计与实际数据之间的偏差，这样才有利于热工自动化仪表性能的正常发挥，同时也能确保安装顺利的进行下去。2.2试运行。一般来说，钢铁企业的热工仪表自动化主要是系统工艺安装以及仪表的二次联校之后进行监测。第一，需要严密的检测单体单系统的运行情况，利用传动设备的实际转动情况，对仪表入口的压力值等数据进行检测。第二，在大型机组运转过程中，不但要检测必要的数据，同时还应该对联锁系统的运行能力进行测试，这样才可以满足生产过程中自动化系统支持远程操作，同时，在联动试运行过程中的就地操作中，要求控制室仪表和压力仪表都能够投入到运行环节中去。按照相应的规范设计来看，利用联动试运行，当部分容器的惰性气体置换完成之后，就可以投入到正式的生产环节。

3热工仪表自动化现场故障分析

钢铁企业热工仪表故障出现之后，需要多次的监测热工仪表的流量以及压力等重要数据，从而通过实际的设备运行情况以及测量获得的数据，从而分析仪表出现故障的具体原因，然后找出故障发生的部位，进行有效的故障处理。3.1热工仪表故障前后的分析。钢铁企业的热工仪表出现故障后，针对故障产生前后的实际数据，工作人员需要做好严格的对比。第一，在故障发生之前，操作人员需要对仪表性能系统的设计方案以及相应的生产工艺进行深入分析，同时将正常状态下的仪表运行参数记录下来，这样可以给后续的检查与维修提供相应的数据参考。当热工仪表发生故障，需要深入的分析机组的实际负荷情况以及生产原料的变化情况。在故障出现之后，需要及时的研究表的记录，从而找准故障出现的原因，然后针对热工仪表做好更换处理。一般来说，当热工仪表的记录曲线出现死线之后，就表示仪表系统已经出现了故障。这主要是因为平时的曲线记录都是处于波动的状态下，一旦波动不存在，就证明出现了故障。这样就可以排除机组或者是其他系统出现故障的可能。3.2分析热工仪表故障参数。由于在生产过程中，热工仪表的参数是不断变化的，一旦所记录的曲线出现大幅度的变化情况，就可能是热工仪表出现故障造成的。在故障出现之前，热工仪表的曲线记录的波动拥有一定的秩序。但是当故障出现后，曲线波动就会呈现出杂乱无序的状态，在这一状态下，手动控制装置无法启动。这一类型的故障是系统工艺造成的。当仪表发生故障后，都会表现出死线的状态。如果DCS显示仪器无法正常的显示，就可以通过现场检查的方式对仪表的数据进行检查。渐入项目参数值偏大，就可能是因为仪器系统出现故障造成的。总而言之。在钢铁企业的热工仪表自动化系统之中，我们无法完全规避故障的出现。但是一旦发生故障，就需要严格的监控并分析被控制阀以及控制对象的特性变化情况。因为这一部分因素都可能是主要的仪表系统出现故障原因。所以，当热工仪表系统出现故障，就需要对现场的仪表系统以及工艺操作系统进行检查，找准故障出现的原因，从而提出有效的解决方案。

4结语

针对钢铁企业热工仪表而言，自动化是主要的发展方向。自动化的钢铁企业，热工仪表有利于继续运行效率和机组性能的整体提高，同时也能够为钢铁企业创造更多的经济效益和社会效益。所以，在钢铁企业对热工仪表系统建设中，就需要通过先进的管理手段和良好的技术措施，通过科学合理的设计方案，确保热工仪表能够全面实现自动化的控制目标，并在自动化和智能化的基础上，提升钢铁企业的运行安全性和可靠性。

参考文献

[1]王再生.热工仪表的现场校准方法及自动化技术应用研究[J].科技与企业，2013（18）：335.

热能工程及其自动化篇（9）

中图分类号：C35 文献标识码： A

1、概述

热工仪表主要包括：压力表；压力变送器；差压变送器；压力校验仪；热工信号校验仪；就地温度计；热电阻；热电偶；液位变送器；温度变送器；压力传感器；液位变送器，液位计；智能数显仪；闪光报警仪；无纸记录仪；流量积算仪；压力校验装置；温度校验装置等。在火电厂中，通过电缆将所有的设备连接起来，形成一个完备的系统，进而对电厂生产中的各种数据进行控制和管理，在很大程度了提高了电厂的工作效率及经济利益，保证了电力生产及运行的安全、稳定与可靠。

热工仪表自动化技术是火电厂智能化建设的一个必要条件，是整个火电厂在智能化建设中需要重视的一个主要环节。现阶段，核心技术和高新技术的应用已经为火电厂实现智能化提高了前提保障，我们可以通过热工仪表自动化水平的提高，来对电力生产进行合理化控制调配，并对各项功能的应用进行最基础的技术保障，因而热工仪表是火力热电厂智能化发展的整体趋势。通过相应的火力电控系统热工仪表自动技术的实现，我们可以在实践工作中从根本上提高火电厂对生产的调节水平和管理能力。先进的科学技术应用在电厂可以对整个电力生产带来一种无可比拟的效能提高模式，自动化技术具有控制更精准、管理手段更科学合理以及运行更准确等优势。

2、火电厂热工仪表中自动化技术的具体应用

2.1、技术检验

火电厂热工自动化仪表设备属于高精密性设备，为了更好地发挥火电厂热工仪表设备的功能，必须在火电厂热工自动化仪表设备安装之前做好相关的技术检验。应该对火电厂热工自动化仪表设备的质量和规格进行检验，特别对于温度、压力、流量等重要设备与仪器进行性能上的完整测试，确保热工自动化仪表设备满足火电厂建设的需要。在技术准备过程中，应该根据火电厂的实际，对热工自动化仪表和设备的安装实地进行检查，及时调整火电厂热工自动化仪表和设备安装技术方案，预防设计与实际偏差，这有利于火电厂热工自动化仪表和设备发挥正常性能，也可以确保火电厂热工自动化仪表和设备的安装能够顺利进行。

2.2、表盘及相关设备的安装

在进行表盘及相关设备安装之前，要对相关仪表及系统各个组成部分的主要功能进行详细了解和掌握。其次还要对建设施工现场以及仪表、设备等进行详细的检查，特别是仪表、设备，要检查其本身是否存在故障，功能是否完好准确，是否满足建设施工的实际需求。检查完毕之后便可以进行表盘及相关设备的安装工作。要对相关的设备进行信号检查，看其是否满足控制系统所需的数值，符合条件的即可安装。对于仪表的台柜特别是DCS系统的控制盘及仪表电源，在安装过程中，一定要按照相关的技术规范和要求进行。

2.3、仪表调试和管道清理

对仪表进行调试记忆对管道进行清理，对于自动化控制系统的安装是非常重要的。如果不严格执行，便会造成自动化控制系统出现运行错误或不连贯等现象。对于仪表要进行科学调试，保证其在实际工作中，实现数据传输的真实、可靠，并配合整体系统进行的试运行。对于管道进行清理，并进行相应的高温、高压试验等，检查其在试验过程中是否存在封闭性不好、阀门不起作用等情况。在热工仪表自动化相关仪表及管道清理，并进行相关试验之后，便可以进行试运行。试运行是热工仪表自动化控制系统投入运行前最重要的一环节，它可以有效检测出系统的相关仪表及设备是否存在问题。先对个体进行单独运行试验，再对大型系统进行相关数据的检测，此外还要进行连锁系统测试。安全试运行72小时之后，便可投入正式生产运行中。

3、火电厂热工仪表中自动化技术的应用现状

首先，分散控制系统DCS现已广泛被我国大多数水平阶段的火电厂设备机使用，这种系统是自动化控制过程中的经济实用性和安全性得到了保障同时也极大的提高了控制水平。这种分散控制系统和PLC在可视化操作平台上面的完美结合，工作人员在调控运作过程中的使用将更加的方便。另外随着PLC（可编逻辑控制器）和DCS之间的共通性增加，DCS可以很便捷的接入PLC的通讯接口；这样以来信息参数的共享和再加工成为现实，更加方便全厂的信息化管理。但是在功能增加同时也有很多的有待改进的地方，比如仍然在控制台上面设置开关按钮和模拟仪表光字，这样使主控室和DCS控制之间不融洽，限制了自动化控制技术的发展。

在DCS广泛应用的同时，FCS（现场总线控制系统）也逐步在引进火电厂热工仪表市场。虽然DCS的的使用，使局部的问题对于总系统影响较小，再加上其他成熟的新型技术，让自动化控制系统更加的稳定可靠；但是在上位机体统对信息的需求上面，DCS存在着缺陷。由于DCS的分散控制特性，在对于现场整体的控制方面有着制约，视野无法满足上位系统的总体发挥。鉴于此点，FCS的出现让热工仪表与上位机之间的数据信息交互得以实现。

4、火电厂热工仪表自动化的未来发展

4.1、组态软件创新

目前各电力企业所应用的热工仪表自动化技术尚未实现人机智能对话，影响了工作效率和工作质量。如今各种先进的组态软件、各种新概念与新功能的引进，有效满足了该技术的高性能发展需求。比如实时数据库、SCADA等先进技术，有效优化了自动化技术的软件配置及结构，相关的监控软件更加的精确准确，实现了该技术的高性能发展需求。

4.2、综合自动化

该技术在生产过程表现出的突出特点是技术与资金的高度密集，数据众多，产品即产即销等，因此，在该技术发展的整个过程中必须实现生产过程的整体管控，将生产过程作为一个整体进行有效的控制和管理，这就是我们常说的热工仪表综合自动化技术。实际践行该技术的过程中需要实现信息共享，要坚持把企业的发展目标作为出发点和落脚点，为企业管理和过程运行提供充分的信息支持，综合处理厂级监控、过程监控等数据，实现资源优化配置，提高经济效益。

4.3、高性能化

热工仪表自动化技术在火电厂的应用，解决了人员操控可能出现失误的问题，同时提升了设备运行效率，但就其中的人机对话界面问题尚未得出有效的解决方法，由此对于自动化监控系统的运行产生了一定的影响。在未来的发展过程中，组态软件的创新应用对于火电厂生产工艺改进及设备稳定起到了较大的帮助作用，如实时数据库、SCADA、OPC等先进技术，能够促使组态软件的功能得到本质性的转变，其中的流程监控软件、HMI相关控件的应用都能够为实现热工仪表自动化的高性能提供技术支持，并为后续的进一步发展奠定基础。高性能化是热工仪表自动化发展的重要特点之一，只有这样才能够保证其在火电厂的运行效率，以保证电厂设备运行的稳定性、安全性和可靠性，从而实现其生产效益的提升，也更好的满足我国电力事业的发展需求。

4.4、系统化

火电厂的运行是一个较为复杂的过程，其中所涉及的各项因素较多，如各个独立设备的控制、维护与管理等，由此给热工仪表自动化技术的应用带来了一定的困难，而且也仍旧没有达到提高效率的目的，对此，热工仪表与其他生产设备的连接应当确保系统化，实现整体的监督与控制，通过一个系统的控制系统进行各项设备的自动化操作及运行监督，同时也确保自动化技术贯穿火电厂运行的每一台设备及生产运行始终，从而实现火电厂整体运行效率的提升，提高电力质量，更好的满足我国的电力事业发展需求。

总言之，根据上面所述，在火电厂的生产和管理环节中，热工仪表自动化技术的应用是火电厂能够正常运行的重要基础，同时也体现了电力生产技术的现代化。这就要求我们在以后的工作中，要不断推动热工仪表的自动化，结合火电厂运营需要进行改善优化，以此为火电厂的发展开拓空间。

参考文献

[1]吴鹏.研究自动化技术在火电厂热工仪表中的应用[J].中国科技信息，2015，02：174-175.

热能工程及其自动化篇（10）

煤矸石发电厂是综合利用煤炭资源的电力生产设施，我国从20世纪90年代中后期就注重挖掘及利用煤矸石作为电能生产原料，从而使电力能源生产达到了生产能源高效循环利用的效果。随着电力需求的加大，在煤矸石发电厂中，大容量及高参数的发电机组逐渐增大，这就给煤矸石发电厂热工自动化控制提出了更高要求。如何有效设计煤矸石发电厂热工自动化控制系统，值得深入探究。

1发电厂热工自动化基本概述

发电厂热工自动化伴随自动化控制技术发展而发展，主要是指发电厂在进行电力生产时，在电力设备的控制方式、设计方式及相应的仪表设备安装控制上所采取的一种基于信息处理的自动控制模式。从中可见，发电厂热工自动化的发展进步有赖于信息技术、自动控制技术、芯片技术及通信技术等方面的成熟，而从现阶段我国各大发电厂的热工自动化设计及控制实践中看，其主要依托于计算机技术、控制技术、通信技术等。在社会各行业对电力能源形成更高需求的背景下，电力工业对自动化水平提出了更高要求，电力行业也逐步向着高参数、大容量、多机组、大电网的方向发展。这就迫切需要煤矸石发电厂要注重在热工自动化控制系统、发电厂综合控制方式、发电厂运行组织、发电厂电力设备的可控性程度及发电厂电力主设备及附属设备的布置等诸多环节都要提高热工自动化控制的效率。

2煤矸石发电厂热工自动化控制设计及应用的重要性

从煤矸石发电厂的设备运转情况来看，其集中产生经济效益及社会效益的主设备是汽轮发电机组及循环流化床锅炉，在这两个主要设备中采用热工自动化控制设计，能够起到改进煤矸石发电厂设备运行效率、增强发电厂电能产出水平的作用。首先，煤矸石发电厂热工自动化控制设计可以使发电机组在运行上更加精准，稳定煤矸石发电厂额定参数。借助于热工自动化控制，煤矸石发电厂的发电机组能够在自动化控制系统的辅助下，对发电机组的额定参数进行精准控制，使其始终保持在正常参数范围内，相比于以往的采用人工方式对机组的模拟仪表等设备进行参数调整，热工自动化控制可以提高调整的精准度，用最小的能耗换取最大的发电机组运行效益。其次，煤矸石发电厂热工自动化控制设计能够助推发电厂生产过程的信息化控制水平，保障发电厂的安全稳定生产。从现阶段的自动化控制技术发展来看，数据挖掘处理技术、数据存储及融合技术、数据传输技术等都有了较大程度的发展。再加上计算机技术的逐步成熟，在煤矸石发电厂中采取热工自动化控制设计，可以使发电厂生产控制及日常管理信息化控制水平得到极大提升。而在煤矸石发电厂的安全稳定生产环节，主要是通过热工自动化控制技术，提高发电厂机组运行的稳定性和安全性，将发电机组误操作的几率降低，并凭借职能模糊控制系统及网络，对设备故障进行准确定位，将故障排查时间降至最低。以煤矸石发电厂汽轮机运行状况监督及检查为例，通过采用轮机数字电液控制系统，能够有效减少汽轮机停机时间，避免因为汽轮机停机时间过长而导致煤矸石发电厂出现较大的经济损失。最后，煤矸石发电厂热工自动化控制设计可以极大地节约劳动力，提高发电厂工作效率。煤矸石发电厂采用热工自动化控制中的相关技术，如数字电液控制技术及分布式控制技术，可以使发电厂实现设备、机电、锅炉等主要生产设备的一体化及智能化控制，从而有效地节省各部位机组值班人员的数量，为煤矸石发电厂值班人员资源的有效利用创造条件。通过对煤矸石发电厂热工自动化控制系统的应用实践情况看，在一些高容量、大机组的发电厂中，借助热工自动化控制系统及技术，一方面使人工操控机电设备及由此引发的操作失误几率大为减少；另一方面发电厂机组运行的稳定性得到了增强，相应的机组检修及机组监管人员在工作强度及人员配备数量上可以大幅降低。

3煤矸石发电厂中热工自动化控制设计要点探究

煤矸石发电厂热工自动化控制设计主要应用于自动检测、自动控制、自动报警及自动保护等多个方面。下面结合某煤矸石发电厂热工自动化控制设计实践，对热工自动化控制设计的相关要点加以分析：

3.1煤矸石发电厂热工自动化控制设计案例概况

以某煤矸石发电厂热工自动化控制设计为例，该发电厂拟设计规模大小为3×75t/h的中温中压燃气炉，并搭配打孔抽汽式汽机及中温中压空冷设备，后者的规格大小为2×25MW。具体到本煤矸石发电厂工程的设计环节，涵盖了发电厂空冷系统、发电厂锅炉设备、发电厂除氧给水施工及发电厂汽机设计等。该工程发电机组具备了变负荷调峰功能，在主给水系统、热力系统及主蒸汽系统的设计中采用母管制，为确保发电机组的正常稳定运行，发电厂又配置了型号为B-MCR的5台给水泵。高压加热器（2台）、低压加热器（1台）、除氧器（1台）构成了发电厂汽机的回热系统。在汽机排气时主要采用空冷系统。

3.2煤矸石发电厂热工自动化控制的方式

在某煤矸石发电厂热工自动化控制设计中，在对本工程规模需求加以分析后，设计人员设置了集中控制室及电子设备间各两个，其中，在发电厂主厂房内3#-4#柱间布置1号集中控制室，在发电厂主厂房7#-8#柱间布置2号集中控制室，在控制室的标高设计上，将其与发电厂汽机运转层高度持平。在电子设备间内放置DCS控制柜，在发电厂主厂房的2#-5#柱间布置1号电子设备间，在6#-9#柱间布置2号电子设备间，并在其旁设置热工检修间。在控制室外设置锅炉热力配电盘，并借助工业电视对锅炉的运转情况及其汽包水位进行可视化监控及切换。

3.3煤矸石发电厂热工自动化控制设计

在煤矸石发电厂的热工自动化控制设计中，针对机组运转的监控，主要借助DCS，即分散控制系统，该系统具备辅机顺序控制系统、数据采集系统、模拟量控制系统等模块。借助键盘及CRT作为控制室监控设备。具体控制设计要点如下：3.3.1MCS系统设计。MCS系统也即模拟量控制系统，在进行热工自动化控制设计时，设计人员主要针对煤矸石发电厂的主蒸汽母管压力、锅炉给水、除氧器压力、空冷系统、锅炉主汽压力、主蒸汽温度、除氧器水位、排气装置水位等进行了自动控制设计。3.3.2DAS系统设计。DAS系统是数据采集系统的简称，主要通过对煤矸石发电厂机组运行的相关设备设置相应的测点，对其运行的状态信息加以采集及提取，然后将之传输到煤矸石发电厂设备维检人员处，通过对机组运行数据信息加以自动分析，形成对应的提示信息，反馈给设备检修维保人员，从而保障发电厂设备机组安全稳定运行。在煤矸石发电厂数据采集系统的热工自动化控制设计中，主要是发挥DAS系统在操作、成组、报警、棒图等方面的显示功能；设备定期记录、设备运行故障顺序及追忆记录、设备跳闸记录等各类制表记录功能；设备性能计算功能；设备运行历史信息数据储存检索功能等。3.3.3SCS系统设计。SCS系统设计，即辅机顺序控制系统，主要是为煤矸石发电厂机组设备在开启、运行及停运过程中最大程度地将人员的人工操作频率加以缩减，通过设置相关的子组，提高发电厂机组在运行操作过程中的自动化水平。在SCS热工自动化控制设计中，主要是通过对发电厂的锅炉燃气系统、电动给水泵组、空冷系统、锅炉排污系统、高压加热器系统等主系统进行自动化设计。3.3.4辅机联锁设计。煤矸石发电厂辅机联锁设计是热工自动化控制的重要环节，在该环节中，主要的设计要点及联锁装置有以下方面：发电厂汽包水位定值检测及汽包事故放水门联锁设计、除氧器水位定值检测及除氧器事故放水门联锁设计、发电厂凝结水泵故障检测及凝结水母管压力值检测联锁设计等。在辅机联锁设计中，应发挥热工自动化控制装置的逻辑判断能力，通过设计及把握顺序控制的步骤流程，使辅机联锁设计具备自动控制功能。3.3.5保护设计。煤矸石发电厂热工自动化控制设计主要针对以下情况：发电厂设备机组汽包水位、炉膛压力数值过高或数值较低时，此时会出现停炉保护；发电厂机组出现过大的电力负荷荷载，此时会伴随有汽轮机跳闸反应；发电厂机组出现引风机停止及MFT动作等。当出现机组轴向位移量及轴振过大、轴承回油、主保护动作启动、汽机超速、高压及低压缸出现胀差、透气防逆流保护启动、推力瓦产生高温等情况，相应的保护设计动作即会启动。

4结语

在发电厂技术及自动化控制技术获得迅猛发展的当代社会，煤矸石发电厂在机组容量上实现了高度增长，也同步对发电厂运行及控制质量提出了更高要求。煤矸石发电厂热工自动化控制设计是改进发电厂运行质量的重要技术保障，在进行煤矸石发电厂热工自动化控制设计时，要密切关注最新的科技进展，不断对控制理论及控制实践进行丰富创新，以此提高发电厂自动化控制水平。

参考文献

[1]李照亮．热工自动化控制在煤矸石发电厂中的相关设计研究[J]．企业技术开发（下半月），2015，（1）．