生物质发电厂全厂DCS一体化方案规划

饶万良

摘要：随着大型火电机的运用和电厂管理水平对的不断提高，DCS技术在发电厂自动化控制中已经得到了较为广泛的应用。DCS技术本身的极高可靠性、丰富的控制功能以及简便化的操作为发电厂提供了很大的发展空间。为了实现资源的充分利用和经济效益的最大化，最大限度发挥出一个发电厂的综合竞争力，资源制造和资源管理就必须实现一体化，而DCS一体化技术的运用正好为这一目标的实现提供了可能性。

关键词：生物质发电厂；DCS；一体化方案

1.前言

发电厂的控制功能通常可以采用DCS+PLC的方式来实现，但近几年，越来越多的电厂开始采用一种新的技术——全厂DCS一体化控制，借以这项技术来完成对设备的控制操作。但该项技术的技术图纸和生产运行记录资料并没有得到大范围的流传，所以传统的生物质发电厂在引进该项技术时，必须做出一套完整的方案规划，不仅要分析引进该项技术后得到的好处，对于该项技术的风险评估等必须加以重视。DCS一体化技术在发电厂中的运用需要大步向前的勇气，但与此同时也不能忘记谨慎的重要性。

2.发电厂目前存在的问题

2.1设计燃料中水分含量过低

从我国电厂目前的运行情况来看，设计上明显存在经验不足的问题。就生物质含水问题来说，南方生物因为生长环境因素，物质含水量较高，普遍达到了百分之五十左右，而设计院在进行方案设计时，对现状的分析和考虑力度明显不足。甘蔗叶和桑蚕枝为两种比较常见的原材料，但它们的含水量都偏低，使原设计锅炉的面积偏小了，很难达到设计值。燃料的干湿度对发电有很大的影响，燃料太干使得原料的收购难度加大，不具有实际操作性，但是收购的原料过湿，又会使发电的成本过高，超出了资金的额度，如若不把控好，对锅炉的正常燃烧运行会产生很大的影响。

2.2厂用电率过高

我国目前倡导的是绿色可持续发展，但是发电厂的设计节能意识还远远没有达到节能减排政策的要求，要想达到相关要求，还有很长一段路要走。这种差距主要体现在使用的锅炉辅机功率过大，消耗的电能超出了规定值太多，水泵、空压机等一系列设备有没有使用新研制的节能型产品，多方面因素的叠加使得发电厂目前的处境很是不好。此外，收购的原材料很难直接进行使用，大部分到厂后都需要进行二次加工，二次加工量过大也是耗电的主要原因之一。

2.3配套措施不到位

据了解，我国很多发电厂的劳动力配置很不合理，冗员现象很是普遍，造成了人工成本居高不下的现象。锅炉实现了一体化DCS控制后，那些可以减少操作人员的工作仍然安排人手进行轮班，这就造成了人力资源的直接浪费。燃料的处理工作在进行燃料收购时就可以提高对供应商的要求，这样一来，染料厂的人员也可以相应地减少。对于原材料供应商的选择不能只看价格的高低，对于所提供的原材料的质量也应该予以一定的要求。这一系列的问题都需要岗位的合理配置，以实现劳动力资源的优化。

2.4热电联产方案的缺失

循环利用是可持续发展的一项重要举措，很多发电厂原来的设计对厂内或周边的配套供热系统并没有列入考虑策划的范围，只是依靠单一的纯发电生产模式，使电厂的能源利用效率长时间得不到提高，经营成本居高不下，自然很难在腾出手进行现代化的改革，其应对市场抗击风险的能力自然就很差。

3.DCS的发展与优势

现代网络信息技术不断发展，用户对先进的功能需求不断增加，各大DCS的供应商都加大了DCS系统的研究，希望提升自己系统的技术水平，并且不断丰富系统内容。最新一代的DCS体系结构主要可以分为四个层次结构，一般的DCS厂商只会提供现场仪表层、控制装置单元层以及车间层三层功能，至于企业管理层，只会提供一个开放的数据库接口来连接第三方平台，至于其他的功能则是不对外开放的。综上所说，如今运行的DCS一体化系统主要向生物质发电厂提供了控制和管理的功能，具有信息化和集成化的特点。此外，随着该项技术的进一步发展，DCS技术的应用成本大大降低，为该项技术的进一步应用提供了可能性。对于DCS系统的优点，大致有如下几个方面。

3.1系统冗余能力较强

DCS技术自产生以来，便大量运用了冗余配置技术、可靠性高，且操作方便，价格便宜，很快便被大范围地使用。在DCS系统的控制器、电源等主要设备上均有采用这种装置，不仅使整个控制站的可靠性大幅度提高，数据的传输也变得更加安全。

3.2远程控制能力好

DCS结构更加能够适应地域相对比较分散的电厂辅机操作控制，它的设计就是为了可以远程就地安装使用，对于外部的环境没有什么过高的要求，适应性很强。

3.3控制站功能强大

电厂现今应用的DCS控制站都被数百个控制算法固化了，其中包括了很多现代控制理论算法，对于各种复杂控制问题能够做出更加迅速的判断，提供解决措施，与传统的控制站功能相比，有天翻地覆的差别。

4.全厂一体化的优势

4.1提高了工作效率

以往电厂的控制系统多将PLC与DCS进行结合，即外围的辅助控制系统采用PLC技术，而主机则使用DCS控制系统。两种系统的综合使用给电厂热工的维护工作带来了很多的不便。不同品牌的技术自然有不同的技术要求，为了两种品牌的技术都能够正常化的运行，电厂不得不培养不同品牌的技术人员，但即便是规模较大的工厂，也很难做到顾及到方方面面。这些技术往往掌握在极少数人的手中，一旦这部分人出现了突发状况，就很难找到可以替补的人，当紧急事故发生时，相应的技术人员不能及时到位，会给运行的安全带来极大的隐患。但是实现整个电厂DCS技术的一体化后，维护人员只需熟练掌握DCS系统的操作技术就可以了，当系统出现问题后，也能比较有针对性的解决，保证了整个机组运行的可靠性。

4.2优化了资源配置

按照以往电厂控制的策略，电厂必须到不同的供应商处采购不同的设备，对资金的使用难以有整体的把握，在设备的后期管理上也很难实现统一。如果实现了全场一体化，设备的采购就可以进行统一，既节省了不必要的资金浪费，对于采购设备的人力资源也可以进行再分配，实现了人力资源的优化，可谓一举两得。一旦某处出现了设备的损坏，在没有备用设备的情况下，也可以暂停其他系统，将别的系统进行挪用。

4.3提高了运行效率

电厂员工在进行技术培训时，只需要对DCS一体化技术进行掌握，熟悉着一种系统的使用方法即可，不用再分成主机系统和外围系统两种培训，对于员工值班方式的改进有很大的帮助。最重要的是主外围系统的一体化使得整个操作更具有整体性和连贯性，有利于机组经济的运行。

5.结束语

生物质发电厂全厂DCS一体化是科学技术不断向前发展的产物，该项技术带给我们的便利和效益是巨大的。但只要是技术就不可能做到百分之百无漏洞，在运用该项技术的过程中，我们还是要时刻谨记不要盲目追随，对其他的控制方式则一棍子打死。一个电厂是否要实现DCS一体化，还是要根据这个电厂的实际情况来确定。科学严谨的发展是可持续发展的保障，要想有大的生产效益，必须做到具体情况具体分析。

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