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自動化技術加速國產化 火電核電實現突破2014年06月06日
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“經過近幾年持續的對進口DCS(分布式控制系統)的消化吸收、再創新,國產分散控制系統已取得了長足進步,特別是在幾大發電集團的支持下,國產DCS的性能與功能和質量可靠性都已得到了快速提升。”浙江省電力公司電力科學研究副總工程師朱北恒表示。
從我國自主研發和生產的DCS成功應用于60萬千瓦、100萬千瓦超超臨界機組,到首臺最大容量60萬千瓦超臨界循環流化床機組DCS的突破,再到被稱為核電站“神經中樞”的核電站全數字化儀控系統實現自主研發,近年來我國DCS實現了跨越式發展。
DCS廣泛應用于新工藝
20世紀末,DCS在國內燃煤機組上應用時,其監控功能覆蓋范圍還僅限DAS、MCS、FSSS和SCS四項。即使在2004年發布的Q/DG1-K401-2004《火力發電廠分散控制系統(DCS)技術規范書》中,DCS應用的主要功能子系統仍然還是以上四項。“但實際上近幾年DCS的應用范圍迅速擴展,除了一大批高參數、大容量、不同控制結構的燃煤火電機組(如浙江玉環電廠100萬千瓦機組)的各個控制子系統全面應用外,脫硫系統、脫硝系統、空冷系統、大型循環流化床(CFB)鍋爐等新工藝方面都成功應用。可以說只要工藝上能夠實現的系統,DCS都能實現對其進行可靠控制。”一位熱工行業的負責人曾表示。
有專家分析認為,目前隨著自動化控制技術的發展,火力發電系統的自動化程度也越來越高。在火電系統中DCS應用雖然說不是國內最早,但絕對是最廣泛的。在火電的發展過程中,隨著社會對電力資源需求越來越高,以往較為粗放式的發電已經行不通了,需要進更 精細化的發電,以達到資源的最大利用率。而這種控制都需要靠自動化技術來實現,單純的人工是達不到這種效果的。作為國家基礎建設的重中之重,電力系統只能盡可能選用國產控制系統,來提高安全率。
“目前,主機控制和輔網控制采用DCS一體化的項目也愈來愈多。即在控制系統的高、精、尖上不斷突破,在控制的范圍上不斷擴大,且國產化市場占有率增加勢頭也較猛,特別是在老機組DCS改造方面。近期,我們也拿到了DCS改造項目,為后續老機組DCS改造的國產化開了個好頭。”杭州和利時自動化有限公司副總工程師周醫表示。
就已投運的國產DCS系統而言,與進口產品比較綜合性能差距不大,各類全封閉設計模件具有免維護性能,總的I/O點數應用也達到15000多點以上。軟件全在WINDOWS平臺運行,界面友好,組態修改方便,全中文環境,易與理解和掌握,應用功能基本包括了電廠的全部需求。這表明DCS設計制造、性能參數方面均能滿足當前我國火電機組建設設計規范要求。
此外,作為新的增長點,核電DCS領域也備受關注。在這一輪的核電建設大潮中,國家明確表示,鼓勵核電站設備的國 產化,核級DCS控制技術,在未來將有大展拳腳的機會。
與國外先進水平相比仍有差距
目前,以國電智深、和利時、南京科遠、浙江中控等為代表的企業打破了國外產品在國內自動化控制高端領域的壟斷,已成功實現主輔控在內的一體化DCS,減少不同系統間數據通訊及交換,具有生產維護統一、方便的優點。在價格方面,國產DCS打破了進口DCS對市場的壟斷局面,降低了投資成本。
但是,同樣不能忽視,即便我國國產化控制系統近年來取得了較大發展,但仍與世界處于領先水平的少數品牌存在一些差距。
控制技術方面,反映火電機組總體水平的機組自啟停系統技術,國內只有少數電廠達到,這方面與處于世界領先地位的日本和德國仍有不少差距,燃燒和熱力系統優化控制等高級應用軟件工程化也有不少差距。
自動化裝備方面,現場總線和安全系統方面工程化應用剛剛起步,DCS的可靠性與處于世界領先水平的少數DCS廠家比仍有一定差距。此外,優化控制系統必不可少的特殊基礎測控設備(例如煤質在線分析,爐膛溫度測量等)與國外比差距更大。
有專家提醒,國內相關企業應正視差距。在競爭幾近白熱化的DCS市場,專家呼吁,各大電力集團在工程投標時,應綜合考慮售后服務的即時性、系統擴容的方便性、機組長期安全運行的依賴性等因素、不設置不利國產DCS投標的門檻,通過重點科技項目攻關等手段,積極扶持國產DCS企業的新技術研發,提高國產DCS企業的市場競爭力。
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