从300MW到1000MW——火电厂自动化与数字化发展的关键里程碑

   2026-04-08 工业品商城8
核心提示:上世纪八十年代中期,我国在平圩、石横两大工程中率先引进了300 MW与600 MW机组的整套技术(包括CE型锅炉、西屋汽轮机以及Ebsco的设计方案)。这一次技术引进,不仅把国外先进的自动化理念带入国内,也让我国电厂的控制、保护以及管理思路发生了深刻变革。经过近五年的艰苦学习与反复试验,技术消化取得突破,火电厂的自

 上世纪八十年代中期,我国在平圩、石横两大工程中率先引进了300 MW与600 MW机组的整套技术(包括CE型锅炉、西屋汽轮机以及Ebsco的设计方案)。这一次技术引进,不仅把国外先进的自动化理念带入国内,也让我国电厂的控制、保护以及管理思路发生了深刻变革。经过近五年的艰苦学习与反复试验,技术消化取得突破,火电厂的自动化水平实现了跨越式提升,并孕育出一批熟悉高水平自动化控制的技术骨干。

 在此基础上,平圩、石横机组采用了当时被称为“SPEC200 + DAS”的组件组装仪表与数据采集系统(即后来的平圩、石横模式)。进入八十年代末,华能等大型电力企业在外汇或国际融资的支持下,引进了全套的分散控制系统(DCS),标志着DCS正式进入我国火电自动化领域。九十年代,随着外汇环境的改善,业界围绕继续使用传统平圩模式还是全面采用DCS展开激烈讨论。国产组件成本低、无需外汇,但技术水平有限,难以满足大机组的安全经济运行;而进口DCS虽增加投资,却显著提升了机组的运行可靠性。最终,行业在政策引导下决定稳步推广DCS,短短五年内,DCS功能从最初的两项(DAS、MCS)扩展到包括SCS、FSSS、DEH等五大模块,直至将发变组与厂用电控制(ECS)纳入体系,技术基本成熟。

 改革开放深化后,电力、石化、钢铁等行业更加紧密地参与国际竞争,这对当时相对薄弱的自动化装备制造业形成了巨大压力。面对挑战,企业在“以市场换技术”的政策环境下,积极消化吸收国外DCS技术,同时开展自主创新。1988 年,中国电科院电厂自动化所与外方合作,成功研发出首套国产 DCS‑EDPF1000,并在首阳山200 MW机组上试运行。此后,国产 DCS 迅速从中小机组改造向新建 200 MW、300 MW 机组渗透,市场占有率逐步提升。如今,200 MW 以下机组几乎全部采用国产 DCS,300 MW 机组的渗透率已接近 50 %。更重要的是,国产系统已在 4 × 600 MW 国华锦界电厂、2 × 600 MW 国电龙山亚临界机组、2 × 600 MW 国电庄河超临界机组等大型项目中稳定运行,标志着自主创新已进入高端电力市场。

 在核心仪表研发方面,以汽包水位测量技术为代表的突破尤为突出。传统汽包水位测量因机理复杂、误差大而屡发安全事故。秦皇岛华电测控与准安维信等企业研发出新一代电极式、内置式以及多测孔接管等多种高精度测量装置,测量误差控制在 30 mm 以内,可靠性达到国际领先水平,为电厂安全运行提供了坚实保障。

 1997 年,业内专家提出了厂级监控信息系统(SIS)概念,随后形成了“SIS + MIS”双层信息化架构。与国外普遍采用的 MES + ERP 模式不同,SIS 侧重实时运行监控,满足生产过程的时效性需求;MIS 则负责检修、计划、经营等非实时信息的管理,两者分工明确,系统安全等级分层清晰,快速适配我国电厂的实际需求。基于这一模式,国内涌现出一批专注 SIS 开发的企业,形成了完整的产业链,并在火电信息化建设中占据主导地位。

 进入 21 世纪,现场总线技术迅速成熟。2002 年,山东莱城电厂率先在机组内部署基于 Profibus‑DP 的 SIMCODE 智能开关,开启了现场总线在电厂的试点应用。随后几年,现场总线在辅助车间系统、供水处理系统等多个子系统中得到推广。2007 年,华能玉环电厂的供水处理系统通过现场总线鉴定,标志着该技术在辅助系统中的成熟。2008 年,华能在吉林九台 2 × 660 MW 超临界机组和南京金陵 2 × 1000 MW 超超临界机组上大规模使用现场总线,正式拉开了数字化电厂建设的序幕,预示着后续项目将加速数字化改造。

 近年来,600 MW‑1000 MW 超(超)临界机组的快速发展,推动了火电自动化的第二次飞跃。当前国内已建、在建及规划的超(超)临界机组约 250 台,其中 1000 MW 超超临界机组约 44 台,总装机容量达 1.7 亿 kW。大容量机组对自动化系统提出了更高的可靠性、实时性和集成度要求,促使控制、保护、监测等子系统向更深层次的软硬件协同演进。

 综上所述,从最初的 300 MW 机组技术引进,到 DCS 的全面推广、国产化创新、SIS + MIS 信息化模式的形成,再到现场总线和数字化电厂的落地,火电厂自动化与数字化历经三十余年的演进,已经形成了以自主创新为核心、兼顾国际先进水平的完整技术体系。这一体系不仅提升了电厂的安全、经济运行水平,也为我国能源产业的可持续发展奠定了坚实的技术基础。


 
 
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