電氣自動控制系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用與創(chuàng)新

肖曙光

摘要：近幾年來，電氣自動控制系統(tǒng)在科學(xué)技術(shù)上的革新得到了很好的應(yīng)用。與此同時，隨著人們對發(fā)展與生產(chǎn)的要求，火力發(fā)電也在技術(shù)生產(chǎn)方面取得了很大的進(jìn)步。在這一背景下，電氣自動控制系統(tǒng)被引入火電廠的生產(chǎn)中來。文章介紹了電氣自動控制系統(tǒng)以及其在火力發(fā)電廠的應(yīng)用與創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：電氣自動控制系統(tǒng)；火力發(fā)電廠；電氣自動化；主控系統(tǒng)；信息管理系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM92 文章編號：1009-2374（2015）33-0040-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.022

1 電氣自動化在火力發(fā)電過程中的基本作用及重要性

1.1 電氣自動化技術(shù)的基本作用

所謂電氣自動化，就是實(shí)現(xiàn)電氣機(jī)械生產(chǎn)的自控性，在火力發(fā)電過程中則體現(xiàn)為不同操作環(huán)節(jié)的控制效率不同。通過對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控與檢測，實(shí)現(xiàn)對整體工作進(jìn)度的自動掌控。電氣自動控制系統(tǒng)則根據(jù)數(shù)據(jù)的流動、傳遞、記錄以及反饋等手段來實(shí)現(xiàn)對發(fā)電過程進(jìn)行有序高效的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。特別是近幾年來，由于高參數(shù)和大容量的火力發(fā)電機(jī)組在我國火力發(fā)電廠中的廣泛應(yīng)用，使得火力發(fā)電廠的熱控制技術(shù)等核心發(fā)電技術(shù)也必須要隨著大容量火力發(fā)電機(jī)組的增加而得到相應(yīng)的提高和改進(jìn)。因此，自動控制系統(tǒng)作為一種高時效的控制系統(tǒng)被運(yùn)用進(jìn)來。自動控制系統(tǒng)的高時效主要是通過對主機(jī)和輔機(jī)的各種參數(shù)記錄、顯示和綜合分析、參數(shù)的反饋、發(fā)電流程的順序控制、設(shè)備的連鎖保護(hù)、安全生產(chǎn)過程的警報機(jī)制等由計算機(jī)自動化處理來實(shí)現(xiàn)的，在這個高時效的控制體系中，自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)從一種以輔助操作人員完成相應(yīng)操作發(fā)展到相對能夠獨(dú)立的，并且可以完成一些不同難度的設(shè)備啟停、安全控制等操作的過程控制和設(shè)備連鎖綜合控制系統(tǒng)，這種控制手段也是目前各大型火力發(fā)電廠都普遍采用的機(jī)組控制手段。

電氣自動化技術(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)所顯示的各設(shè)備和流程的工作狀況做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)方案，如果出現(xiàn)問題就及時發(fā)出警報，并通過連鎖保護(hù)等方式對設(shè)備進(jìn)行啟停來維持設(shè)備和生產(chǎn)安全。此外，電氣自動化系統(tǒng)還可以對數(shù)據(jù)分析做出相對應(yīng)的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，如電氣設(shè)備的在線管理、遠(yuǎn)程自我校驗(yàn)、故障診斷、電動機(jī)狀態(tài)檢修等。

1.2 電氣自動化在火力發(fā)電過程中的地位

實(shí)現(xiàn)火電廠的主控系統(tǒng)與其信息管理系統(tǒng)的完美對接，完成信息的對等和即時傳遞也必然會成為火電廠自動化管理系統(tǒng)的發(fā)展方向，而傳統(tǒng)火電廠的分散控制系統(tǒng)也會通過改革等方式向這一方向不斷靠近。在這樣的發(fā)展趨勢下，改變一些傳統(tǒng)的控制方式，另外，由于信息技術(shù)的發(fā)展，可以通過互聯(lián)網(wǎng)等方式建立電氣系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)火電廠信息的快速傳遞和共享，信息傳遞呈現(xiàn)多元化發(fā)展。通過以上分析我們可以發(fā)現(xiàn)，在火電廠中運(yùn)用電氣自動化技術(shù)可以使得發(fā)電過程中的很多環(huán)節(jié)都變得簡單高效，使得火電廠在管理方面更加得心應(yīng)手，提高了其經(jīng)濟(jì)效應(yīng)以及發(fā)展穩(wěn)定性。

2 火電廠電氣自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

電氣自動化在科學(xué)技術(shù)的指導(dǎo)下也實(shí)現(xiàn)了它的革新，例如現(xiàn)場總線技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組成的保護(hù)監(jiān)控等，而在火力發(fā)電這塊區(qū)域內(nèi)，火電廠的監(jiān)控系也取得了比較好的發(fā)展，使得數(shù)據(jù)的檢索與采集變得不再那么繁瑣復(fù)雜。

電氣自動化系統(tǒng)包括三部分，分別是控制層、間隔層和通訊層。其核心組件當(dāng)然是控制層，起到控制連接的作用。間隔層和通訊層是自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄汉颓?。控制層的主要功能是對設(shè)備的監(jiān)視和控制，收集并計算系統(tǒng)采集的各種數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的分析。通訊層的主要功能則是完成間隔層與系統(tǒng)各站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳遞，保證數(shù)據(jù)的正常傳輸和安全。至于間隔層則是通過網(wǎng)絡(luò)和接口等一系列方式連接系統(tǒng)上層并完成與上層之間的數(shù)據(jù)交流，通過這三個層次之間的合作來實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)控和控制。一般情況下，下層的功能是獨(dú)立于上層設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立完成的，即下層功能不依賴上層功能的工作環(huán)境和條件。目前為止，絕大多數(shù)火力發(fā)電廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電氣自動化系統(tǒng)與其他相關(guān)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和交流，用來實(shí)現(xiàn)整個火力發(fā)電過程的信息對等傳遞和共享，以此來實(shí)現(xiàn)火電廠自動化信息管理和控制。

3 自動化控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用

3.1 實(shí)現(xiàn)鍋爐與機(jī)組之間的一體化

電氣自動化技術(shù)可以通過實(shí)現(xiàn)鍋爐、機(jī)組和電氣系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的即時傳遞和共享等方式聯(lián)系在一起，使之成為一塊相對完整的組合設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)爐組單元的統(tǒng)一。當(dāng)實(shí)現(xiàn)機(jī)爐一體化的單元之后，火力發(fā)電廠運(yùn)用集散控制系統(tǒng)通過機(jī)爐組的單元運(yùn)行方式的控制，對整個發(fā)電過程中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理分析，從而做出更加合理經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方案來完成發(fā)電。

3.2 作為控制和保護(hù)手段

在火力發(fā)電廠中，傳統(tǒng)的控制和保護(hù)手段大多都是通過報警和連鎖手段來實(shí)現(xiàn)的，這種控制保護(hù)機(jī)制只能對一些超出規(guī)定工作上限或者波動性較大的設(shè)備進(jìn)行預(yù)警和干涉。而現(xiàn)在，由于信息技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)的控制和保護(hù)系統(tǒng)也逐漸得到完善，其保護(hù)控制手段也更加完美全面。電氣自動化系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)對各種設(shè)備的全方位監(jiān)控和對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集和處理，而且可以對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和趨勢預(yù)判，以達(dá)到提前預(yù)警和控制的效果。即通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，通過對其參考數(shù)據(jù)的分析和趨勢描繪，在錯誤生成之前進(jìn)行預(yù)警，以實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警的功能。這種提前預(yù)警的功能可以在隱患發(fā)生之前對其進(jìn)行控制和處理，從而降低了運(yùn)行過程中因故障而中斷生產(chǎn)、維修等狀況的發(fā)生。

4 電氣自動化在火力發(fā)電廠中的創(chuàng)新和發(fā)展方向

在火電廠傳統(tǒng)的火力發(fā)電過程中，系統(tǒng)的控制和保護(hù)手段主要是報警和連鎖，這些手段只能對超限報警和波動跳機(jī)等進(jìn)行報警和保護(hù)。但是，如果通過創(chuàng)新，使電氣自動化技術(shù)的保護(hù)和警報機(jī)制做到提前預(yù)警、自主檢測和監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)故障的自我檢測和維修等，那么我們就可以在系統(tǒng)控制和保護(hù)方面做得更好，不但可以減少故障，降低維修時長，減少因生產(chǎn)過程中斷而造成的經(jīng)濟(jì)損失，而且還可以防患于未然，提前排除將要出現(xiàn)的故障，使設(shè)備高效正常運(yùn)行。

此外，從其本質(zhì)上來講，電氣自動化是一門相對來說較為綜合的學(xué)科，它包括計算機(jī)在內(nèi)的電子信息、電子控制等。因此，在考慮對電氣自動化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新的時候，我們可以結(jié)合這些特點(diǎn)，將各個學(xué)科的知識綜合性地融合在一起，在增強(qiáng)其整體效益的同時充分發(fā)揮其單獨(dú)的潛在能力，使電氣自動化技術(shù)有更好的發(fā)展方向，從而實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，帶來經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

在這個科學(xué)飛速發(fā)展的時代，由于各種能源的發(fā)展，人們對能源的使用有了更多的選擇，但火力發(fā)電仍然是我國主要的發(fā)電方式，并在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)繼續(xù)維持這樣一種地位，因此我們有必要對其生產(chǎn)過程中的一些應(yīng)用進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng)新。由前文的分析論證，我們可以通過對電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用的分析和總結(jié)來對其進(jìn)行創(chuàng)新，從而減少設(shè)備故障，降低因維修等帶來的經(jīng)濟(jì)損失，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益，使其能可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：陳 潔）