火力發(fā)電中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討

伍立

摘要：火力發(fā)電是我國推廣比較普及的一種發(fā)電形式，提高火力發(fā)電活動(dòng)中的自動(dòng)化效率，能夠顯著提高火力發(fā)電量，滿足工業(yè)生產(chǎn)和廣大人民群眾日常生活所需?；鹆Πl(fā)電電氣自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行的過程中，涉及到多個(gè)交流電機(jī)設(shè)備和直流電機(jī)設(shè)備的協(xié)同作業(yè)。只有保證火電廠電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的提高，才能夠保證工業(yè)發(fā)電項(xiàng)目的順利施展，保證發(fā)電效率和電廠產(chǎn)能的持續(xù)提高。本文從火力發(fā)電系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用細(xì)節(jié)展開討論，提出幾點(diǎn)有利于火電生產(chǎn)效率提高的可行性措施。

關(guān)鍵字：火力發(fā)電；自動(dòng)化；電氣技術(shù)；發(fā)電項(xiàng)目

0 引言

火力發(fā)電項(xiàng)目是一種發(fā)展比較成熟的發(fā)電技術(shù)類型。在火力發(fā)電項(xiàng)目技術(shù)不斷進(jìn)步的過程中，電廠電氣綜合自動(dòng)化程度逐漸增強(qiáng)。使用自動(dòng)化控制技術(shù)服務(wù)于生產(chǎn)，穩(wěn)定性較高的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備往往具有較長的機(jī)器使用壽命，可以保證火電廠發(fā)電的可持續(xù)性發(fā)展。

1 我國目前的火力發(fā)電效率和自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用效果分析

在電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)方案優(yōu)化中，技術(shù)人員可以采用以太網(wǎng)作業(yè)生產(chǎn)控制媒介，實(shí)現(xiàn)對(duì)于火力發(fā)電機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的控制。為了提高電氣自動(dòng)化控制的效率，技術(shù)人員應(yīng)該努力利用服務(wù)器冗余，在現(xiàn)場總線DPU控制下實(shí)現(xiàn)通信管理機(jī)冗余控制。電源及部分電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況也會(huì)受到現(xiàn)場總線的管控，為了提高控制的效率，技術(shù)人員應(yīng)該使用質(zhì)量更好的硬接線。

火力發(fā)電的方式是我國最為主要的發(fā)電類型，通過分析我國發(fā)電量結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)火力發(fā)電量生產(chǎn)效率有明顯的下降。2014上半年的1月到7月，我國的發(fā)電量結(jié)構(gòu)中火力發(fā)電類型占全國發(fā)電量的79.64%，水電占能源結(jié)構(gòu)的14.40%，并網(wǎng)風(fēng)電和核電、并網(wǎng)太陽能等發(fā)電形式占能源結(jié)構(gòu)的余下部分，總量僅為5.96%。到了2015上半年的1月到7月，我國的發(fā)電量結(jié)構(gòu)中火力發(fā)電類型占全國發(fā)電量的比例下降到了79.00%，水電占能源結(jié)構(gòu)的15.51%，并網(wǎng)風(fēng)電和核電、并網(wǎng)太陽能等發(fā)電形式占能源結(jié)構(gòu)的余下部分，總量僅為5.49%。但是，火力發(fā)電的原料消耗并沒有顯著下降，而火力發(fā)電量的比重卻明顯下降了。因此，開展火力發(fā)電電氣自動(dòng)化技術(shù)的攻關(guān)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)于火力發(fā)電過程的全階段控制，努力降低原材料的損耗率，從而顯著提高活力發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)效率。

2 火力發(fā)電中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討

2.1 科學(xué)建構(gòu)通用標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)結(jié)構(gòu)

電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的工程師站和操作員站，主要負(fù)責(zé)控制發(fā)電活動(dòng)中通信管理機(jī)設(shè)備，對(duì)通信管理機(jī)的冗余信息進(jìn)行甄別和處理。在現(xiàn)場總線的控制之下，其他類型的智能設(shè)備，負(fù)責(zé)監(jiān)測火力發(fā)電電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況。

選擇合適的火力發(fā)電變頻器，能夠提高火力發(fā)電的整體效率。小功率的低壓變頻器設(shè)備，適合使用在頻率為6KV左右的電機(jī)設(shè)備上，降壓變壓器設(shè)備在200KW以上的火力發(fā)電廠環(huán)境，此時(shí)的變頻電機(jī)應(yīng)該使用380V-690V的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)的火力發(fā)電自動(dòng)化控制效果達(dá)到最佳水平。輸出升壓變頻器設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定的火力發(fā)電系統(tǒng)，適合使用在頻率為6KV左右的電機(jī)設(shè)備上，降壓變壓器設(shè)備在300-1000KW以上的火力發(fā)電廠環(huán)境中，此時(shí)的變頻電機(jī)應(yīng)該使用6KV電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，此時(shí)的火力發(fā)電自動(dòng)化控制效果達(dá)到最佳水平。高壓大容量變頻器設(shè)備，適合使用控制主線中頻率為6KV左右的電機(jī)設(shè)備上， 輸入隔離變壓器設(shè)備在1000KW以上的火力發(fā)電廠環(huán)境中，此時(shí)的變頻電機(jī)應(yīng)該使用6KV的標(biāo)準(zhǔn)功率。保證在自動(dòng)化控制下，變頻器的靈敏程度得到有效保障。

2.2 合理實(shí)施全通型節(jié)能電氣控制

在SIS和MIS的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制之下，火力發(fā)電機(jī)的整體運(yùn)行情況處于通信網(wǎng)關(guān)的監(jiān)理和控制之下。其中，DCS主站主要負(fù)責(zé)考察硬件防火墻設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)于病毒入侵后篡改發(fā)電廠指令程序的惡意行為進(jìn)行預(yù)防控制。

現(xiàn)象控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于公用設(shè)備運(yùn)行狀況的檢測，一旦發(fā)現(xiàn)火力發(fā)電廠工作室內(nèi)溫度過高現(xiàn)象，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員對(duì)公用設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。電氣自動(dòng)化技術(shù)在火電廠生產(chǎn)過程中的運(yùn)用比較全面。其中，火電廠鍋爐處加熱器溫度的高低受到電氣自動(dòng)化監(jiān)控體系的控制，火電廠爐膛根據(jù)過熱器溫度的高低決定是否需要添加煤料。并且，在過熱器自動(dòng)化控制體系的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，技術(shù)人員能夠通過對(duì)鍋爐溫度的讀取，進(jìn)行燃燒煤料添加與否的控制。

2.3 火力發(fā)電原料的集中自動(dòng)控制

推廣省煤器的運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約火力發(fā)電廠燃料的目的，既能夠以最少的能源支出獲取最高的投資回報(bào)，又能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境節(jié)能的建設(shè)目標(biāo)。

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于發(fā)電系統(tǒng)給水標(biāo)準(zhǔn)的控制，根據(jù)高壓熱器數(shù)據(jù)波動(dòng)的情況，進(jìn)行給水泵運(yùn)行操作控制。分析各類火電廠發(fā)電效率的具體數(shù)據(jù)，能夠找到實(shí)現(xiàn)火電運(yùn)行節(jié)能的有效方案。其中，中壓電廠的鍋爐熱損失率為11%左右，汽輪機(jī)的機(jī)械損失率為1%左右，發(fā)電機(jī)損失熱效率為1%，管道系統(tǒng)損失率為1%，汽輪機(jī)排氣熱損失效率為61.5%，總損失效率為75.5%。因此，中壓電廠的發(fā)熱效率最低，總發(fā)熱利用轉(zhuǎn)換率僅能達(dá)到四分之一左右。采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加科學(xué)的高壓發(fā)電自動(dòng)技術(shù)服務(wù)于生產(chǎn)，能夠顯著提高火電廠的發(fā)熱效率。

3 超高壓電廠系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)化火力發(fā)電生產(chǎn)技術(shù)的相關(guān)探索

超高壓電廠的自動(dòng)化控制程度比較高，它的控制系統(tǒng)能夠根據(jù)間隔層的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)變設(shè)備保護(hù)。根據(jù)電氣系統(tǒng)的測控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)層節(jié)能措施的運(yùn)用。

實(shí)現(xiàn)對(duì)于發(fā)電機(jī)、變壓器和高備變壓器的節(jié)能控制。其中，超高壓電廠的鍋爐熱損失率為9%左右，汽輪機(jī)的機(jī)械損失率為0.5%左右，發(fā)電機(jī)損失熱效率為0.5%，管道系統(tǒng)損失率為0.5%，汽輪機(jī)排氣熱損失效率為52.5%，總損失效率為63%。與中壓電廠相比，我國的超高壓系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用效果更好，使用主備兩臺(tái)的通信站控制系統(tǒng)，保證電力生產(chǎn)活動(dòng)中DCS設(shè)備和電力調(diào)度運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好。其中，我國的超高壓發(fā)電設(shè)備在自動(dòng)化控制技術(shù)的支持之下，發(fā)熱利用率能夠達(dá)到37%左右。但是，超高壓發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)的建設(shè)成本比較高，使用直流系統(tǒng)用于生產(chǎn)控制，智能電渡表的智能化水平還不夠高。從整體上來說，我國的超高壓自動(dòng)化控制系統(tǒng)，與國際上先進(jìn)的超臨界自動(dòng)化控制發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)差距還比較大。因此，為了提高我國發(fā)電自動(dòng)化技術(shù)，技術(shù)人員應(yīng)該重視設(shè)備的引進(jìn)和技術(shù)系統(tǒng)的改造升級(jí)。

4 結(jié)束語：

火力發(fā)電系統(tǒng)中的保護(hù)測控裝置是自動(dòng)化系統(tǒng)預(yù)防漏電現(xiàn)象發(fā)生的，通過現(xiàn)場總線的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行和停轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)的遠(yuǎn)程處理。在火力發(fā)電廠運(yùn)行過程中，為了提高電氣自動(dòng)化生產(chǎn)的安全性，技術(shù)人員應(yīng)該重視對(duì)于火力發(fā)電機(jī)運(yùn)營情況的信息采集，應(yīng)該及時(shí)地形成日志記錄，并且采用網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)設(shè)備對(duì)日志記錄進(jìn)行整理，服務(wù)于后期的火力發(fā)電生產(chǎn)活動(dòng)。

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