電廠生產(chǎn)過程的節(jié)能控制技術(shù)分析

李達(dá)宏

（西山煤電集團西山發(fā)電有限公司，山西古交030200）

隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境問題成為社會大眾越來越關(guān)心的問題。對于電廠企業(yè)的發(fā)展來說，生產(chǎn)過程中需要耗費大量的能量。因此電廠生產(chǎn)過程中的節(jié)能控制工作非常重要，對節(jié)能控制技術(shù)進(jìn)行分析是一項有重要意義的工作。

1 電廠在生產(chǎn)過程中進(jìn)行節(jié)能控制工作的重要性和必要性

目前，煤炭是我國發(fā)展過程中應(yīng)用的主要能源之一，與其他清潔能源相比，煤炭在燃燒過程中的利用率較低，造成煤炭經(jīng)過燃燒后的排放量較大，同時，煤炭資源在進(jìn)行燃燒的過程中會生成許多對人體和環(huán)境均有傷害的物質(zhì)，比如二氧化硫、粉塵等。也就是說，大多數(shù)電廠在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，煤炭資源的燃燒不僅會對工作人員和附近居民的身體健康造成一定的威脅，還會污染環(huán)境、造成酸雨等對人體和環(huán)境都有危害的自然現(xiàn)象。因此在電廠生產(chǎn)過程中進(jìn)行節(jié)能控制工作是一項非常重要和必要的工作，這樣不僅能夠響應(yīng)我國對于綠色生產(chǎn)的提倡，還可以與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相適應(yīng)。進(jìn)行節(jié)能控制工作，還可以在很大程度上降低電廠企業(yè)在生產(chǎn)的過程中所耗費的資金成本，提高電廠的經(jīng)濟效益，從而促進(jìn)電廠的穩(wěn)定發(fā)展。總之，電廠生產(chǎn)過程中應(yīng)用節(jié)能控制技術(shù)進(jìn)行節(jié)能控制工作的意義重大，電廠應(yīng)該提高對節(jié)能控制工作的重視程度。

2 自動化控制技術(shù)的簡單介紹

由于以往在發(fā)展過程中我國忽略了對環(huán)境的保護，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境形勢較為嚴(yán)峻，許多因為生態(tài)環(huán)境惡化而導(dǎo)致的自然災(zāi)害接踵而至，給社會大眾的正常生活和工作帶來了極大的負(fù)面影響。除此之外，資源的濫用也導(dǎo)致了資源短缺問題，能夠應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的資源數(shù)量越來越少，這也是目前我國應(yīng)該重視的問題。對于電廠企業(yè)來說，在能夠為供電區(qū)域提供足夠電能的前提下將發(fā)電效率盡可能的提高，同時節(jié)約能源，減少在生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染程度，為電廠企業(yè)節(jié)省資金成本，這些都是目前電廠企業(yè)應(yīng)該重視并想辦法盡快解決的問題。將自動化控制技術(shù)引入到電廠生產(chǎn)的過程中，能夠快速高效地滿足上述要求。具體來講，自動化控制技術(shù)的功能較為多樣，其中包含網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、機電一體化技術(shù)以及計算機技術(shù)等，這些技術(shù)綜合在一起，使得自動化控制技術(shù)能夠?qū)﹄姀S生產(chǎn)過程中的運行系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制、監(jiān)視和診斷，除此之外，與其他控制技術(shù)相比，自動化控制技術(shù)的特點和優(yōu)勢還表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，可以對生產(chǎn)過程中不同設(shè)備的運行情況進(jìn)行監(jiān)控并結(jié)合實際情況對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。第二，將生產(chǎn)過程中的各種不同數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行共享，方便工作人員對這些數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行整理，同時也能提高電廠生產(chǎn)工作的質(zhì)量和效率。第三，對電廠生產(chǎn)過程中的各類參數(shù)進(jìn)行高效率的轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)處理的結(jié)果更加精確。第四，提高電廠生產(chǎn)過程中控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。自動化控制技術(shù)的特點和優(yōu)勢可以幫助電廠在生產(chǎn)的過程中對相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，不僅可以提高電廠發(fā)電的效率，還可以達(dá)到對能源進(jìn)行控制、減少排放量的效果。

3 自動化控制技術(shù)在電力生產(chǎn)過程中的具體應(yīng)用分析

3.1 自動化控制技術(shù)中控制系統(tǒng)的構(gòu)建

一般情況下，將自動化控制技術(shù)應(yīng)用在電廠的生產(chǎn)過程中可以很好地實現(xiàn)節(jié)能控制，在這個過程中，該技術(shù)需要借助通信模塊功能以及中央控制系統(tǒng)中的相關(guān)功能對電廠生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，同時實時共享。在中央控制系統(tǒng)中，2套CRT站構(gòu)成了系統(tǒng)中的控機組，這2套CRT站可以實現(xiàn)工作人員以及設(shè)備之間的交互以及各項信息和數(shù)據(jù)的傳遞，同時還能對電廠生產(chǎn)過程中各個設(shè)備的信息進(jìn)行高效地采集，并對其運行過程進(jìn)行實時的監(jiān)控。同時，上位機也是自動化控制技術(shù)中不可缺少的一種軟件系統(tǒng)。上位機系統(tǒng)中包括了設(shè)備檢查、信息整理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、現(xiàn)場控制等多種不同的功能。與此同時，與上位機系統(tǒng)所對應(yīng)的下位機軟件系統(tǒng)通過與工控機和plc芯片進(jìn)行聯(lián)合運行，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、對相關(guān)的指令進(jìn)行執(zhí)行的功能。這樣不僅可以在很大程度上避免電廠生產(chǎn)過程中出現(xiàn)CPU單一故障導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的情況，同時還可以提高各類設(shè)備運行過程中相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的完整性。上述軟件系統(tǒng)的綜合形成了能夠?qū)﹄姀S生產(chǎn)過程進(jìn)行節(jié)能控制的自動控制技術(shù)。綜合來講，自動控制技術(shù)所包含的功能分別有聯(lián)動、分布和單獨操控等。除此之外，為了能夠進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)采集工作的質(zhì)量和效率，電廠中相關(guān)的工作人員需要在自動化控制系統(tǒng)的車間中配備能夠進(jìn)行儀表控制工作的裝置。

3.2 電廠生產(chǎn)過程中應(yīng)用自動化控制技術(shù)的功能集成

為了能夠在最大程度上發(fā)揮出自動化控制技術(shù)的實時監(jiān)督、控制和管理功能，電廠對該技術(shù)的相關(guān)軟件系統(tǒng)進(jìn)行運行的過程中，工作平臺也需要特定的編程軟件來實現(xiàn)。對自動化控制技術(shù)系統(tǒng)中每個功能進(jìn)行集成的過程中，也要將各個不同種類的軟硬件作為設(shè)計工作的基礎(chǔ)。具體來講，自動化控制技術(shù)功能的集成分別表現(xiàn)為以下幾個方面的內(nèi)容：①控制系統(tǒng)可以將電廠運行過程中各個設(shè)備的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行動態(tài)的展示。②對生產(chǎn)現(xiàn)場的工作情況進(jìn)行實時的監(jiān)控。③對生產(chǎn)過程中不同設(shè)備的運行情況以及存在的各種問題進(jìn)行管理和控制。④對具有按鍵控制功能的設(shè)備進(jìn)行管理。⑤對設(shè)備的操作畫面進(jìn)行有效控制。⑥實現(xiàn)對電廠生產(chǎn)現(xiàn)場的全面監(jiān)控和管理。⑦電廠生產(chǎn)過程中，對各種設(shè)備信息和數(shù)據(jù)的動態(tài)變化進(jìn)行清晰地顯示。⑧自主控制打印機將重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。⑨對設(shè)備運行過程中較為重要的參數(shù)進(jìn)行快速高效的輸入，并結(jié)合實際情況對其進(jìn)行修改。⑩對系統(tǒng)中輸入和輸出的相關(guān)重要參數(shù)進(jìn)行儲存，方便后續(xù)工作中相關(guān)人員對這些參數(shù)的調(diào)用。

4 高壓變頻調(diào)速控制技術(shù)及其在電廠生產(chǎn)過程節(jié)能控制工作中的具體應(yīng)用

4.1 高壓變頻調(diào)速控制技術(shù)的節(jié)能控制原理分析

異步電動機在進(jìn)行正常運行和工作的過程中，電機極對數(shù)、轉(zhuǎn)差率、電源頻率和轉(zhuǎn)速這幾個參數(shù)之間具有特定的關(guān)系，其中，電源頻率與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，電機極對數(shù)以及轉(zhuǎn)差率都與轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系。具體來講，應(yīng)用高壓變頻調(diào)速控制技術(shù)的原理就是結(jié)合實際情況對電源頻率具體數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，電機轉(zhuǎn)速的具體數(shù)值也會隨之而發(fā)生改變。由于電源頻率與轉(zhuǎn)速之間呈現(xiàn)出線性關(guān)系，因此電機在具體工作過程中的轉(zhuǎn)速數(shù)值并不會再受到生產(chǎn)過程中其他因素的干擾和影響。同時，電廠在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，風(fēng)機節(jié)流的作用以及勵磁滑差的作用也不會對電機的正常運行產(chǎn)生較大的影響，電機的功率不會因此而產(chǎn)生虧損，那么在這個過程中，電機的運行就不會耗費較大的能量，從而實現(xiàn)電廠生產(chǎn)過程中的節(jié)能控制。電廠的工作人員在生產(chǎn)過程中如果使用傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方式，需要通過調(diào)節(jié)擋板或者對閥門運行方式進(jìn)行改變的方法來實現(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)，這就需要電機一直保持高速率的狀態(tài)進(jìn)行運轉(zhuǎn)。而事實上電機機組的負(fù)荷需要結(jié)合電機的實際運行情況來進(jìn)行自身的調(diào)節(jié)，因此，傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方式并不能在一定程度上實現(xiàn)電廠生產(chǎn)過程中能源的節(jié)約，相反還會降低能源的利用效率，耗費能源的數(shù)量也會在一定程度上有所增加。除此之外，電廠生產(chǎn)過程中對電磁進(jìn)行轉(zhuǎn)差也是工作人員進(jìn)行節(jié)能控制的一種傳統(tǒng)方法，其原理就是對液力耦合器和電子轉(zhuǎn)差離合器的速度進(jìn)行改變從而實現(xiàn)對能源的節(jié)約。但是電廠工作人員進(jìn)行實際操作時，對其轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時有可能造成調(diào)速過程中的損失和耦合過程中的損失，這樣不僅不能實現(xiàn)節(jié)能控制的目的，反而會使耗費的能量有一定的增加，這樣也會造成設(shè)備運行過程中存在一定的風(fēng)險和安全隱患，一旦生產(chǎn)過程中發(fā)生安全事故，那么工作人員的生命財產(chǎn)安全就會在很大程度上受到威脅。也就是說，與傳統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)相比，在電廠生產(chǎn)過程中利用高壓變頻調(diào)速技術(shù)來進(jìn)行節(jié)能控制工作，不僅能夠快速高效地達(dá)到節(jié)能控制的目的，而且具有較高的安全性和可靠性，因此電廠企業(yè)中工作人員可以將高壓變頻調(diào)速技術(shù)廣泛的應(yīng)用在生產(chǎn)過程中，實現(xiàn)對能源的節(jié)約和控制，促進(jìn)電廠企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 應(yīng)用高壓變頻調(diào)速控制技術(shù)進(jìn)行節(jié)能控制時的一些注意事項

高壓變頻調(diào)速控制技術(shù)雖然能夠高效地實現(xiàn)電廠生產(chǎn)過程中的節(jié)能控制，但是工作人員對其進(jìn)行應(yīng)用時，還需要注意一些問題，否則就會導(dǎo)致其應(yīng)用效率在一定程度上有所降低。具體來講，工作人員應(yīng)該注意內(nèi)容如下：第一，提供高壓變頻調(diào)速控制技術(shù)的相關(guān)設(shè)備在運行的過程中對具體的電壓波動數(shù)值有較高的要求，設(shè)備需要處于特定的范圍之內(nèi)的電壓中才可以高效地進(jìn)行工作，但是大多數(shù)電廠在生產(chǎn)的過程中，所使用電源在輸出電壓的過程中穩(wěn)定性還有待提高，特別是對廠用電源進(jìn)行切換或者對大型的電機進(jìn)行啟動的過程中，其電壓值就會在一定程度上有所減小，因此工作人員需要進(jìn)行某些特定的操作，使得變頻設(shè)備能夠?qū)Σ糠值碾妷翰▌舆M(jìn)行承擔(dān)。第二，電廠工作人員對高壓變頻設(shè)備運行速度進(jìn)行調(diào)節(jié)時，一定要提前結(jié)合實際情況對其數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，然后再嚴(yán)格按照相關(guān)的數(shù)據(jù)對其速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般情況下，如果風(fēng)機和水泵的額定流量能夠達(dá)到60%，這時高頻變速設(shè)備的節(jié)能控制效果處于最值，并不是表面上看到的節(jié)能效果與流量的大小成線性關(guān)系，流量大小并不會直接提高節(jié)能控制工作的效果。第三，為了盡可能地避免電廠在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)由于輸出電流諧波的具體數(shù)值過大而造成設(shè)備的性能和準(zhǔn)確度有所下降的情況，工作人員對設(shè)備的輸出電流進(jìn)行控制時，諧波大小必須穩(wěn)定在指定的范圍之內(nèi)。

5 小結(jié)

隨著環(huán)境的惡化以及資源和能源的匱乏，各大電廠企業(yè)必須結(jié)合實際發(fā)展情況，在生產(chǎn)過程中應(yīng)用節(jié)能控制技術(shù)，這樣不僅能夠促進(jìn)電力企業(yè)的健康平穩(wěn)發(fā)展，也能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行保護。自動化控制技術(shù)和高壓變頻調(diào)速控制技術(shù)能夠有效地實現(xiàn)節(jié)能控制，電廠在生產(chǎn)過程中可以對其進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。