電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新與應(yīng)用

張 智

（陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500）

0 引 言

隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步更新，電氣自動(dòng)化技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如應(yīng)用于火力發(fā)電廠。作為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的一種基礎(chǔ)能源，電力能源有著較多的發(fā)電形式，火力發(fā)電是其中最為重要的形式之一。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展與成熟，火力發(fā)電技術(shù)技術(shù)也在不斷更新，如電氣自動(dòng)化技術(shù)的引入促進(jìn)了火力發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步。

1 電氣自動(dòng)化概述

電氣自動(dòng)化技術(shù)主要是由信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、電子技術(shù)等多項(xiàng)現(xiàn)代技術(shù)融合而成，其是在研究電磁現(xiàn)象及其變化規(guī)律和實(shí)際應(yīng)用等的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。電氣自動(dòng)化技術(shù)一方面可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)；另一方面可以將這些數(shù)據(jù)可視化，以最快的速度反饋給操作人員，從而達(dá)到規(guī)范操作的效果，避免危險(xiǎn)情況的出現(xiàn)。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，需不斷提高人們的生產(chǎn)效率，電氣自動(dòng)化技術(shù)能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化、高效化控制，能有效推動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益的提升，因此在日常生產(chǎn)活動(dòng)中得到了廣泛的應(yīng)用[1]。圖1為電氣自動(dòng)化設(shè)備圖。

圖1 電氣自動(dòng)化設(shè)備

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用，能利用監(jiān)視控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換信號(hào)反饋系統(tǒng)，發(fā)揮監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程和反饋實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的重要作用，不僅能有效提高火力發(fā)電效率，而且能分析出可能存在的異常情況并給出信號(hào)，從而對(duì)即將出現(xiàn)的事故實(shí)現(xiàn)有效的預(yù)防；能提供數(shù)據(jù)信息，幫助分析生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的事故，從而能有效避免類似情況再次發(fā)生；能對(duì)設(shè)備的停啟次數(shù)、設(shè)備的維修檢查次數(shù)及用電量等進(jìn)行正確的統(tǒng)計(jì)并給出相應(yīng)的表格，讓工作人員能迅速了解這些信息；能對(duì)脈沖信號(hào)的電量統(tǒng)計(jì)、設(shè)備故障的診斷、電動(dòng)機(jī)的檢修等較為特殊的情況給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋[2]。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著科技的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電中。但電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用并非是一成不變的，而是隨著技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展的，通過(guò)對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和分析，能夠在原有基礎(chǔ)上再次拓寬電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍。傳統(tǒng)的火力發(fā)電控制系統(tǒng)，更加注重對(duì)爐、機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單操作，從而有效保護(hù)電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，電源的切換、自動(dòng)勵(lì)磁的調(diào)節(jié)等基礎(chǔ)操作均能達(dá)到自動(dòng)化效果，為整個(gè)火力發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了一定的條件支持。但傳統(tǒng)的火力發(fā)電系統(tǒng)存在一定的局限，并且其局限隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而逐漸擴(kuò)大，其能反映的數(shù)據(jù)信息十分有限，所以工作人員對(duì)其的操作依然比較復(fù)雜，并且無(wú)法較好地預(yù)防事故的發(fā)生，對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的事故難以給出合適的數(shù)據(jù)分析，非常不利于火力發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步。因此，需要引入最新的電氣自動(dòng)化技術(shù)，以促進(jìn)火力發(fā)電自動(dòng)化水平的提升。

在火力發(fā)電系統(tǒng)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)主要包括通信層、控制層、間隔層三大部分，并且通過(guò)這種分層的方式對(duì)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。其中最為重要的是控制層，其是整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心，在上層系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其發(fā)揮著搜集、監(jiān)控、整理數(shù)據(jù)信息的重要作用，相較于傳統(tǒng)的火力發(fā)電系統(tǒng)效率更高。但目前電氣自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理方面較為薄弱，對(duì)于火力發(fā)電工作效率的提升有著一定的負(fù)面影響。所以，需要根據(jù)實(shí)際的工程量對(duì)技術(shù)進(jìn)行革新，利用好現(xiàn)代信息科技，優(yōu)化電氣自動(dòng)化技術(shù)，從而進(jìn)一步提升工作效率。目前，電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，所以電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展對(duì)于火力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展在一定程度上發(fā)揮著決定性作用。因此，在電氣自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行更深入的利用，從而不斷提高火力發(fā)電系統(tǒng)電氣自動(dòng)化技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)真正意義上的系統(tǒng)信息化管理和控制，推動(dòng)火力發(fā)電技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展[3-4]。

4 電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新應(yīng)用

4.1 數(shù)據(jù)信息管理

4.1.1 對(duì)數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng)化控制

系統(tǒng)化的控制技術(shù)，主要是對(duì)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)進(jìn)行整合利用，使各項(xiàng)技術(shù)相互協(xié)作，從而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)綜合管控。這就需要將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到熱工藝中，根據(jù)儀器設(shè)備進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，要將各項(xiàng)工作進(jìn)行模擬分析，要求加工過(guò)程以及加工的材料也要不斷優(yōu)化，將火力發(fā)電效率的提升作為首要目標(biāo)。所以，只有對(duì)整個(gè)火力發(fā)電過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)化的管控，才能保證電氣自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用[5]。

4.1.2 對(duì)數(shù)據(jù)信息的輸入、輸出集中監(jiān)控

此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要是在主控室，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)信息都是會(huì)被傳輸?shù)街骺厥抑校灾骺厥腋颖阌跀?shù)據(jù)的處理，但如果條件允許，也可在其他信息數(shù)據(jù)相對(duì)集中的地方監(jiān)控或處理數(shù)據(jù)，將不同的電氣自動(dòng)化設(shè)備使用不同的電纜線連接起來(lái)的，從而就能實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和處理數(shù)據(jù)信息。此項(xiàng)技術(shù)在數(shù)據(jù)的傳輸速度、后期的維護(hù)方面均有著較大的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和及時(shí)處理，但有一點(diǎn)需要注意，當(dāng)設(shè)備間的距離較遠(yuǎn)時(shí)數(shù)據(jù)信息的傳輸穩(wěn)定性會(huì)受到一定的影響。

4.1.3 遠(yuǎn)程智能輸入、輸出監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

從此項(xiàng)技術(shù)的名稱中可以得出，其主要是應(yīng)用在數(shù)據(jù)處理設(shè)備或控制室距離較遠(yuǎn)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的。工作的流程是先搜集實(shí)時(shí)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，然后將這些數(shù)據(jù)信息整理、儲(chǔ)存在一起，通過(guò)連接控制室主機(jī)的光纜進(jìn)行輸入或輸出數(shù)據(jù)信息。此種技術(shù)不僅操作的步驟更加簡(jiǎn)單，而且使用的設(shè)備設(shè)施更少，在一定程度上減小了電氣自動(dòng)化設(shè)施的所占空間，在可控性和穩(wěn)定性方面有著較大的優(yōu)勢(shì)。而且，相較于現(xiàn)場(chǎng)的信息處理，遠(yuǎn)程的操作對(duì)于數(shù)據(jù)的檢測(cè)和處理也更加有效，而且受到的各種因素的影響也較小，能夠適應(yīng)火力發(fā)電許多不同的特殊情況[6]。

4.2 統(tǒng)一單元爐組機(jī)

以往電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用僅能實(shí)現(xiàn)機(jī)電控制一體化，火力發(fā)電效率較低。目前，火力發(fā)電的電氣自動(dòng)化技術(shù)在不斷更新，已能實(shí)現(xiàn)對(duì)爐、機(jī)、電單元一體化管理（見圖2），能進(jìn)一步提高信息處理速度，從而推動(dòng)火力發(fā)電工作效率的再次提高，利于生產(chǎn)單位經(jīng)濟(jì)效益的提升。與此同時(shí)，統(tǒng)一單元爐機(jī)的應(yīng)用，能有效減少電氣自動(dòng)化設(shè)備設(shè)施的使用，不僅能減少占地面積，而且能節(jié)省成本開支，對(duì)于提升生產(chǎn)單位的經(jīng)濟(jì)效益十分有利。統(tǒng)一單元爐機(jī)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)火力發(fā)電系統(tǒng)的有效監(jiān)控和處理，在提高火力發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)化水平的同時(shí)也推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)效益的提升[7]。

圖2 統(tǒng)一單元爐機(jī)

4.3 構(gòu)建通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行離不開網(wǎng)絡(luò)，因此需要注重構(gòu)建通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。要注意通用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)施的選用，一定要選擇符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，如此才能保證網(wǎng)絡(luò)通信在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的正常使用，確?？偪厥夷芗皶r(shí)接收各單元系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)，保證火力發(fā)電設(shè)備正常運(yùn)行。另外，在通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建構(gòu)過(guò)程中，要保證設(shè)備之間連接通暢，如此才能為火力發(fā)電電氣自動(dòng)化水平的提升提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)[8]。

4.4 應(yīng)用控制保護(hù)技術(shù)

在火力發(fā)電中，過(guò)去所使用的控制和保護(hù)手段基本是連鎖的或是報(bào)警系統(tǒng)，而隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其缺陷逐漸暴露出來(lái)。因此，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)需要充分利用最新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制保護(hù)技術(shù)，主動(dòng)、及時(shí)地診斷出各種問(wèn)題并給出相應(yīng)的解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)更好的保護(hù)。如圖3所示。

圖3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全技術(shù)概述圖

5 結(jié) 論

電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，而為了火力發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展，則需要對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用，以此來(lái)促進(jìn)火力發(fā)電工作效率和經(jīng)濟(jì)效益的提升。