電氣工程自動(dòng)化的火電廠智能化技術(shù)應(yīng)用分析

商淑涵

摘要：火電廠作為電力供應(yīng)的主要保證企業(yè)，廣泛影響包括化工生產(chǎn)在內(nèi)的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。電氣自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備可以有效的提高火力發(fā)電的效率，在火電廠生產(chǎn)中承擔(dān)著至關(guān)重要的角色，越來(lái)越多的火電廠越來(lái)越重視電氣自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，從而提高產(chǎn)能。因此，提高自動(dòng)化控制技術(shù)的水平和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用程度對(duì)發(fā)電廠的發(fā)展具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：火電廠;電氣自動(dòng)化;智能化技術(shù)

1 自動(dòng)化控制理論

經(jīng)典控制理論主要是通過(guò)狀態(tài)空間法建立更為系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行規(guī)律性探究，在逐步優(yōu)化產(chǎn)品性能的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)目標(biāo)?，F(xiàn)代控制理論主要通過(guò)線性控制理論和最優(yōu)估計(jì)的方式，對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行自我辨識(shí)和控制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。智能控制理論則是結(jié)合了前兩者的優(yōu)勢(shì)，交叉發(fā)展，能夠綜合火電廠的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)與控制，有利于減少機(jī)前的操作壓力，進(jìn)一步形成火電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)。

2 電氣自動(dòng)化應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1 提高電廠經(jīng)濟(jì)效益

電氣自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)對(duì)參數(shù)的監(jiān)控幫助相關(guān)人員精確調(diào)節(jié)設(shè)備，一定程度上降低了輔機(jī)設(shè)備的耗電量和生產(chǎn)設(shè)備的損耗，節(jié)省了設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本。另一方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以把人力解放出來(lái)，節(jié)約了火電廠的人力成本。比如原來(lái)單臺(tái)機(jī)組對(duì)人力的需求要達(dá)到幾十人，在集控運(yùn)行目標(biāo)達(dá)成后，僅需幾人就可以完成原來(lái)的相關(guān)工作。節(jié)約的人力資源和設(shè)備維護(hù)成本在一定程度上來(lái)說(shuō)提高了火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 提升電廠生產(chǎn)效率

電氣工程自動(dòng)化將繁瑣的供電機(jī)組生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)統(tǒng)一轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器依照工序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。這樣做一方面解決了以往復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)造引發(fā)的難題，另一方面盡可能地避免人員在現(xiàn)場(chǎng)操作的時(shí)間。在電氣工程自動(dòng)化的技術(shù)支持下，火電廠電能生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了工藝流程的一體化數(shù)控調(diào)度，不僅可以解決傳統(tǒng)火電廠面臨的生產(chǎn)、維護(hù)、安全保障方面的難題，而且還降低了員工操作工序并提高了勞動(dòng)效率。與此同時(shí)，在電氣工程自動(dòng)化的技術(shù)支持下，火電廠各方面資源（包括人力、物力、設(shè)備等）被整合到了一起，配置合理性更高，資源利用率得到明顯改善，同時(shí)電能產(chǎn)量也得到了明顯提升。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 DCS自動(dòng)化控制

DCS可在系統(tǒng)硬件和軟件都允許的條件下調(diào)整各個(gè)功能模塊，此舉可有效適應(yīng)火電廠的多樣化需求。拿常用的子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)DAS可實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)測(cè)量各部分的信號(hào)，如液位、溫度、流量、壓力等，也可獨(dú)立出來(lái)成為一個(gè)結(jié)構(gòu)（上下位機(jī)結(jié)構(gòu)），它還能形成小的集散型系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)控制。DAS可以為系統(tǒng)提供多種熱力系統(tǒng)流程圖，運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常后可及時(shí)給出警告，同時(shí)還能夠高頻率、迅速地采集繼電器開(kāi)關(guān)處所發(fā)出的信號(hào)，發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)可及時(shí)記錄并發(fā)出警報(bào)。此外，DAS可以給出系統(tǒng)中主要參數(shù)的變化趨勢(shì)以便于預(yù)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài);定時(shí)打印制表可及時(shí)記錄系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，以便后來(lái)查閱。燃燒器管理系統(tǒng)BMS主要指針對(duì)鍋爐爐膛的安全監(jiān)控，一般在大型的火電機(jī)組都會(huì)設(shè)置這樣的自動(dòng)控制系統(tǒng)。BMS可保證鍋爐能夠按照預(yù)設(shè)的燃燒程序進(jìn)行操作。一旦出現(xiàn)緊急情況，系統(tǒng)能夠迅速關(guān)閉燃料投放程序，同時(shí)能夠起動(dòng)降溫系統(tǒng)，從而防止鍋爐出現(xiàn)爆炸、爆燃等危害性極大的事故。

3.2 設(shè)備維修與防護(hù)

①當(dāng)軟件程序運(yùn)行時(shí)，需要提前進(jìn)行備份，且每一步的修改均要如實(shí)記錄。如果數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)了較為明顯的改動(dòng)，相關(guān)數(shù)據(jù)必須進(jìn)行備份。②測(cè)定軟件模塊是否能夠達(dá)到功能要求時(shí)，不能發(fā)生遺漏，要對(duì)各個(gè)測(cè)試模塊全面檢測(cè)，尤其是功能效果和權(quán)限結(jié)構(gòu)。不僅如此，還需要制定出完善的裝置軟件管理體系，在系統(tǒng)更新時(shí)需要由管理人員賦予權(quán)限，并完成備份。值得關(guān)注的一點(diǎn)是，某些未通過(guò)檢測(cè)的軟件不可以私自應(yīng)用于熱控裝置之中。③在進(jìn)行熱工保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)過(guò)程中，必須要緊緊圍繞工作票制度展開(kāi)，并將各項(xiàng)細(xì)則一一落實(shí)。如果需要檢測(cè)運(yùn)行中的裝置，應(yīng)當(dāng)建立起相應(yīng)的隔離保護(hù)，防止出現(xiàn)連鎖問(wèn)題。④影響熱控裝置運(yùn)行效果的因素眾多，諸如環(huán)境條件、灰塵雜質(zhì)等。要保證熱控裝置能夠穩(wěn)定發(fā)揮作用，第一步就要處理好外部環(huán)境。對(duì)裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的異常，需要提前預(yù)防并及時(shí)處理，盡可能提升安全管理水平，為熱控裝置的運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3 故障診斷

設(shè)計(jì)人員要確保融合進(jìn)去的人工智能設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)識(shí)別、故障自主發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)修復(fù)等。在以往，由于缺乏智能故障定位技術(shù)手段，電氣工程運(yùn)行故障要依據(jù)排險(xiǎn)預(yù)案逐個(gè)因素分析，按順序排查，定位效率難以得到保障。在人工智能的輔助下，電氣設(shè)備自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)在自動(dòng)化的監(jiān)控功能，更體現(xiàn)在故障的智能診斷上。依據(jù)采集來(lái)的電力歷史數(shù)據(jù)和特定的算法，進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，自動(dòng)對(duì)比和智能分析，實(shí)現(xiàn)故障的智能化精準(zhǔn)定位和智能化自動(dòng)排除與解決故障。

3.4 輔機(jī)和用電系統(tǒng)

當(dāng)前隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)保護(hù)裝置呈現(xiàn)了體積越來(lái)越小，功能越來(lái)越強(qiáng)大。在火電廠應(yīng)用的微機(jī)保護(hù)裝置也是這樣，盡管微機(jī)保護(hù)裝置和以前用的繼電器的體積差不多大小，但是功能較之前強(qiáng)大了不少，尤其是微機(jī)快速切換裝置的應(yīng)用，完美實(shí)現(xiàn)了對(duì)各用電系統(tǒng)之間無(wú)干擾快速切換的功能。與之前的人工切換方式相比較來(lái)說(shuō)，明顯降低了切換各用電系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生的相位和壓差，自然也就降低了用電系統(tǒng)和設(shè)備所負(fù)擔(dān)的沖擊，甚至可以忽略不計(jì)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步符合了國(guó)家關(guān)于安全生產(chǎn)的要求，提高了火電廠經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也提高了企業(yè)的社會(huì)形象。

3.5 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

在計(jì)算機(jī)的輔助下，電力系統(tǒng)的所有參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)均可成為設(shè)計(jì)的重要參考和依據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)共享、軟件輔助、網(wǎng)絡(luò)溝通等技術(shù)手段提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。

4 結(jié)束語(yǔ)

電氣自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)一方面可以節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化或半自動(dòng)化，提高企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益，另一方面通過(guò)智能化可以有效的提高火電廠安全生產(chǎn)水平。從國(guó)家層面上來(lái)說(shuō)，也非常重視電氣自動(dòng)化技術(shù)。為了進(jìn)一步提高電氣自動(dòng)化的應(yīng)用水平，不僅給予了政策上的支持也在培養(yǎng)高級(jí)電氣自動(dòng)化人才方面做了很多的工作。因此電氣自動(dòng)化的發(fā)展前景很光明，值得相關(guān)學(xué)術(shù)者和專家進(jìn)行深入研究。

參考文獻(xiàn)

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