我國(guó)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及前景展望

左錚

（國(guó)家能源集團(tuán)內(nèi)蒙古上海廟發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016200）

0 引言

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷改革，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，用電量也急劇增加，同時(shí)為了貫徹我國(guó)綠水青山就是金山銀山的有關(guān)環(huán)保政策，電能的使用已成為我國(guó)居民生產(chǎn)和發(fā)展的重要能源之一[1]。為此，我國(guó)火力發(fā)電廠應(yīng)提高先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，在火力發(fā)電的全過(guò)程之中，完成對(duì)我國(guó)火力發(fā)電機(jī)組潛力的提升，有效完成對(duì)機(jī)組一體化運(yùn)行水平的提高工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行效率和管理水平的提高，促進(jìn)我國(guó)火力發(fā)電產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際中完成貫徹落實(shí)，有效提升我國(guó)火力發(fā)電廠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的重要性和現(xiàn)狀

1.1 火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的重要性

火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電過(guò)程中的主要作用是通過(guò)監(jiān)視控制設(shè)備來(lái)完成的，同時(shí)還需輔之以數(shù)據(jù)交換信號(hào)反饋，從而構(gòu)成全環(huán)節(jié)一體化的自動(dòng)化系統(tǒng)。自動(dòng)化系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備，通過(guò)主接線圖以及曲線等形式完成對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)和測(cè)量工作，及時(shí)完成對(duì)設(shè)備警告、信號(hào)設(shè)備動(dòng)作上報(bào)工作，有效減少因操作失誤而導(dǎo)致的危險(xiǎn)情況出現(xiàn)，提升火力發(fā)電過(guò)程中的安全性和可靠性[2]。

自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用還可以為火力發(fā)電有促進(jìn)火力技術(shù)平穩(wěn)運(yùn)行功能的有關(guān)數(shù)據(jù)，為火力發(fā)電廠有關(guān)技術(shù)工作人員提供有效的數(shù)據(jù)知識(shí)和信息支撐。在火力發(fā)電廠中完成對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)多是使用集散控制系統(tǒng)，火電廠主系統(tǒng)在具體控制時(shí)多是通過(guò)電氣系統(tǒng)整合來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)的綜合控制，這種綜合控制的方式可以切實(shí)有效的保障設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可以得到集控運(yùn)行，完成對(duì)設(shè)備安全性的提高，促使設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中有效性的發(fā)揮，減輕操作人員在實(shí)際火力發(fā)電操作過(guò)程中的操作難度，強(qiáng)化火力發(fā)電廠在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中可靠性的完成度。在火力發(fā)電廠中切實(shí)有效的應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，就要完成對(duì)火力發(fā)電廠自動(dòng)化繼續(xù)輸創(chuàng)新性發(fā)展和以及創(chuàng)造性改革，只有有效的完成對(duì)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新工作才能促使火力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行能力以及管理能力得到切實(shí)有效的提升[3]。

而由于我國(guó)火力發(fā)電廠在進(jìn)行火力發(fā)電時(shí)，多時(shí)采用將煤炭以及木材等自然資源通過(guò)燃燒放熱，進(jìn)而將熱能轉(zhuǎn)化成電能，所以在火力發(fā)電廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，完成對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠使用水平的提高提升火力發(fā)電廠在火力發(fā)電過(guò)程中的運(yùn)行效率，可以有效減少對(duì)自然資源的浪費(fèi)，促使火力發(fā)電廠長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

1.2 火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)存在的問(wèn)題

隨著科學(xué)技術(shù)不斷提高，我國(guó)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)水平不斷得到創(chuàng)新發(fā)展，在實(shí)際發(fā)電過(guò)程中許多環(huán)節(jié)都是運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)完成對(duì)火力發(fā)電全過(guò)程的推動(dòng)，但是在實(shí)際過(guò)程中依舊存在著不同程度的問(wèn)題。

首先是電氣自動(dòng)化控制方面存在問(wèn)題，我國(guó)在實(shí)際火力發(fā)電工作環(huán)節(jié)中不能有效保障電氣自動(dòng)化系統(tǒng)安全平穩(wěn)有效運(yùn)行，是我國(guó)電氣自動(dòng)化控制保護(hù)技術(shù)不能有效發(fā)揮自身作用的原因之一，由于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在不穩(wěn)定的發(fā)電過(guò)程中容易遭受破壞，導(dǎo)致電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不能完成正常的運(yùn)行工作，因而嚴(yán)重影響了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)保護(hù)在實(shí)踐過(guò)程中的應(yīng)用[4]。

其次是電氣通信工作存在問(wèn)題，由于我國(guó)電氣通信工作在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中依舊存在著不同程度的缺陷，使得整體自動(dòng)化系統(tǒng)不能切實(shí)有效的完成運(yùn)行各工作的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。

最后是設(shè)備保護(hù)方面存在問(wèn)題，電氣自動(dòng)化設(shè)備保護(hù)工作在實(shí)際火力發(fā)電過(guò)程中占有重要地位，由于電氣自動(dòng)化設(shè)備具有高精密度，因此實(shí)際過(guò)程中容易產(chǎn)生不同程度的損耗，而電氣自動(dòng)化設(shè)備一旦發(fā)生損耗則會(huì)直接影響到我國(guó)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)整體應(yīng)用水平的發(fā)揮，從而影響了進(jìn)行火力發(fā)電時(shí)的整體工作效率。因此我國(guó)想要切實(shí)有效的火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平提高工作，進(jìn)行對(duì)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新，提高活力發(fā)電廠整體工作效率，就必須要著眼于以上三個(gè)基本問(wèn)題，有針對(duì)性的提出解決措施[5]。

2 我國(guó)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，動(dòng)力激勵(lì)生產(chǎn)制造能力不斷提高，在20 世紀(jì)80 年代初，EBASCO公司完成對(duì)熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新的方塊控制模式。

2.1 機(jī)、爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

我國(guó)火力發(fā)電廠的鍋爐和汽機(jī)共同控制著電網(wǎng)的供電量控制工作，從而完成對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行壓力的穩(wěn)定性控制工作。完成對(duì)火力發(fā)電廠運(yùn)行過(guò)程中鍋爐和汽機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的統(tǒng)一控制工作，確保鍋爐和汽機(jī)兩方面的變化情況能穩(wěn)定到一個(gè)最小單位值，盡可能完成對(duì)二者相互影響數(shù)值的降低工作，整體優(yōu)化參數(shù)控制水平。

2.2 爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)

爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)主要是指火力發(fā)電廠在進(jìn)行火力發(fā)電過(guò)程中，火焰檢測(cè)以及燃燒器管理系統(tǒng)，通過(guò)邏輯聯(lián)系的方式，完成對(duì)火力運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)化系統(tǒng)壓力保護(hù)以及吹掃保護(hù)工作。爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，可以切實(shí)有效的根據(jù)鍋爐爐型以及煤炭種類的不同來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的科學(xué)合理制定保護(hù)邏輯條件，進(jìn)而完成對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的保護(hù)工作，促使鍋爐運(yùn)行安全性得以提高，提升長(zhǎng)期火力發(fā)電過(guò)程可靠性實(shí)現(xiàn)。同時(shí)爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)的邏輯連鎖以及控制設(shè)置在進(jìn)行不斷的完成自動(dòng)化技術(shù)完善以及創(chuàng)新過(guò)程中，有效完成對(duì)控制裝置可編程性的提升工作，切實(shí)有效的完成在火力發(fā)電廠進(jìn)行火力發(fā)電過(guò)程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用水平，保障邏輯控制的安全性，促使邏輯控制可靠性實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行對(duì)爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)采用梯形圖編制編輯軟件可以有效促進(jìn)后續(xù)修改控制流程的完善工作，同時(shí)借助彩色圖像完成對(duì)燃燒器燃燒情況的具體了解工作，切實(shí)有效的降低火力發(fā)電過(guò)程中的能量損耗，提高火力發(fā)電的整體發(fā)電效率[6]。

2.3 汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在進(jìn)行火力發(fā)電過(guò)程中，隨著自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，相關(guān)設(shè)備零件可靠性不斷提升，因而目前我國(guó)火力發(fā)電廠進(jìn)行應(yīng)用汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，多是采用高壓抗燃油伺服機(jī)構(gòu)，這一方式可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)汽機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的回路控制，有效完成對(duì)閥門(mén)的管理工作，切實(shí)有效的完成對(duì)汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)功能的豐富。我國(guó)汽輪發(fā)電機(jī)組在進(jìn)行控制時(shí)，經(jīng)歷了盤(pán)車到?jīng)_轉(zhuǎn)，到暖集，到加速，到增加負(fù)荷，最后完成汽機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，接受電網(wǎng)的調(diào)度控制工作。同時(shí)我國(guó)在進(jìn)行保障機(jī)組正常平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，需要有效提升機(jī)組運(yùn)作過(guò)程時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國(guó)火力發(fā)電產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)不斷完善和發(fā)展，我國(guó)目前在進(jìn)行汽機(jī)控制室采用模擬電調(diào)和數(shù)字電調(diào)方式，通過(guò)有效采取模擬控制儀表以及電子計(jì)算機(jī)完成對(duì)汽機(jī)有效控制。

由于我國(guó)早期的汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)為根本支撐，因此在進(jìn)行實(shí)際工作時(shí)相關(guān)硬件以及軟件不能進(jìn)行有效通用，導(dǎo)致我國(guó)汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在后期維修和檢測(cè)工作時(shí)，存在著工作開(kāi)展困難，工作進(jìn)展受阻等問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，我國(guó)產(chǎn)商可以通過(guò)不斷優(yōu)化系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)，有效提高系統(tǒng)軟件的透明度和公開(kāi)度，擴(kuò)大相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，完成產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息共享工作，構(gòu)建更合理的系統(tǒng)運(yùn)作方式，從而有效保障配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及功能的最優(yōu)化[7]。

2.4 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)

我國(guó)自20 世紀(jì)80 年代以來(lái)陸續(xù)引進(jìn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，但是由于當(dāng)時(shí)我國(guó)整體科學(xué)技術(shù)水平不高，計(jì)算機(jī)整體性能不強(qiáng)，因此在具體計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，容易受到客觀因素的影響，出現(xiàn)數(shù)據(jù)配置不合理的現(xiàn)象，同時(shí)當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)不具備多任務(wù)管理的功能，不能同時(shí)操作多任務(wù)，使得我國(guó)相關(guān)工作人員在運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)時(shí)數(shù)據(jù)處理的整體效率不高。但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，教育水平不斷提高，逐步建立了高素質(zhì)、復(fù)合型的相關(guān)技術(shù)人才隊(duì)伍，也形成了較為完善的計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理制度，使得我國(guó)在應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)技術(shù)水平得到大幅度提升。我國(guó)在目前進(jìn)行火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用時(shí)，多采用新式裝置完成對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)施的提高工作，完成對(duì)相關(guān)資源的優(yōu)化配置升級(jí)，同時(shí)應(yīng)用更加符合我國(guó)國(guó)情的中文互動(dòng)界面，有效提高我國(guó)相關(guān)工作人員進(jìn)行操作系統(tǒng)使用時(shí)的便捷性，還完成對(duì)系統(tǒng)故障自我修復(fù)和自我判斷功能的增加，有效提高了我國(guó)相關(guān)工作人員進(jìn)行后續(xù)維修的便利程度，提高了我國(guó)工作人員進(jìn)行相關(guān)設(shè)備運(yùn)用時(shí)的整體效率。

隨著微積分分散控制系統(tǒng)的出現(xiàn)和實(shí)施，我國(guó)有關(guān)技術(shù)工作人員需要充分提高自身創(chuàng)新水平和創(chuàng)新意識(shí)，不斷優(yōu)化豐富相關(guān)系統(tǒng)功能開(kāi)展，進(jìn)行對(duì)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新性和創(chuàng)造性提高工作，有效提高火力發(fā)電站自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性，使計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)不斷朝智能化、信息化方向發(fā)展。

2.5 電機(jī)組仿真裝置

我國(guó)進(jìn)行仿真裝置應(yīng)用的第一套裝置，是由清華大學(xué)在20 世紀(jì)70 年代研究制造出來(lái)的，但是隨著我國(guó)相關(guān)技術(shù)得到不斷的完善和發(fā)展，我國(guó)又逐步引入了300MW 機(jī)組的全仿真裝置。同時(shí)由于我國(guó)相關(guān)政府部門(mén)不斷加強(qiáng)對(duì)火力發(fā)電機(jī)組的重視程度，火力發(fā)電過(guò)程中有關(guān)技術(shù)支持的資金投入力度也在不斷增大，我國(guó)大型火電機(jī)組仿真培訓(xùn)裝置也得到了不斷的發(fā)展和提高。

在自動(dòng)化系統(tǒng)中，火電機(jī)組仿生裝置的主要內(nèi)容有模擬機(jī)組正常運(yùn)行情況、機(jī)組有關(guān)工作人員能夠熟練掌握運(yùn)用在事故工況下的機(jī)組啟動(dòng)以及停止工作。機(jī)組有關(guān)工作人員通過(guò)切實(shí)有效的仿真裝置訓(xùn)練掌握有效的判斷以及處理各種突發(fā)事故的能力，進(jìn)行對(duì)多種運(yùn)行方式的模擬試驗(yàn)，機(jī)組工作人員可以在多種實(shí)驗(yàn)過(guò)程中找到更為合理科學(xué)的運(yùn)行方式，從而完成對(duì)運(yùn)行時(shí)間精力的縮減工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)火力發(fā)電過(guò)程中相關(guān)成本的控制。同時(shí)機(jī)組有關(guān)工作人員在進(jìn)行不同系統(tǒng)控制方式仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以增強(qiáng)對(duì)機(jī)組操作的熟練度，完成對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用效率的提高。我國(guó)進(jìn)行仿真裝置的生產(chǎn)，主要目的是為了切實(shí)有效的培養(yǎng)機(jī)組運(yùn)行人員的故障問(wèn)題處理能力，完成對(duì)機(jī)組有關(guān)工作人員綜合素質(zhì)的提高工作，因此在進(jìn)行仿真裝置設(shè)置時(shí)，在配套的軟件設(shè)計(jì)工作上需要不斷完成對(duì)仿真裝置實(shí)時(shí)性和逼真度的提高工作，進(jìn)一步完成對(duì)產(chǎn)品適應(yīng)范圍的擴(kuò)大化，從而有效為我國(guó)火力發(fā)電廠長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障和基礎(chǔ)。

3 我國(guó)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展前景

現(xiàn)階段，我國(guó)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)已得到廣泛的運(yùn)用，為發(fā)電廠帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但是在實(shí)際過(guò)程中，依舊存在著一些問(wèn)題，因而，有關(guān)管理人員以及工作人員需要提高對(duì)火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)的重視程度，切實(shí)有效的降低煤炭能源的損耗率，減少在運(yùn)行過(guò)程中氣壓波動(dòng)問(wèn)題的出現(xiàn)，使火力發(fā)電廠在進(jìn)行火力發(fā)電時(shí)能夠切實(shí)有效的解決相關(guān)故障問(wèn)題，延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)組整體使用壽命。同時(shí)在進(jìn)行自動(dòng)化應(yīng)用時(shí)，需要逐步推進(jìn)，爐、機(jī)、電控制一體化，充分引進(jìn)信息化技術(shù)，推進(jìn)我國(guó)火力發(fā)電廠向現(xiàn)代化方向發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

因此，在新時(shí)代發(fā)展背景下，火力發(fā)電廠應(yīng)加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際過(guò)程中的應(yīng)用和創(chuàng)新力度，完成技術(shù)的創(chuàng)新性發(fā)展、創(chuàng)造性改革，使之更好的為火力發(fā)電廠提供服務(wù)，有效提高火力發(fā)電廠的整體發(fā)電效率和水平。同時(shí)火力發(fā)電廠相關(guān)功能工作人員需要樹(shù)立終身學(xué)習(xí)觀念，強(qiáng)化自身發(fā)展建設(shè)，切實(shí)提高火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)的使用水平。