電氣自動控制系統在火力發電廠中的應用與創新

肖曙光

摘要：近幾年來，電氣自動控制系統在科學技術上的革新得到了很好的應用。與此同時，隨著人們對發展與生產的要求，火力發電也在技術生產方面取得了很大的進步。在這一背景下，電氣自動控制系統被引入火電廠的生產中來。文章介紹了電氣自動控制系統以及其在火力發電廠的應用與創新。

關鍵詞：電氣自動控制系統；火力發電廠；電氣自動化；主控系統；信息管理系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM92 文章編號：1009-2374（2015）33-0040-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.022

1 電氣自動化在火力發電過程中的基本作用及重要性

1.1 電氣自動化技術的基本作用

所謂電氣自動化，就是實現電氣機械生產的自控性，在火力發電過程中則體現為不同操作環節的控制效率不同。通過對各生產環節的監控與檢測，實現對整體工作進度的自動掌控。電氣自動控制系統則根據數據的流動、傳遞、記錄以及反饋等手段來實現對發電過程進行有序高效的監控和調節。特別是近幾年來，由于高參數和大容量的火力發電機組在我國火力發電廠中的廣泛應用，使得火力發電廠的熱控制技術等核心發電技術也必須要隨著大容量火力發電機組的增加而得到相應的提高和改進。因此，自動控制系統作為一種高時效的控制系統被運用進來。自動控制系統的高時效主要是通過對主機和輔機的各種參數記錄、顯示和綜合分析、參數的反饋、發電流程的順序控制、設備的連鎖保護、安全生產過程的警報機制等由計算機自動化處理來實現的，在這個高時效的控制體系中，自動化控制系統已經從一種以輔助操作人員完成相應操作發展到相對能夠獨立的，并且可以完成一些不同難度的設備啟停、安全控制等操作的過程控制和設備連鎖綜合控制系統，這種控制手段也是目前各大型火力發電廠都普遍采用的機組控制手段。

電氣自動化技術根據數據參數所顯示的各設備和流程的工作狀況做出相應的調節方案，如果出現問題就及時發出警報，并通過連鎖保護等方式對設備進行啟停來維持設備和生產安全。此外，電氣自動化系統還可以對數據分析做出相對應的反饋調節機制，如電氣設備的在線管理、遠程自我校驗、故障診斷、電動機狀態檢修等。

1.2 電氣自動化在火力發電過程中的地位

實現火電廠的主控系統與其信息管理系統的完美對接，完成信息的對等和即時傳遞也必然會成為火電廠自動化管理系統的發展方向，而傳統火電廠的分散控制系統也會通過改革等方式向這一方向不斷靠近。在這樣的發展趨勢下，改變一些傳統的控制方式，另外，由于信息技術的發展，可以通過互聯網等方式建立電氣系統通信，實現火電廠信息的快速傳遞和共享，信息傳遞呈現多元化發展。通過以上分析我們可以發現，在火電廠中運用電氣自動化技術可以使得發電過程中的很多環節都變得簡單高效，使得火電廠在管理方面更加得心應手，提高了其經濟效應以及發展穩定性。

2 火電廠電氣自動化技術的發展現狀

電氣自動化在科學技術的指導下也實現了它的革新，例如現場總線技術和互聯網技術組成的保護監控等，而在火力發電這塊區域內，火電廠的監控系也取得了比較好的發展，使得數據的檢索與采集變得不再那么繁瑣復雜。

電氣自動化系統包括三部分，分別是控制層、間隔層和通訊層。其核心組件當然是控制層，起到控制連接的作用。間隔層和通訊層是自動化系統的數據傳輸的橋梁和渠道。控制層的主要功能是對設備的監視和控制，收集并計算系統采集的各種數據，完成系統所有數據的分析。通訊層的主要功能則是完成間隔層與系統各站點之間的數據傳遞，保證數據的正常傳輸和安全。至于間隔層則是通過網絡和接口等一系列方式連接系統上層并完成與上層之間的數據交流，通過這三個層次之間的合作來實現對整個系統的監控和控制。一般情況下，下層的功能是獨立于上層設備和網絡獨立完成的，即下層功能不依賴上層功能的工作環境和條件。目前為止，絕大多數火力發電廠已經實現了電氣自動化系統與其他相關系統之間的數據傳輸和交流，用來實現整個火力發電過程的信息對等傳遞和共享，以此來實現火電廠自動化信息管理和控制。

3 自動化控制系統在火電廠中的應用

3.1 實現鍋爐與機組之間的一體化

電氣自動化技術可以通過實現鍋爐、機組和電氣系統之間數據的即時傳遞和共享等方式聯系在一起，使之成為一塊相對完整的組合設備，實現機爐組單元的統一。當實現機爐一體化的單元之后，火力發電廠運用集散控制系統通過機爐組的單元運行方式的控制，對整個發電過程中的所有數據進行收集和處理分析，從而做出更加合理經濟的運行方案來完成發電。

3.2 作為控制和保護手段

在火力發電廠中，傳統的控制和保護手段大多都是通過報警和連鎖手段來實現的，這種控制保護機制只能對一些超出規定工作上限或者波動性較大的設備進行預警和干涉。而現在，由于信息技術的發展，電氣自動化技術的控制和保護系統也逐漸得到完善，其保護控制手段也更加完美全面。電氣自動化系統不但可以實現對各種設備的全方位監控和對生產數據的收集和處理，而且可以對所收集的數據進行分析和趨勢預判，以達到提前預警和控制的效果。即通過對設備運行狀態的監控，通過對其參考數據的分析和趨勢描繪，在錯誤生成之前進行預警，以實現提前預警的功能。這種提前預警的功能可以在隱患發生之前對其進行控制和處理，從而降低了運行過程中因故障而中斷生產、維修等狀況的發生。

4 電氣自動化在火力發電廠中的創新和發展方向

在火電廠傳統的火力發電過程中，系統的控制和保護手段主要是報警和連鎖，這些手段只能對超限報警和波動跳機等進行報警和保護。但是，如果通過創新，使電氣自動化技術的保護和警報機制做到提前預警、自主檢測和監控、實現故障的自我檢測和維修等，那么我們就可以在系統控制和保護方面做得更好，不但可以減少故障，降低維修時長，減少因生產過程中斷而造成的經濟損失，而且還可以防患于未然，提前排除將要出現的故障，使設備高效正常運行。

此外，從其本質上來講，電氣自動化是一門相對來說較為綜合的學科，它包括計算機在內的電子信息、電子控制等。因此，在考慮對電氣自動化技術進行創新的時候，我們可以結合這些特點，將各個學科的知識綜合性地融合在一起，在增強其整體效益的同時充分發揮其單獨的潛在能力，使電氣自動化技術有更好的發展方向，從而實現火力發電廠技術的創新和發展，帶來經濟效益。

5 結語

在這個科學飛速發展的時代，由于各種能源的發展，人們對能源的使用有了更多的選擇，但火力發電仍然是我國主要的發電方式，并在未來相當長的一段時間內繼續維持這樣一種地位，因此我們有必要對其生產過程中的一些應用進行發展和創新。由前文的分析論證，我們可以通過對電氣自動化技術在火力發電中的應用的分析和總結來對其進行創新，從而減少設備故障，降低因維修等帶來的經濟損失，提高火電廠的經濟效益，使其能可持續發展。

參考文獻

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（責任編輯：陳 潔）