自動(dòng)化技術(shù)在電廠節(jié)能減排中的應(yīng)用探究

楊濤

摘要：我國(guó)目前正著力推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此不管是何種領(lǐng)域的何種行業(yè)，都需要朝著綠色、低碳、環(huán)保的方向發(fā)展。我國(guó)的電廠以火力發(fā)電為主，需要耗費(fèi)大量的煤炭資源，會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的污染，如果不能及時(shí)進(jìn)行節(jié)能減排，就很有可能被社會(huì)的洪潮所淘汰。文章就電廠節(jié)能減排中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電廠；節(jié)能減排；自動(dòng)化技術(shù)；火力發(fā)電；環(huán)境污染 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM621 文章編號(hào)：1009-2374（2016）09-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.039

1 概述

社會(huì)的發(fā)展越來(lái)越快，社會(huì)的經(jīng)濟(jì)水平也越來(lái)越高。在生活水平提高之后，越來(lái)越多的人們逐漸開(kāi)始重視其生活質(zhì)量的問(wèn)題。電能是人們生活、發(fā)展過(guò)程中必不可少的資源，電量的增多可以保障日常生活、工作的穩(wěn)定。然而我國(guó)的發(fā)電結(jié)構(gòu)還處于以火力發(fā)電為主的層面，而火力發(fā)電則會(huì)使用大量的煤炭資源。煤炭資源屬于不可再生資源的一種，長(zhǎng)期、大量的消耗最終會(huì)導(dǎo)致煤炭資源的稀缺，不利于我國(guó)的長(zhǎng)久發(fā)展。不僅如此，大量的燃燒煤炭也會(huì)造成空氣的污染。

為此我國(guó)逐漸把可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題作為當(dāng)前的發(fā)展重點(diǎn)來(lái)看待，尤其是節(jié)能減排工作。節(jié)能減排不僅可以有效地節(jié)約資源，同時(shí)也可以減少因廢氣的排放而造成的環(huán)境污染。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電廠不僅僅依靠手工操作進(jìn)行生產(chǎn)，進(jìn)而轉(zhuǎn)向了利用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。這也大大提高了電廠的工作效率，從而為節(jié)能減排起到了推動(dòng)作用。

2 運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的相關(guān)理念

2.1 運(yùn)用自動(dòng)化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

為了逐步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，一些電廠開(kāi)始運(yùn)用自動(dòng)化產(chǎn)品作為輔助工具。如電廠利用微電腦系統(tǒng)進(jìn)行控制以及使用軟啟動(dòng)等技術(shù)，從而在一定程度上可以依靠自動(dòng)化產(chǎn)品使節(jié)能減排成為可能。一些自動(dòng)化產(chǎn)品的使用，使得電廠在控制方面的精準(zhǔn)度有所提升。在對(duì)電廠的運(yùn)行功率以及運(yùn)行負(fù)載進(jìn)行嚴(yán)格的控制之后，耗電量以及耗費(fèi)的能源逐漸減少，因此，使用自動(dòng)化產(chǎn)品可以有效地幫助電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

2.2 運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

除了運(yùn)用自動(dòng)化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排之外，也可以利用自動(dòng)化系統(tǒng)使節(jié)能減排成為可能，比如運(yùn)用調(diào)度自動(dòng)化以及管理自動(dòng)化等，在提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也能有效地控制資源以及能源的投入量問(wèn)題。依靠節(jié)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠投入的控制，從而使電廠節(jié)約成本，并且節(jié)約各種資源，進(jìn)而促進(jìn)節(jié)能減排工作的順利實(shí)現(xiàn)。

3 電廠節(jié)能減排中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化進(jìn)程

目前，電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即過(guò)程控制、制造執(zhí)行以及經(jīng)營(yíng)規(guī)劃三層。為了有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，除了運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備之外，還要利用先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)操作以及調(diào)度等方面的優(yōu)化。

我國(guó)有六種耗能較多的工礦企業(yè)：有色、冶金、建材、電力、造紙以及化工。這些工礦企業(yè)不僅耗費(fèi)大量的能源、資源，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。為此，就需要對(duì)其重點(diǎn)的能耗設(shè)備進(jìn)行節(jié)能控制，減少能源的消耗，同時(shí)對(duì)其重點(diǎn)污染源進(jìn)行污染治理，因此，逐漸完善控制裝置并進(jìn)行系統(tǒng)的及時(shí)優(yōu)化勢(shì)在必行。通過(guò)各種系統(tǒng)和先進(jìn)設(shè)備的共同作用，對(duì)能源的除塵、脫硫等流程進(jìn)行嚴(yán)格控制。同時(shí)對(duì)各種易產(chǎn)生污染的環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化處理，從而使燃燒技術(shù)更為優(yōu)化，使能源消耗與污染物的排放降至最低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電廠的節(jié)能減排工作。

3.2 節(jié)能自動(dòng)化產(chǎn)品的研制和技術(shù)的開(kāi)發(fā)

由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電廠也逐漸實(shí)現(xiàn)手工控制操作向自動(dòng)化控制的方向發(fā)展。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制之后，也使電能生產(chǎn)的方式更加優(yōu)化、合理，使得電能的生產(chǎn)效率也實(shí)現(xiàn)了逐步提升。目前，電廠的自動(dòng)化技術(shù)一般都是運(yùn)用變送器對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及大屏幕的監(jiān)視器、現(xiàn)場(chǎng)總線等進(jìn)行控制。雖然國(guó)家及電廠正在加大力度實(shí)現(xiàn)發(fā)電結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，但是在我國(guó)的電力規(guī)劃中指出，即使到2030年，我國(guó)電廠發(fā)電結(jié)構(gòu)依然是以火力發(fā)電為主。而預(yù)計(jì)4年后，我國(guó)的裝機(jī)容量便可多達(dá)14億千瓦，其中火力發(fā)電所占的比重就多達(dá)10億左右。因此，在以火力為主的發(fā)電結(jié)構(gòu)模式下，節(jié)能減排工作更是困難重重，要及時(shí)需找新的方法，加快節(jié)能自動(dòng)化產(chǎn)品和自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)。

首先可以尋找新的自動(dòng)化節(jié)能方法，可以不斷引進(jìn)外國(guó)先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，再與我國(guó)先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)調(diào)壓、穩(wěn)壓等；其次，采用移相控制技術(shù)以及電子安全保護(hù)技術(shù)等方法及時(shí)地對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出功率進(jìn)行調(diào)整和改變，加強(qiáng)微電腦對(duì)電廠的控制管理，不斷提高電機(jī)的工作效率，使能耗逐漸降低，從而達(dá)到節(jié)約資源的目的；最后，可以加快研制新的自動(dòng)化產(chǎn)品和自動(dòng)化技術(shù)，使可再生及不可再生資源的儲(chǔ)能效率及生產(chǎn)效率等都獲得較大程度的提高。

3.3 結(jié)合信息管理進(jìn)行節(jié)能減排

在電廠使用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行控制的早期，一般都是單純地對(duì)控制系統(tǒng)方面的單輸出和單輸入情況進(jìn)行分析整理，之后再對(duì)其進(jìn)行人工繪圖。而這種操作方法一般都會(huì)存在很大的誤差，且工作效率低。由于電廠對(duì)于信息管理的重視不夠，導(dǎo)致自動(dòng)化技術(shù)與管理信息化程度嚴(yán)重不匹配。為了改變這一局面，就要重視二者的協(xié)調(diào)發(fā)展，從而提高系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也使自動(dòng)控制的實(shí)用性更強(qiáng)，使操作更為簡(jiǎn)單、方便。

4 成功運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行節(jié)能減排的表現(xiàn)

4.1 變頻技術(shù)的應(yīng)用

電廠使用變頻技術(shù)能有效地控制節(jié)能減排。在電廠的運(yùn)行過(guò)程中，一般會(huì)利用煤、燃?xì)饣蚴怯偷荣Y源進(jìn)行發(fā)電，因此，就會(huì)有很多浪費(fèi)現(xiàn)象從中產(chǎn)生。煤、燃?xì)庖约坝偷荣Y源的消耗使我國(guó)能源的投入量大大提高。而在電廠實(shí)際發(fā)電的過(guò)程中，對(duì)于能源的消耗也很大，以致節(jié)能減排難以實(shí)現(xiàn)，使用變頻技術(shù)可以有效降低能源消耗。變頻調(diào)節(jié)器的使用也會(huì)在很大程度上降低燃料的消耗量，從而根據(jù)電廠的實(shí)際情況對(duì)能源投入進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。與此同時(shí)，變頻調(diào)節(jié)器的使用也可以優(yōu)化鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，控制燃料在燃燒時(shí)的風(fēng)量。變頻技術(shù)的應(yīng)用可以幫助電廠解決能源消耗以及資源浪費(fèi)等問(wèn)題，逐漸實(shí)現(xiàn)電廠的節(jié)能減排、降低消耗，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益。

4.2 運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以幫助電廠順利實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電廠總線布置涉及的范圍也越來(lái)越廣。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)相比具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)：一是可以使硬件設(shè)備的應(yīng)用數(shù)量有所降低。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)一般采用的是計(jì)算機(jī)控制，同時(shí)利用PC，使得硬件設(shè)施的需求量大為減少，并且其控制站的面積也可以因此大大縮減；二是從安裝方面來(lái)講，現(xiàn)場(chǎng)總線操作起來(lái)更為簡(jiǎn)捷、方便。在現(xiàn)場(chǎng)總線的其中一條線路上可以進(jìn)行多個(gè)設(shè)備的接入，從而為電廠節(jié)約了更多的資金。同時(shí)，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)也在一定程度上可以解放人力。由于其工作量小，相對(duì)的，電廠對(duì)于人力、物力方面的投入也會(huì)相對(duì)減少。

4.3 碳素焙燒控制技術(shù)

利用碳素焙燒技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，焙燒可以影響生產(chǎn)的各個(gè)方面，如對(duì)環(huán)保產(chǎn)生影響、對(duì)能耗產(chǎn)生影響、對(duì)成品的品質(zhì)和成品的壽命造成影響等。然而碳素焙燒技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中具有多道工藝，因此，對(duì)于環(huán)境造成的影響也極其惡劣。但是由于長(zhǎng)時(shí)間缺乏控制，所以其相對(duì)的能耗也比較大且污染嚴(yán)重。目前，針對(duì)這一情況已經(jīng)研發(fā)出專門控制碳素焙燒的技術(shù)，在電廠的投入使用中，不僅為電廠節(jié)約了大量的能源，也減少了對(duì)于環(huán)境造成嚴(yán)重污染的污染物的排放，同時(shí)為電廠帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，使得節(jié)能減排工作逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

5 電廠節(jié)能減排中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向

5.1 走可持續(xù)發(fā)展之路

電廠在節(jié)能減排過(guò)程中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)可以促進(jìn)電廠實(shí)現(xiàn)高水平、高質(zhì)量的發(fā)展。在利用自動(dòng)化技術(shù)的同時(shí)，能夠有效實(shí)現(xiàn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)使節(jié)能減排成為可能。在降低能源消耗、減少對(duì)環(huán)境的污染的同時(shí)，不僅為國(guó)家節(jié)約了大量資源、能源，也逐漸促使國(guó)家向環(huán)境友好型方向發(fā)展。

5.2 促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的規(guī)模化發(fā)展

自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用是符合時(shí)代發(fā)展潮流的，而且在電廠的實(shí)際應(yīng)用中，不僅節(jié)約成本、降低消耗、保證環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)也增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。利用自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)利用小型系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模節(jié)能減排的效果，因此，要促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)向規(guī)模化方向發(fā)展。擴(kuò)大自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍之后，可以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的節(jié)能減排目標(biāo)。在全國(guó)各個(gè)領(lǐng)域、各大工礦企業(yè)推廣自動(dòng)化技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)全方位的節(jié)能減排工作。

5.3 深化自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

目前，自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用于電廠的節(jié)能減排工作上，所以要不斷深化自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，使自動(dòng)化技術(shù)在安全控制方面的應(yīng)用力度不斷加強(qiáng)，從而使節(jié)能減排工作水平的安全性能不斷提高。減少自動(dòng)化技術(shù)的安全隱患，從而提升其應(yīng)用效益，不斷滿足電廠在節(jié)能減排方面的需求。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)電廠的發(fā)展為我國(guó)提供了大量生活必須的電能，有助于社會(huì)的安全與穩(wěn)定。然而在實(shí)際的生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程中，電廠的正常運(yùn)行需投入大量的能源、資金，同時(shí)，能源、燃料的燃燒也給環(huán)境帶來(lái)了巨大的危害。由于煤等能源屬于不可再生資源，如果大量使用，子孫后代將無(wú)這種資源的福祉可享。為此，我國(guó)的發(fā)展不能只建立在眼前利益之上，而應(yīng)更多地考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的發(fā)展。與此同時(shí)對(duì)于環(huán)境的污染也成為世界各國(guó)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)，因此一定要重視節(jié)能減排工作的落實(shí)。為此，電廠引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，在一定程度上降低了能源的消耗和污染物的排放，也促進(jìn)了電力生產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：王 波）