淺析電氣自動化技術在火力發電廠的應用

付園園

（華電國際十里泉發電廠 山東省棗莊市 277103）

淺析電氣自動化技術在火力發電廠的應用

付園園

（華電國際十里泉發電廠 山東省棗莊市 277103）

火力發電中電氣自動化系統簡稱為ECS，它是近幾年火力發電廠的研究熱點之一，主要是傾向于將自動化監控技術運用到火力發電廠的生產鐘來。現在電氣自動化技術已經被火力發電系統所廣泛使用，借助信息和網絡技術，充分發揮了發電廠的自動化技術的作用，提高了發電系統的安全性和可靠性。

火力發電；自動化技術；安全可靠性

1 電氣自動化技術發展概述

1.1 電氣自動化技術發展現狀

電力是一種非常方便的能量轉移方式，它已經適應了巨大的、越來越多的用途。雖然電氣化帶來了它自己的危險，替換氣體照明的明火大大減少了家庭和工廠內的火災危險。許多城市建立了公共事業，目標是新興的電氣照明市場。在燈絲燈泡中采用的電阻焦耳加熱效應在電加熱中也可以更直接地使用。雖然這是通用的和可控的，但可以看作是浪費的，因為大多數發電已經需要在發電站產生熱量。一些國家，如丹麥，已經頒布了限制或禁止在新建筑中使用電阻電加熱的立法。然而，電力仍然是用于加熱和制冷的高度實用的能量源，空調/熱泵代表了用于加熱和冷卻的電力需求的增長部門。電磁效應最明顯地用于電動機中，這提供了清潔和有效的動力裝置，諸如絞盤的固定電動機容易提供有電力供應，但是隨著其應用而移動的電動機，例如電動車輛，必須攜帶諸如電池的電源，或者從電池收集電流諸如縮放儀的滑動接觸。電子器件利用晶體管，也許是20世紀最重要的發明之一，并且是所有現代電路的基本構件。現代集成電路可以在僅僅幾平方厘米的區域中包含數十億個小型化晶體管。電力也用于燃料公共交通，包括電動公共汽車和火車。

1.2 電氣自動化技術要點

電氣自動化技術主要體現在控制上，包括開環控制和閉環（反饋）控制。在開環控制中，控制器的控制動作與“過程輸出”（或“受控過程變量”）無關。一個很好的例子是只由定時器控制的中央加熱鍋爐，使得熱量施加恒定時間，而不管建筑物的溫度如何，控制動作是鍋爐的開/關，過程輸出是建筑溫度。在閉環控制中，控制器的控制動作取決于過程輸出。在鍋爐類比的情況下，這將包括恒溫器以監測建筑物溫度，并且由此反饋信號以確保控制器將建筑物維持在恒溫器上設置的溫度。因此，閉環控制器具有反饋回路，其確保控制器施加控制動作以給出與“參考輸入”或“設定點”相同的過程輸出。為此，閉環控制器也被稱為反饋控制器。根據英國標準協會的閉環控制系統的定義是具有監控反饋的控制系統，作為該反饋的結果形成的偏差信號用于以這樣的方式控制最終控制元件的動作：傾向于將偏差減小到零。同樣，反饋控制系統是一種趨向于通過比較這些變量的函數并使用該差作為控制手段來保持一個系統變量與另一個系統變量的規定關系的系統。革命化制造，飛機，通信和其他行業的先進型自動化是反饋控制，其通常是連續的，并且涉及使用傳感器進行測量并進行計算調整以將測量變量保持在設定范圍內，閉環自動化的理論基礎是控制理論。

2 電氣自動化技術在火力發電廠的應用

2.1 火力發電廠電力系統結構

火力發電站是其中熱能被轉換為電力的發電廠，在世界上的大多數地方，渦輪機是火力驅動的。水被加熱，變成火力并且旋轉驅動發電機的火力渦輪機。在其通過渦輪機之后，火力在冷凝器中冷凝并且再循環到其被加熱的地方；這被稱為蘭金循環。火力發電站設計的最大變化是由于不同的熱源，化石燃料在這里占主導地位，盡管還使用核熱能和太陽能熱能。某些火力發電廠還被設計為產生用于工業目的的熱能，以用于區域供熱或水的脫鹽，以及產生電力。

2.2 火力發電廠的電網優化策略

商業電力公用電站通常大規模構建并且設計用于連續操作。幾乎所有的電力發電廠都使用三相發電機來產生頻率為50Hz或60Hz的交流電（AC）電力。大公司或機構可能有自己的發電廠為他們的設施供熱或供電，特別是如果火力用于其他目的，火力驅動的發電廠已被用于驅動大多數船舶在20世紀大多數直到最近。火力發電廠現在只用于大型核海軍艦艇。船舶發電廠通常通過齒輪箱將渦輪機直接連接到船舶的螺旋槳。這種船舶中的發電廠還向驅動發電機供應電力的較小渦輪提供火力。除了少數例外，核海洋推進僅用于海軍艦艇。已經有許多渦輪發電船，其中火力驅動的渦輪機驅動發電機，該發電機為用于推進的電動機提供動力。傳統火力發電站的能源效率，被認為可銷售能源產生的燃料消耗的熱值的百分比通常為33～48％。與所有熱力發動機一樣，它們的效率有限，并受熱力學定律支配。在功率生產中未使用的熱量的能量必須以對于環境的熱的形式離開設備。這種廢熱可以通過冷凝器并與冷卻水一起或在冷卻塔中處理。如果廢熱用于區域供熱，則稱為熱電聯產。正在研究的一些先進反應器設計，例如非常高溫的反應器，先進的氣冷反應器和超臨界水反應器，將在類似于當前煤廠的溫度和壓力下操作，產生相當的熱力學效率。

3 總結與展望

在火力發電廠中，電氣自動化技術系統的監控裝置不僅僅能夠實現對交流采樣的測量、保護與監控工作，還能利用新型計算機的監控與保護實現現場總線技術與工業以太網的網絡集成，而且這些電氣自動化技術為火力發電廠的數據采集和信息通信等開辟了嶄新的技術發展領域。當前，電氣化技術在火力發電廠中的監控技術加強了與其他相關監控系統數據信息的聯系，可以說真正意義上實現了火力發電廠的信息化管理與控制，從中促進了火力發電廠的不斷發展。我們只有繼續深入探析，創新應用、全面激發優勢功能才能持續提升工作效率、強化自動化控制水平，合理控制火力發電廠運行管理成本。

[1]彭永紅，陳統堅.加工過程自適應控制與智能控制技術研究[J].機械工業自動化，2015，17（3）：21～25.

[2]陶明璋，吳明光.火力發電過程系統中智能優化控制策略的研究[J].浙江大學學報（自然科學版），2016，30（6）：683～690.

[3]劉鑫.我國火力發電自動化技術的現狀與發展趨勢[J].電氣時代，2013（12）.

[4]朱雪璇.火力發電自動化中智能控制的應用研究[J].無線互聯科技，2014（09）.

[5]雷會峰，殷碩.智能控制在火力發電控制自動化中的應用[J].科技風，2014（01）.

TM621

A

1004-7344（2016）36-0072-01

2016-11-8

付園園（1987-），女，漢族，山東濟寧鄒城人，助理工程師，研究生，研究方向為自動化。