節能減排理念下電廠自動化技術研究

王宇飛

摘 要：隨著我國社會經濟的飛速發展，人們的物質生活水平得到顯著提高，但是，環境污染問題持續加重，對自然環境造成了威脅。節能減排理念的提出，加深了人們對環境保護的認知。電廠自動化技術以其節能減排的特點，為電力事業的持續發展提供了支持。在電廠不斷改革的進程中，要實現自動化技術向著節能化技術過渡，加強電廠節能減排的控制力度，提高電廠節能降耗的水平，滿足電廠節能發展的基本需求，將節能減排理念落到實處，凸顯自動化優勢，滿足電廠穩步發展的需求。基于此，文章分析與研究了節能減排理念下的電廠自動化技術，希望提高電力企業生產效率，促進可持續發展。

關鍵詞：節能減排;電廠自動化;創新策略

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.019

近年來，隨著節能減排理念的提出，環境保護日漸受到重視。電廠是電力資源供應的重要場所，在運行過程中不可避免會產生大量的污染物，嚴重影響環境質量。在電廠運行中引入節能減排理念，在電廠自動化技術中實現節能減排，解決能源浪費與環境污染問題。

在電廠具體運行的過程中，自動化技術節能減排的重要體現就是自動化系統的應用，因電廠自動化系統涉及內容相對廣泛，管理、調度自動化等都包含其中，可真正提高電廠的運行效益，控制投入的能源，對于發揮節能減排的作用具有重要的現實作用。因此，應用自動化系統可從根本上實現自動化技術，并達到節能減排的效果。

1 電廠自動化技術應用現狀

1.1 可編程控制器的應用

在工業生產和運算裝置中，可編程控制技術屬于一種編輯儲存，通過輸入與輸出進行控制。從某種程度上說，通過應用可編程控制器，可提高電廠的輸出效率，但是不同電廠的編程控制器擁有各自的編碼，能夠保護電廠的生產質量與安全，卻無法實現信息的交流共享，阻礙電廠之間的交流互動。為實現信息交流，要安裝信息轉換器，增加發電成本，減緩信息流動速度[1]。

1.2 集散型控制系統的應用

集散型的控制系統則是將多個系統集于一體，涵蓋通信技術系統、計算機技術系統、現代化技術控制系統等，計算機微型處理器在其中屬于基礎，面對一些地理、功能相對分散的內容，采取現代化管理方式控制。運用這種控制系統的過程中，在生產標準、工程的一些生產規則、信息安全傳遞中產生不便，無法保證信息傳遞的可靠性與安全性。這樣的自動化控制方式難以滿足當前發展的需求，應對其進行改進與完善。

2 電廠節能減排發展現狀

2.1 火電占據主導地位

生產電能的主要場所是電廠，隨著社會經濟的飛速發展，各領域對于電能的需求不斷增加，為滿足用戶的用電需求，電廠應結合實際發展情況，采取有效措施，不斷提高生產效能。

縱觀我國電廠的實際發展情況，以火力發電為主，發電過程中會不可避免地污染甚至破壞周邊環境。基于可持續發展理念，國家不斷調整與優化發電結構，進而減少火電比重。盡管如此，在我國現有的發電方式中，火電發電依舊是重點。

根據電力長期規劃，到2030年，火電在電能生產中依舊占據主導地位。因此，電廠節能減排的任務十分重要，應得到相關領域工作人員的高度重視，這是保證電力事業今后持續發展的關鍵。

2.2 減排取得顯著成效

隨著時間的推移，我國電廠在節能減排方面，取得了顯著成效。裝機容量在6 000 kW以上的電廠燃煤消耗量下降至320 g/kWh，與發達國家的發展水平十分接近。2019年，電力二氧化硫和氮氧化物同比下降9.7%和3.1%，分別為890 000 t和930 000 t，節能減排取得了顯著效果。

除此之外，我國綜合實力不斷提高，相關技術的進步同樣為節能減排工作的順利開展提供了必要支持，自動化技術屬于其中一項關鍵技術[2]。

3 電廠自動化技術的發展歷程

科技是第一生產力，科技的發展對于生產力的全面提高具有重要作用。隨著科技水平的不斷提高與技術的不斷完善，大量自動化技術不斷出現，并在電廠生產中得到了普及與廣泛應用。

電廠自動化發展主要分為三個階段：

第一階段是模擬控制階段，使用的自動化技術主要是微計算機控制，協調控制系統、順序控制系統、電子油壓調控系統等，都是主要的控制系統。

第二階段是數字化控制，應用通信設備、微型計算機等，實現電業調速數字化。在具體發展歷程中，不同的計算機與DCS系統難以實現數據互通，軟件與硬件的兼容性尚未達到理想效果。電廠生產過程中，各個機組的計算機都是獨立運行開展工作的[3]。

第三階段是開放式的自動化系統，進而構成電廠綜合自動化系統，對其進行系統劃分，包含廠級、機組級，主要有DCS、MIS等。

4 電廠自動化技術在節能減排中的作用

4.1 實現節能減排目標

在當前的社會背景下，隨著節能減排理念的提出，我國各電廠都結合實際發展情況，積極引入各種自動化技術。在電能生產過程中，將相關產品作為輔助工具，例如微機軟件啟動技術等，通過應用自動化技術，幫助電廠實現節能減排的目標。在電廠生產過程中應用自動化技術，能夠真正提高控制精度，大幅降低機組自身消耗的電量，提升生產效能。

4.2 滿足電廠穩定發展

在電廠節能減排中，將自動化技術系統作為基礎，調度自動化系統、管理自動化系統等相關系統的應用，不僅能夠大幅提高電力企業的經濟效益與社會效益，而且能夠控制資金、能源的投入量與使用情況，真正做到減少能耗與節約能源，生產成本因此大幅降低，滿足電廠穩定發展的需求。

5 電廠節能減排中應用的自動化技術

5.1 變頻技術

電廠生產中，石油、燃氣、煤炭屬于最常用的燃料，但會導致能源消耗進一步增加，與現階段提倡的節能減排理念相違背。為降低電廠燃料的使用量，可在發電生產工作中應用變頻技術，通過應用變頻調節器，自動調節與控制燃料的用量。將電廠運行的具體需求作為基礎，控制燃料的具體投入量，

同時，嚴格控制鍋爐的運行狀態，根據鍋爐的狀態適當調節變頻器的風量，根據鍋爐的運行需求選擇最佳燃料，解決與規避鍋爐燃燒中的浪費問題。在鍋爐具體的燃燒過程中，變頻調節的作用與功效可得到充分發揮，該項技術的應用具有明顯的節能優勢。

5.2 DCS系統

DCS自動化控制系統具有明顯的優勢，對于電廠的自動化運行具有不可忽略的作用。將DCS系統應用到電廠運行過程中，屬于一項較為科學的自動化技術措施。應用DCS系統，在整體層面上監控設備的具體運行情況和應用情況，進而全面、科學地掌控火電廠的運行狀況[4]。

在計算機系統的輔助下，DCS系統具有明顯的自動化功能，可實時監督與控制火電廠的運行情況，綜合管理各項信息，解決電廠運行過程中存在的浪費問題。DCS系統的應用在短時間內提出穩定且科學的運行方案，能夠達到節能減排的目的。

DCS系統還可以控制電廠運行過程中的排放量與消耗量，充分發揮各項能源的作用，大幅提高能源的利用率。

5.3 現場總線法

將現場總線技術應用到電廠生產中，具有明顯的節能優勢。近年來，現場總線技術在電廠內部的應用量呈現明顯的上升趨勢，全面分析電廠現場總線技術的應用內容，確保已經布置完畢的電廠現場總線投入正常運行。

但是，與傳統技術方案相比，這一優勢只存在于現場總線技術中：第一，設備的應用量因此大幅降低，充分彰顯了計算機技術的優越性，降低了硬件數量，將PC作為控制站可將控制室的占地面積降至最低;第二，因安裝現場總線的方式相對較為簡單，如果將多個設備安裝在同一條線上，安裝費用也會因此降低，為電廠創造更多經濟效益[5]。

5.4 碳素焙燒控制技術

相比較而言，傳統的碳素焙燒的工藝相對較為復雜，甚至還會影響到周邊的環境，與當前提出的環境友好理念相悖。電廠日常運行過程中，根據實際發展情況應用碳素焙燒自動化控制技術，可對開展的各項生產工作產生正面影響，成品的使用年限、能耗、環保生產等都會受到不同程度的影響。

在這一社會背景下，碳素焙燒控制技術逐漸得到深入研究。在電廠的實際運行過程中，合理應用碳素焙燒控制技術，在節約資源的同時，還會降低環境的污染，滿足可持續發展的需求。

5.5 信息管理相互結合

在應用自動化控制技術的初始階段，只是簡單分析與整理控制系統方面的輸出與輸入情況，然后再完成人工繪圖等工作，通過這種方式，提高工作質量與效率。但是，歷經長時間的實踐后，難免因受到各項因素的影響而出現一些誤差，工作效率也會因此降低。在部分電廠內部，缺乏對信息管理工作的高度重視，會導致管理信息化程度與自動化技術存在嚴重分歧。為改善這一局面并順利解決問題，應深入開展研究分析工作，認真管控兩者的協調性，提高系統統計數據的精確性與自動控制的科學性，使操作方式更加便捷、高效。

6 節能減排自動化技術的發展方向

6.1 技術規模化

歷經大量的實踐，電廠應用自動化技術之后取得了顯著的成效，通過使用小型的系統，可實現大規模節能減排的效果。將其作為基礎，逐步推動自動化技術朝著規模化的方向過渡，將當前的發展情況作為基礎，擴大自動化技術在電廠中的應用范圍，實現更大規模的節能減排目標。

6.2 可持續發展

節能減排屬于一項十分重要的工作內容，并貫穿電廠生產全過程。結合實際發展情況合理應用自動化技術，能夠降低能耗并達到保護環境的目的，真正提高電廠的經濟效益，滿足電廠今后持續發展的需求。

6.3 深化技術

全面分析當前各項發展情況，應用自動化技術以節能減排為主，發揮自動化技術的作用與優勢，不斷促進各項技術的應用。在電廠安全生產中，應加強深化技術的采用力度，同時增強電廠生產的安全性，減少安全事故的出現概率。

6.4 環保清潔

電廠自動化技術應更加側重于環保與清潔，將其作為主要發展方向，為應用與落實節能減排技術提供較大幫助。優化電廠的自動化運行，電廠在相對清潔的環境下開展工作，達到綠色環保、節能減排的目的。

6.5 加大應用

在自動化技術的節能減排過程中應用安全技術，可真正控制電廠自動化技術，提高安全節能效率，減少應用自動化技術產生的負面影響，強化與完善自動化技術中節能減排的理念與思想，滿足電廠自動化技術的相關要求，加快自動化技術的節能發展步伐，提高節能減排的穩定性與安全性。

7 電力企業節能減排措施

7.1 完善相關法律法規

為滿足電力企業節能減排的要求，相關部門應根據實際發展情況，完善法律法規，借助相應的獎懲措施，提高企業內部工作人員的主動性，確保法規的可操作性與獎懲措施的適用性。要充分發揮其引導作用，幫助電力企業應用各種自動化技術，降低能源消耗并減少排放，提高經濟效益、環境效益與社會效益。

7.2 增強社會責任意識

我國在大力發展工業的歷程中，由于過于注重提高經濟效益，消耗了大量的能源與資源，導致自然生態環境受到了不同程度的破壞。在這一社會背景下，電廠應積極擔負起相應的社會責任，主動并自覺開展節能減排工作。

7.3 加大自動化產品力度

開展電廠節能減排工作的過程中，應根據需求應用自動化技術，為相關產品提供支撐，進一步提高節能減排的效果。在條件允許的情況下，加大自動化產品研究力度，不僅要改進與完善現有技術，而且要根據需求研發一些新的技術，更好地為節能減排提供服務。

8 結語

為社會生產生活提供大量的電能是電廠的主要價值，與社會的持續穩定發展有著必然關聯。但是，在具體的生產過程中，電廠必定會消耗大量的資金與能源，燃燒的能量會直接影響到人們賴以生存的自然環境。

因此，電廠管理者與相關工作人員應以發展的眼光看待各項問題，不要局限于短期利益。節能減排理念的提出得到了社會各界的高度關注，將節能減排理念貫徹落實到具體工作中，能夠減少電廠能源消耗，減少環境污染，充分發揮節能減排的優勢，對于電力事業的持續發展具有重要作用。

參考文獻

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