火力发电中电气自动化技术的应用探讨

伍立

摘要：火力发电是我国推广比较普及的一种发电形式，提高火力发电活动中的自动化效率，能够显著提高火力发电量，满足工业生产和广大人民群众日常生活所需。火力发电电气自动化控制设备运行的过程中，涉及到多个交流电机设备和直流电机设备的协同作业。只有保证火电厂电气自动化设备运行稳定性的提高，才能够保证工业发电项目的顺利施展，保证发电效率和电厂产能的持续提高。本文从火力发电系统中自动化技术的运用细节展开讨论，提出几点有利于火电生产效率提高的可行性措施。

关键字：火力发电；自动化；电气技术；发电项目

0 引言

火力发电项目是一种发展比较成熟的发电技术类型。在火力发电项目技术不断进步的过程中，电厂电气综合自动化程度逐渐增强。使用自动化控制技术服务于生产，稳定性较高的电气自动化控制设备往往具有较长的机器使用寿命，可以保证火电厂发电的可持续性发展。

1 我国目前的火力发电效率和自动化技术运用效果分析

在电厂电气综合自动化系统方案优化中，技术人员可以采用以太网作业生产控制媒介，实现对于火力发电机整个系统的控制。为了提高电气自动化控制的效率，技术人员应该努力利用服务器冗余，在现场总线DPU控制下实现通信管理机冗余控制。电源及部分电动机的运转情况也会受到现场总线的管控，为了提高控制的效率，技术人员应该使用质量更好的硬接线。

火力发电的方式是我国最为主要的发电类型，通过分析我国发电量结构，我们发现火力发电量生产效率有明显的下降。2014上半年的1月到7月，我国的发电量结构中火力发电类型占全国发电量的79.64%，水电占能源结构的14.40%，并网风电和核电、并网太阳能等发电形式占能源结构的余下部分，总量仅为5.96%。到了2015上半年的1月到7月，我国的发电量结构中火力发电类型占全国发电量的比例下降到了79.00%，水电占能源结构的15.51%，并网风电和核电、并网太阳能等发电形式占能源结构的余下部分，总量仅为5.49%。但是，火力发电的原料消耗并没有显著下降，而火力发电量的比重却明显下降了。因此，开展火力发电电气自动化技术的攻关工作，实现对于火力发电过程的全阶段控制，努力降低原材料的损耗率，从而显著提高活力发电设备的生产效率。

2 火力发电中电气自动化技术的应用探讨

2.1 科学建构通用标准的服务结构

电厂电气综合自动化系统中的工程师站和操作员站，主要负责控制发电活动中通信管理机设备，对通信管理机的冗余信息进行甄别和处理。在现场总线的控制之下，其他类型的智能设备，负责监测火力发电电动机的运行情况。

选择合适的火力发电变频器，能够提高火力发电的整体效率。小功率的低压变频器设备，适合使用在频率为6KV左右的电机设备上，降压变压器设备在200KW以上的火力发电厂环境，此时的变频电机应该使用380V-690V的标准，此时的火力发电自动化控制效果达到最佳水平。输出升压变频器设备运行稳定的火力发电系统，适合使用在频率为6KV左右的电机设备上，降压变压器设备在300-1000KW以上的火力发电厂环境中，此时的变频电机应该使用6KV电机的标准设备，此时的火力发电自动化控制效果达到最佳水平。高压大容量变频器设备，适合使用控制主线中频率为6KV左右的电机设备上， 输入隔离变压器设备在1000KW以上的火力发电厂环境中，此时的变频电机应该使用6KV的标准功率。保证在自动化控制下，变频器的灵敏程度得到有效保障。

2.2 合理实施全通型节能电气控制

在SIS和MIS的远程自动化控制之下，火力发电机的整体运行情况处于通信网关的监理和控制之下。其中，DCS主站主要负责考察硬件防火墙设备的运行情况，对于病毒入侵后篡改发电厂指令程序的恶意行为进行预防控制。

现象控制系统还能够实现对于公用设备运行状况的检测，一旦发现火力发电厂工作室内温度过高现象，监控系统会发出警报，提醒工作人员对公用设备进行转移处理。电气自动化技术在火电厂生产过程中的运用比较全面。其中，火电厂锅炉处加热器温度的高低受到电气自动化监控体系的控制，火电厂炉膛根据过热器温度的高低决定是否需要添加煤料。并且，在过热器自动化控制体系的运转过程中，技术人员能够通过对锅炉温度的读取，进行燃烧煤料添加与否的控制。

2.3 火力发电原料的集中自动控制

推广省煤器的运用，能够实现节约火力发电厂燃料的目的，既能够以最少的能源支出获取最高的投资回报，又能够实现环境节能的建设目标。

电气自动化控制技术还能够实现对于发电系统给水标准的控制，根据高压热器数据波动的情况，进行给水泵运行操作控制。分析各类火电厂发电效率的具体数据，能够找到实现火电运行节能的有效方案。其中，中压电厂的锅炉热损失率为11%左右，汽轮机的机械损失率为1%左右，发电机损失热效率为1%，管道系统损失率为1%，汽轮机排气热损失效率为61.5%，总损失效率为75.5%。因此，中压电厂的发热效率最低，总发热利用转换率仅能达到四分之一左右。采用系统设计更加科学的高压发电自动技术服务于生产，能够显著提高火电厂的发热效率。

3 超高压电厂系统设备自动化火力发电生产技术的相关探索

超高压电厂的自动化控制程度比较高，它的控制系统能够根据间隔层的运行状态，实现对于火力发电机组的发变设备保护。根据电气系统的测控数据，进行自动化控制网络层节能措施的运用。

实现对于发电机、变压器和高备变压器的节能控制。其中，超高压电厂的锅炉热损失率为9%左右，汽轮机的机械损失率为0.5%左右，发电机损失热效率为0.5%，管道系统损失率为0.5%，汽轮机排气热损失效率为52.5%，总损失效率为63%。与中压电厂相比，我国的超高压系统设备的自动化技术运用效果更好，使用主备两台的通信站控制系统，保证电力生产活动中DCS设备和电力调度运转情况良好。其中，我国的超高压发电设备在自动化控制技术的支持之下，发热利用率能够达到37%左右。但是，超高压发电设备系统的建设成本比较高，使用直流系统用于生产控制，智能电渡表的智能化水平还不够高。从整体上来说，我国的超高压自动化控制系统，与国际上先进的超临界自动化控制发电系统的技术差距还比较大。因此，为了提高我国发电自动化技术，技术人员应该重视设备的引进和技术系统的改造升级。

4 结束语：

火力发电系统中的保护测控装置是自动化系统预防漏电现象发生的，通过现场总线的控制实现对于电动机运行和停转两种状态的远程处理。在火力发电厂运行过程中，为了提高电气自动化生产的安全性，技术人员应该重视对于火力发电机运营情况的信息采集，应该及时地形成日志记录，并且采用网络打印机设备对日志记录进行整理，服务于后期的火力发电生产活动。

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