付園園

（華電國際十里泉發(fā)電廠 山東省棗莊市 277103）

淺析電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電廠的應用

付園園

（華電國際十里泉發(fā)電廠 山東省棗莊市 277103）

火力發(fā)電中電氣自動化系統(tǒng)簡稱為ECS，它是近幾年火力發(fā)電廠的研究熱點之一，主要是傾向于將自動化監(jiān)控技術(shù)運用到火力發(fā)電廠的生產(chǎn)鐘來?，F(xiàn)在電氣自動化技術(shù)已經(jīng)被火力發(fā)電系統(tǒng)所廣泛使用，借助信息和網(wǎng)絡技術(shù)，充分發(fā)揮了發(fā)電廠的自動化技術(shù)的作用，提高了發(fā)電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

火力發(fā)電；自動化技術(shù)；安全可靠性

1 電氣自動化技術(shù)發(fā)展概述

1.1 電氣自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

電力是一種非常方便的能量轉(zhuǎn)移方式，它已經(jīng)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(nèi)的火災危險。許多城市建立了公共事業(yè)，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(shù)發(fā)電已經(jīng)需要在發(fā)電站產(chǎn)生熱量。一些國家，如丹麥，已經(jīng)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(diào)/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(fā)明之一，并且是所有現(xiàn)代電路的基本構(gòu)件?，F(xiàn)代集成電路可以在僅僅幾平方厘米的區(qū)域中包含數(shù)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(shù)要點

電氣自動化技術(shù)主要體現(xiàn)在控制上，包括開環(huán)控制和閉環(huán)（反饋）控制。在開環(huán)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(guān)。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(guān)，過程輸出是建筑溫度。在閉環(huán)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(jiān)測建筑物溫度，并且由此反饋信號以確?？刂破鲗⒔ㄖ锞S持在恒溫器上設置的溫度。因此，閉環(huán)控制器具有反饋回路，其確?？刂破魇┘涌刂苿幼饕越o出與“參考輸入”或“設定點”相同的過程輸出。為此，閉環(huán)控制器也被稱為反饋控制器。根據(jù)英國標準協(xié)會的閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義是具有監(jiān)控反饋的控制系統(tǒng)，作為該反饋的結(jié)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(tǒng)是一種趨向于通過比較這些變量的函數(shù)并使用該差作為控制手段來保持一個系統(tǒng)變量與另一個系統(tǒng)變量的規(guī)定關(guān)系的系統(tǒng)。革命化制造，飛機，通信和其他行業(yè)的先進型自動化是反饋控制，其通常是連續(xù)的，并且涉及使用傳感器進行測量并進行計算調(diào)整以將測量變量保持在設定范圍內(nèi)，閉環(huán)自動化的理論基礎是控制理論。

2 電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電廠的應用

2.1 火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

火力發(fā)電站是其中熱能被轉(zhuǎn)換為電力的發(fā)電廠，在世界上的大多數(shù)地方，渦輪機是火力驅(qū)動的。水被加熱，變成火力并且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動發(fā)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(huán)到其被加熱的地方；這被稱為蘭金循環(huán)。火力發(fā)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(fā)電廠還被設計為產(chǎn)生用于工業(yè)目的的熱能，以用于區(qū)域供熱或水的脫鹽，以及產(chǎn)生電力。

2.2 火力發(fā)電廠的電網(wǎng)優(yōu)化策略

商業(yè)電力公用電站通常大規(guī)模構(gòu)建并且設計用于連續(xù)操作。幾乎所有的電力發(fā)電廠都使用三相發(fā)電機來產(chǎn)生頻率為50Hz或60Hz的交流電（AC）電力。大公司或機構(gòu)可能有自己的發(fā)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(qū)動的發(fā)電廠已被用于驅(qū)動大多數(shù)船舶在20世紀大多數(shù)直到最近。火力發(fā)電廠現(xiàn)在只用于大型核海軍艦艇。船舶發(fā)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(fā)電廠還向驅(qū)動發(fā)電機供應電力的較小渦輪提供火力。除了少數(shù)例外，核海洋推進僅用于海軍艦艇。已經(jīng)有許多渦輪發(fā)電船，其中火力驅(qū)動的渦輪機驅(qū)動發(fā)電機，該發(fā)電機為用于推進的電動機提供動力。傳統(tǒng)火力發(fā)電站的能源效率，被認為可銷售能源產(chǎn)生的燃料消耗的熱值的百分比通常為33～48％。與所有熱力發(fā)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(chǎn)中未使用的熱量的能量必須以對于環(huán)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(qū)域供熱，則稱為熱電聯(lián)產(chǎn)。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(chǎn)生相當?shù)臒崃W效率。

3 總結(jié)與展望

在火力發(fā)電廠中，電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)的監(jiān)控裝置不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)對交流采樣的測量、保護與監(jiān)控工作，還能利用新型計算機的監(jiān)控與保護實現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡集成，而且這些電氣自動化技術(shù)為火力發(fā)電廠的數(shù)據(jù)采集和信息通信等開辟了嶄新的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域。當前，電氣化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的監(jiān)控技術(shù)加強了與其他相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的聯(lián)系，可以說真正意義上實現(xiàn)了火力發(fā)電廠的信息化管理與控制，從中促進了火力發(fā)電廠的不斷發(fā)展。我們只有繼續(xù)深入探析，創(chuàng)新應用、全面激發(fā)優(yōu)勢功能才能持續(xù)提升工作效率、強化自動化控制水平，合理控制火力發(fā)電廠運行管理成本。

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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。