徐敏超

(江蘇淮陰發(fā)電有限責(zé)任公司，江蘇 淮安 223002)

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電氣自動(dòng)化在火電廠中的應(yīng)用探究

徐敏超

(江蘇淮陰發(fā)電有限責(zé)任公司，江蘇 淮安 223002)

摘要：分析了電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，闡述了電氣自動(dòng)化技術(shù)在火電廠中應(yīng)用的優(yōu)越性，并論述了電氣自動(dòng)化技術(shù)在火電廠中應(yīng)用的前景。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；火電廠節(jié)能降耗；應(yīng)用

0引言

在信息技術(shù)快速發(fā)展的大背景之下，電氣自動(dòng)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于火電廠，推動(dòng)了火電廠的現(xiàn)代化發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)融合，在火電廠的應(yīng)用中表現(xiàn)出顯著的優(yōu)越性。在火電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建中，關(guān)鍵在于各子系統(tǒng)的有效落實(shí)，以確保系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。因此，本文立足對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的認(rèn)識(shí)，闡述電氣自動(dòng)化在火電廠中的應(yīng)用。

1電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

電氣自動(dòng)化技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。相對(duì)而言，火電廠電氣自動(dòng)化應(yīng)用較早，取得了良好的應(yīng)用效果。特別是效率的提高、成本的降低，都在很大程度上推動(dòng)了火電廠的現(xiàn)代化發(fā)展，契合了社會(huì)發(fā)展的需求。具體而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

1.1　方便新設(shè)備的利用，利于節(jié)能降耗

火力發(fā)電仍是我國(guó)目前主要的發(fā)電模式，為社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展夯實(shí)了基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的技術(shù)條件之下，火電廠的廠用設(shè)備自身電能消耗很大。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的控制技術(shù)的應(yīng)用，一大批節(jié)能設(shè)備在火電廠中廣泛應(yīng)用，其中節(jié)能最明顯的就是使用高壓大功率變頻器，它對(duì)降低火電廠廠用電率起到了重要作用。以本廠凝結(jié)水泵加裝變頻器為例，在機(jī)組滿負(fù)荷330 MW運(yùn)行時(shí)，變頻運(yùn)行比工頻運(yùn)行節(jié)電13.6%；在75%額定負(fù)荷時(shí)，變頻運(yùn)行比工頻運(yùn)行節(jié)電可達(dá)50%；機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，變頻運(yùn)行比工頻運(yùn)行節(jié)電65%以上。我廠目前還在鍋爐一次風(fēng)機(jī)、脫硫增壓風(fēng)機(jī)等設(shè)備上使用了高壓變頻器，對(duì)降低發(fā)電廠廠用電率起到了至關(guān)重要的作用。

1.2　降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益

電氣自動(dòng)化技術(shù)與控制技術(shù)相結(jié)合，在火電廠生產(chǎn)過程中可以實(shí)現(xiàn)精確控制，能夠根據(jù)機(jī)組負(fù)荷或其他參數(shù)細(xì)微的變化，及時(shí)實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)，有效降低輔機(jī)設(shè)備電耗率，直接提高經(jīng)濟(jì)效益。另外，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的成熟與發(fā)展，火電廠生產(chǎn)過程已基本實(shí)現(xiàn)了集控運(yùn)行，相比于以往分專業(yè)來說，在運(yùn)行人員的需求上已由以往的單臺(tái)機(jī)組幾十個(gè)人大大減少為幾個(gè)人，在人力成本上也降低了很多，間接地增加了經(jīng)濟(jì)效益。

2電氣自動(dòng)化技術(shù)在火電廠設(shè)備運(yùn)行中的應(yīng)用

2.1　發(fā)電機(jī)組微機(jī)保護(hù)

以前發(fā)電機(jī)組電氣保護(hù)都是使用繼電器式的，保護(hù)靈敏度差、延時(shí)大、誤動(dòng)可能性高。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，從20世紀(jì)80年代中期開始，我國(guó)將微機(jī)保護(hù)投用到發(fā)電機(jī)組的電氣保護(hù)上。微機(jī)保護(hù)裝置是用微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的繼電保護(hù)，它由硬件和軟件構(gòu)成。微機(jī)保護(hù)裝置硬件包括微處理器(單片機(jī))為核心，配以輸入、輸出通道，人機(jī)接口和通訊接口等，軟件部分就是各生產(chǎn)商提供的各版本保護(hù)軟件。微機(jī)的硬件是通用的，而保護(hù)的性能和功能由軟件決定。微機(jī)保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向(現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)，但尚需發(fā)展)，它具有高可靠性、高選擇性、高靈敏度。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，各電廠新建設(shè)的發(fā)電機(jī)組電氣保護(hù)基本上都采用了微機(jī)保護(hù)。

2.2　廠用電系統(tǒng)及輔機(jī)保護(hù)

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在火電廠的廠用電系統(tǒng)及單個(gè)輔機(jī)保護(hù)均實(shí)現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)，微機(jī)保護(hù)已實(shí)現(xiàn)了微型化，體積只有以前的一只繼電器大小，但功能卻很齊全，尤其目前廠用電系統(tǒng)使用的微機(jī)快切裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)廠用電無擾切換，切換時(shí)還具備同期檢測(cè)功能，相對(duì)于人工手動(dòng)切換，切換時(shí)的壓差(或相位差)對(duì)設(shè)備及系統(tǒng)沖擊已經(jīng)微乎其微，有效地保證了設(shè)備的安全。

2.3　設(shè)備控制

利用電氣自動(dòng)化技術(shù)及微機(jī)通訊技術(shù)，集合單片機(jī)技術(shù)，現(xiàn)在很多設(shè)備上均使用了PLC控制，不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，并且對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控一目了然，還具備報(bào)警功能，例如本廠在空壓機(jī)系統(tǒng)、輸煤程控上均使用了這一技術(shù)。

每個(gè)火電廠都有直流系統(tǒng)，由蓄電池組與浮充裝置構(gòu)成，直流系統(tǒng)發(fā)生絕緣異?；蚪拥?，就有可能造成保護(hù)誤動(dòng)，目前都設(shè)有智能型直流絕緣監(jiān)察裝置和蓄電池監(jiān)控裝置。該裝置能精準(zhǔn)地給出某一饋線絕緣異?；蚰骋粏误w蓄電池異常，使得維護(hù)人員可以及時(shí)處理。

3電氣自動(dòng)化技術(shù)在控制系統(tǒng)構(gòu)建中的創(chuàng)新應(yīng)用

當(dāng)前，電氣自動(dòng)化技術(shù)已相對(duì)比較成熟，特別是近年來，由于電氣自動(dòng)化的快速發(fā)展，其在火電廠中的應(yīng)用表現(xiàn)出創(chuàng)新性的顯著特點(diǎn)。

3.1　機(jī)、電、爐一體化

火電廠電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，不僅僅在于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展形勢(shì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、爐一體化，是火電廠當(dāng)前電氣自動(dòng)化運(yùn)行模式的需求。一方面，電氣自動(dòng)化應(yīng)用于火電廠，優(yōu)化了火電廠的運(yùn)行模式，提高了生產(chǎn)效率。在已有電氣自動(dòng)化的基礎(chǔ)之上，將DCS系統(tǒng)基于以上單元運(yùn)行，并對(duì)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行匯總分析，能實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的特色化，也將進(jìn)一步優(yōu)化控制系統(tǒng)功能；另一方面，優(yōu)化火電廠系統(tǒng)運(yùn)行管理，特別是縮減繁雜的監(jiān)控系統(tǒng)，不僅提高了工作效率，而且最大程度上優(yōu)化了系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，提高了火電廠發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化管理水平。

3.2　實(shí)施全通信電氣控制

對(duì)于傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)而言，火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)電氣控制，以至于通信速度、主系統(tǒng)安全等問題比較突出。因此，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，構(gòu)建滿足DCS系統(tǒng)全通信控制目標(biāo)非常重要。對(duì)現(xiàn)行電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)，有針對(duì)性優(yōu)化系統(tǒng)功能，在實(shí)施全通信電氣控制中，注重電氣系統(tǒng)控制水平的全面提高。

3.3　構(gòu)建通用型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)結(jié)構(gòu)

通用型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)結(jié)構(gòu)是火電廠優(yōu)化運(yùn)行的必然要求。一方面，通用型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)；另一方面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火電廠更加全面的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在確?；痣姀S安全穩(wěn)定運(yùn)行中起到了十分重要的作用。

4火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

自動(dòng)化技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。當(dāng)前，火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)出新的趨勢(shì)，具有高可靠性、高抗干擾水平和網(wǎng)絡(luò)通信能力的第三代微機(jī)繼電保護(hù)裝置已經(jīng)在電力系統(tǒng)中投入使用，我國(guó)微機(jī)繼電保護(hù)的研究和制造水平都已達(dá)到國(guó)際水平。

5結(jié)語

火電廠的現(xiàn)代化發(fā)展離不開電氣自動(dòng)化技術(shù)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展又推動(dòng)了火電廠的現(xiàn)代化進(jìn)一步發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

[1]薛飛，周偉，尹力偉，等.火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010(34).

[2]張燕.電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013(17).

作者簡(jiǎn)介：徐敏超(1975—)，男，江蘇漣水人，工程師，發(fā)電部運(yùn)行值長(zhǎng)，主要從事火電機(jī)組運(yùn)行工作。

收稿日期：2015-05-28