自动化技术在热电厂电气设备中的运用探析
摘要
关键词
自动化技术;热电厂;电气设备
正文
就现阶段而言,电力智能化构成了热电厂转型中的重点,同时也是重要的转型方式。现代化转型中,热电厂还需要融入节水与环境保护的新科技手段,全面改变传统的发电模式。相对于常规工艺,电气自动获得了较明显的节约效益,因而适用于建设现代式的热电厂。但是截至目前,热电厂中采用电气自动的一些实践并没有得到进一步完善,还亟需更长期的完善与提高。在未来的实践中,有关技术人员也必须进一步总结实践,以形成电气自动的质量保障机制与技术发展框架,并以此促进电力自动化的总体效率提升。
1热电厂电气自动化技术的现状
在火电厂电气自动化技术水平亟待提高的今天,对开展火电厂电气智能化系统的探索工作具有很重要的现实意义。热电厂电气智能化系统的使用,提高了热电厂电气系统的智慧型意识与技术水平。该系统经过综合利用计算机、维护、监测、分级配电控制及其他手段的探索和发展,基本完成了热电联产工厂电气系统运行、维修、控制、事故管理、故障诊断、电力设备运行优化等模块的全面自动化。同时,有效地整合了电力系统在运行并网时的综合信息,从而更加赋能了电网的综合应用,实现了更为复杂的电力运行控制。技术改造后所带来的总体经济效益不同限度地弥补了投资成本,投资可在短期内取得较大回报,但同时也以良好的设备经济效益换取了整个设备智能化水平的提高,从而安全、稳定、经济的为机组的顺利运行、参与全球的市场竞争,奠定了良好的科技平台。
热电联产承包公司对智能化管理系统的研究也随着科技的发展而日益进步,电气保护监控装置已可以实现工业信息交换采样技术的测试、管理、保护与通信,而新型计算机安全监控装置已可以很简易地利用现场总线网络和工业以太网建立控制系统,随着热废电火力发电厂管理系统的技术进展,又给工业数据采集和信息交换技术带来了崭新的技术。而当今工业的ECS(电气控制系统)公司智能化管理系统已经能够直接与其他控制器进行数据交换,从而基本实现了工厂的企业智能化管理。而工业ECS管理系统则主要采取了分布式、分层的形式进行管理。其架构通常由工作对象管理层、间隔层和通信层组成。而下层管理单位则采用了独立的顶层软件、分层控制系统和计算机网络进行实现。工作位置管理层通过上层主站网,对整个网络系统的内部信息实施了监控、管理、采集和组织,并构建了ECS管理系统的基础设施。而通信层负责实现工作区域层与区域间的数据转换,以及进行DPU数据交换,对每个电气设备都进行逻辑管理,而通信层则以互访与数据转换为主,并辅助控制系统实现了逻辑管理。而现场层组成则主要由安全监控系统和智能设备所组成,安全监控系统通过与网络的接口和上层管理单元之间进行了数据通信。
2自动化技术在热电厂和设备上的最主要应用
2.1提高热电厂的发电效率
当前,对人类的需求量正逐渐增加,这也是对用电部门的一次很重要的挑战。目前电力部门的发展有了很大发展,而这同时也是为了适应人类生活需求的必要措施。单一的电网发电手段已无法充分实现保障人民群众权力的任务。智能化技术设备在电站中的运用能够有效地有效地缓解这一问题,在提升火电厂的质量的同时,为民众的日常生活提供更大的便利与保障。
2.2减少热电厂的发电成本
电力自动化技术在火电厂中的使用已经进入到了一个崭新的发展历史时期,电厂将可以为人们日常生活和工作中的电力使用提供必要的保障;此外,通过提高电力的自动化技术和装备还可以更加合理地降低火电厂的发电成本。另外电厂的成本管理技术也需要更加合理完善,通过利用长期管理技术将节电成本运用在其他工程上也可以提高火电厂的良性运行。而目前,废热火力发电厂虽然大部分都是利用原油或煤矿的能源发电的,但还远比不上先进电子能源热电厂。而当前的火力发电厂,不仅消耗了大量的非可再生资源,包括了原油和煤矿,而且也造成了燃料供给不足的现象。所以采用了智能化技术后,将能够有效地解决大中型火电厂发展问题并充分发挥现有优势,给火力发电所节省了大量的投资。
2.3优化热电厂生产资源
自动化技术的应用可以对热电厂的全部生产资源进行统一化管理和优化配置。在生产资源管理高度集中的基础上,热电厂的生产效率大幅度提升,生产成本则得到了有效控制。与此同时,自动化技术自身还具备故障诊断、故障排除等多项功能,其能够通过对各项电气设备运行参数的实时监控,判断其是否存在故障问题,并及时向热电厂电气设备维修人员发出预警,避免因为设备故障而影响正常生产。
3具体应用
3.1电气自动化控制技术
电气自动化控制是电气设备智能化技术中的主要部分之一,常被应用在电气系统中。就现下的M系列等模糊逻辑控制器来说,其控制器都遵循一定的工作原理。但在电气设备具体的工作流程中,实现良好的模糊控制功能,有助于其良好地进行数字推理。
3.2自动化技术在热电厂设备中的运用应用
3.2.1加强了对热电厂设备的维护和管理
时代正在不断发展前进的过程中,科技也在不断地发展并且被革新,而电力自动化技术已经能够通过电脑给水来确定相应的发电设备以及自身运行故障的成因,由此就能够进行并采取相应的安全措施,从而诊断以及修复热电厂故障,并保证整个发电流程都可以顺利完成。在对热电厂进行发电的生产过程中,为避免发生意外状况产生,往往需要对与发电相关的设施和对工厂电气设备所实施的有关动作加以维护及监控。在具体的生产过程中,工厂供电的保障功能通常是进行联动的告警系统,但也只是在监控相关的波动状况,并无法从根本上发挥对工厂电源的保障功能。
3.2.2构建合理的网络系统
热电厂的工作方式必须达到其系统的智能化,同时,科学的网络系统对于智能化的体系建设来说也是非常关键,所以,必须对热电厂电力设备所采取的智能化技术手段加以深层次的研究和剖析。特别是,对于电热厂中的自动发电环节来说,智能化技术设备的使用是热电厂以中国传统生产方式为基础,所进行的科学的、顺应时代发展趋势的一项重大科技变革,是把以往的传统基础性技术设备,和现代计算机网络科学技术,加以有机融合后所产生的全新科技。从长远的效益视角考虑,不但能够合理地合理地降低人工操作,而且还能够合理地提高生产效益,从而节省了相关投资成本。
3.2.3统一单元炉机组设施
对于传统的热电厂在发电方法的现代化改造中所采取的重要措施,便是将智能化技术更加全面地运用到热电厂中,并由此技术来达到电、炉、机统一发展的目的。在具体的操作过程中,能够对热电厂的集散系统的锅炉、电、机等设备共同构成的火电机组加以科学的管理与分类,以便于对其工作的基本状况及其技术参数进行最好的掌握和控制,从而使得火电机组的功能能够最大程度的充分地发挥起来,并且也能够使得热电厂的监控系统也能够被最简化的管理。从根本上来说,也就合理地限制了对热电厂总体的发电成本投资。并且,即使单元炉机实现了统一化,也便于对热电厂实现更加完善的管理,进而提高了整体的效率。
3.2.4实现对电气通信的控制
我国的发电及相关产业发展需要大量的资金、物力、技术人才来支持,所以,我国一直对于电热厂的发电及相关工作十分关注,尽管现如今的热发电技术也正在逐步得到提升的进程中,可是由于电热厂对于电力通信的控制却还没有完善,与其他发达国家所使用的高度信息化的电气控制工艺也存在着较大差异,所以,我国希望通过引入一些发达国家的成熟电气通信技术,从而将之运用到热电厂的发电流程中,同时,还能够使有关电子监督控制的高智能化技术,与传统的火力发电工艺相结合。
3.3自动化技术在电热工厂设备维护中的运用
在电热企业的安全生产环境中,进行合理的用电安全管理是非常关键的,同时,这也是关系到企业生产作业能力发展水平的关键原因。而在现代电力信息化工程技术的运用过程中,企业能够利用微机系统和电脑与电力设备进行有效的组合,进而使现场的作业与生产方式都达到了人机合一。就目前现下的电力行业发展的实际情况来看,对于火热电厂所采用自动化方式对设备所实施的设备保护措施,主要表现在:(1)继电保护:利用继电器和微机实现相连,可以对火力发电所进行的继电工作建立一个智能化的管理模型,利用它能够以电力计量数据和热工参量的规定为依据,对于设备的工作情况做出正确的评估,与此同时,还可能和火力发电所使用的其他设备相结合,构成一个天然的保险回路,这样有利于发电生产。(2)防雷保护:有些热机电相关装置,可能在提供电力的过程中受到了雷击的影响,导致其设备发生线路断裂、电缆损坏等的情况,最严重时直接造成了相应的装置破坏。在自动化的工作方式中,加入对电气装置的防雷保护功能,使相关装置在大规模的制造活动中可以通过防雷器来改善其抗雷击特性,进而大幅降低无必要性的使用风险。(3)设备安全:在火力发电设备的具体制造流程中,所涉及的安全保护器的类型很多,比如,电力、机械等,而其中所具备的保护装置中还有,汽轮机危殆保安器以及锅炉安全门等,而在具体的实际生产操作流程中,利用电力的自动化手段合理地与这些电力设备实现了协调合理的配置。(4)联锁保护:由于火力发电车在实际的运行过程中会发生各种各样的不同故障,这样就会造成整个动力系统都无法实现正常的运行。
4热电厂电气设备自动化技术的实际应用
4.1日常行政管理
日常的管理工作主要是指企业管理者对热电厂各领域工作实施例行式的日常管理工作,日常管理的操作系统一般由电气系统内的电子网络系统提供,同时企业在进行管理工作的程序中也多包含了一些简单的计算机技术软件程序。而这些管理系统则在企业日常管理的运行中,避免了一些复杂多余的操作过程,从而大大提高了企业管理的效率和管理水平。而且,这种现代化的管理方式可以适用于热电厂的任何领域和单位,比如在企业财务操作、办公自动化、机器的日常保养、油料配送、环保和人力资源管理等方面中均有涉及,而整个智能化管理系统组装了先进的智能设备与现代技术,也因此显著提升了效率并推动了热电厂的快速运行。此外,传统热电厂的变压器多是通过分阶段整流的方法才可以成功运行,但随着现代信息技术的迅速发展和通信的不断发展,更先进的硬件装置也在现代电子信息技术的大背景下逐步进入商业运营,并达到了较为完善的系统日常管理能力。
4.2生产设备、流程监测
火力发电所的设备通常体积较大且对工作中存在着一定的风险影响,不过设备总体的可控性却较高。在整个火力发电所制造的整个过程中,最先进的生产过程整个控制系统都可以做到在对整个工艺流程中进行二十四小时精确控制。而一般来说,企业的过程控制装置主要采用了国内成熟技术,如NSC、CSC和BSJ等,而部分企业还引入了海外SCS控制系统。此外,火热电厂的生产过程监测技术还可以在整个企业的生产环境中实现最大数据挖掘,进而实现了企业对整个生产过程的有效智能控制。故障现象也在热电厂的生产系统中不可避免,由于这些现象不同程度地都会降低生产效果以及影响工业生产效率,而通过高度自动化设计的监控系统,也能够减少这些现象所产生的风险。
4.3设备故障检测
在电源故障的情形下,设备故障监测也就变得非常必要了。也因此,在中国的几个重点热电厂如三峡水电站,常常都必须实时监控各个站点的产生、输送电能状况,并把这些数据及时准确反馈到管理人员中,才可以使管理工作的更加高效。热电厂的能源生产与设备管理工作均有赖于自动化技术的有效运用,并为自动化技术的进一步发挥创造了空间。但在这一过程中必须重视的是,热电厂自动化技术仍有很多缺陷并且尚有较大发挥空间。具体来说就是在设备测试领域也尚有进一步完善的发展空间,同时,如果考虑到智能化技术仍是整个发电市场中未来应用技术的主要组成部分,则及时地对之加以完善也显得至关重要。
4.4合理降低能源消耗
在如今的信息化社会,网络的普及促进了电力行业的稳步发展,这得益于网络拥有的数据传输效率以及可大规模储存数据的特性,同时其实现的成本较低廉,所以在工业生产上获得了普遍的普及与使用。目前全世界大部分热电厂均采用网络作为监控系统,热电厂通过这个网络就能够有效地有效地实时监测设施和情况,在不同的终端上进行数据互动,这些控制手段十分简单又可靠,因此有效地提升了效率并节省了资金和时间,从而达到了更大的科技转化价值。
4结论
对于电气设备自动化技术的应用,已形成了对热电厂的常规方式改革进程中的关键所在,同时也形成了其最重要的发展变革目标。对火力发电站的先进技术创新,是通过环境保护与节能新型材料的引入方式,彻底变革我国传统的发电方式,以此推动我国发电自动化保障体系的顺利建立。
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