２０１８年第１期（总第１４８期） ＥＮＥＲＧＹ ＡＮＤ ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ 红ｉ夏与 钍 ２０１８年１月 电气技术在火力发电中的创新与应用 黄一凡 （西北电力设计院有限公司，陕西西安７１００７５） 摘要： 以电气技术即电气自动化系统的应用原理为研究基点，分析其在火力发电中的应用优势及现存问题，并提出 了创新应用的方法，以此提升电气技术在火力发电中应用的实效性。 关键词： 电气自动化系统；监视控制；资源配置；全通信控制 中图分类号：ＴＭ７６；ＴＭ６１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—０８０２一（２０１８）０１—０１４８—０２ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＨＵＡＮＧ Ｙｉｆａｎ （Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ ａｎ ７１ ００７５，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ），ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌ— ｙｚｅｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｉｎｎｏｖａｔｉｎｇ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ；ｆｕ１１ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ Ｏ引言 近年来，社会经济快速发展，各领域对电力需求 的规模和数量也呈现高速发展态势，为了更好地迎合 社会需求，确保电力供给的及时性和有效性，火力发 电厂也加速了设备和技术更新速度，自动化和信息化 已然成为当前的主要发展方向，在此驱动下，电气技 术尤其是电气自动化装置及系统在火力发电中得到深 化应用＿ｌｊ，并成为推动电力资源优化配置、提升火电发 电效率、控制发电成本的关键所在，但也面临着一些 发展困境，传统火电厂电气技术应用主要是对机、炉 系统的简单控制，而信息互访和交换量有限，影响了 设备运行参数的全面反馈，致使一些故障问题无法得 到及时解决，由此，电气技术在火力发电中的应用亟 待创新，本文以电气技术应用的基本原理为出发点， 分析其在火力发电中应用的必要性及现存问题，从而 提出创新应用的路径，为电气自动化系统的优化应用 提供相应理论支撑。 １ 电气技术在火电厂中应用的基本原理及现存 问题 １．１基本原理 当前，随着火电厂信息化建设的加速推进，电气 技术尤其是电气自动化技术得以广泛应用，如设备保 护、常规控制、事故预警等都是电气技术应用下的外 在功能表现，具体而言，电气自动化系统的基本应用 原理为：监视控制设备为主要核心，并辅以数据交换 信号反馈，两者是系统的主要构成，监控设备通过接 收稿日期：２０１７—１１－０６ 作者简介：黄一凡，１９７８年生，男，陕西西安人，２０１６年毕业于西 安理工大学电气工程专业，硕士，工程师。 ・受内部控制系统的指令，利用主接线图、曲线等方法对 设备运行情况及数据信息进行测量，且系统自配绘制 工具可将电流、电压、设备异常情况及时发出安全预警 信号，以规避和预防事故的发生，而且，若在发电过程 中遭遇安全事故，电气系统将自动切断电源设备开关， 并向主控系统发送警报信号，及时反馈事故处理情况， 以将事故的负面影响控制在最小范围内。同时，电气 技术应用的自动化系统还是数据交流、互动的集散地， 其能够为数据反馈提供有效支撑，例如可借助测控装 置自身的计量功能或脉冲信号统计电量、远程修改和 自动核准定值、电气主站系统的相关设备维护、风险隐 患诊断、电动机性能检修等都可以借助电气自动化系统 实现，并将所获得的数据信息及时反馈给监控设备，以 便对火力发电过程进行全程、立体化的数据监管。 １．２现存的问题 电气技术在火力发电中的应用由来已久，虽然已经 取得了一定的成效，但是也面临着诸多问题亟待解决， 这也是电气技术创新应用的主要根据，具体如下：ａ） 直以来，火力发电厂机、炉、电系统都是利用传统的 集散控制系统来控制的，尚未充分意识到电气自动化 监控系统的重要性，致使设备发生故障时不能及时维 护与检修，甚至引发安全事故问题，针对此，未来应该 积极引入电气技术，以实现火电厂管理信息系统和主 控系统的一体化发展；ｂ）火力发电厂主控系统依据控 制方式可划分为ＤＡＳ、ＭＣＳ、ＳＣＳ、ＢＭＳ及ＤＥＨ等系 统和其他辅助系统，控制方法简单易于操作，而将电气 自动化系统融入其中来进行控制，可以实现保护和安 全装置的集控运行，如传统的电气电源切换装置ＡＴＳ、 故障录波装置和自动励磁调节装置ＡＶＲ等与集散控制 系统问的信息互动、交流数量较少，这直接影响了电气 自动化系统信息反馈量，从而不能有效获取设备测量、 一１４８・ ２０１８年第１期 黄～凡：电气技术在火力发电中的创新与应用 ２０１８年１月 参数，增加了系统操作难度，一旦发生安全事故将无 仅增加了原料支出成本，影响发电效率和产量，而且 法及时进行故障诊断、分析和处理，影响火电厂的安 全运行；Ｏ）电气自动化系统融人集散控制系统之后， 控制系统的输出点与ＡＣ２２０ Ｖ电压混入到计算控制系 统之中，使操作设计人员不能及时监管，容易引发强 弱电的隔离问题，为此，无论是电气技术设计人员还 是实际操作人员，都应该关注此种问题，以规避火力 发电厂不必要的运行风险。针对此，要提升火电厂自 动化水平，就必须改变传统控制方法，重点改变以往 电气系统不同变送器和控制电缆的安装、硬接线一对 一采集电气信号的形式等，转由现场总线技术和智能 设备相结合的方式予以替代，而且随着信息化技术深 入推广应用，促使火电厂电气系统通信控制和网络结 构升级改革，利用网络技术优势，可实现电力信息全 方位、立体化互动、交流，为此，电气技术在火电厂未 来的应用中应该挖掘其深层次的优势，加速提升自动化 水平，实现电厂运行管理的全面监管圆。 ２电气技术在火力发电中应用的重要性分析 ２．１推进电力资源的优化配置 火力发电厂中资源的有效利用和优化配置将直接 影响火力发电的效率和经济效益，但是，目前尚有许 多火电厂尚采用传统的发电技术，致使相关的电力设 备和发电原材料无法物尽其用，影响电力设备的及时 维护和检修，这在很大程度上阻碍了火力发电厂的发展 进步。而电气技术在火力发电厂中的应用将改变这种现 状，其将火电厂机、炉、电有效连接在 起进行一体化 的监控，由此不仅能够统一调配电力资源，而且能够及 时发现设备异常和故障，予以维修，同时，电气技术还 能够为自动化操控提供有效支撑，人们可以根据电力资 源供需变化灵活调配，通过自动化配电，使不同区域的 用户都能得到有效的电力供给，增强火力发电厂供电的 稳定性，并开拓出更多新的电力服务项目，在优化电 力资源配置的同时满足用户多元化的用电需求。 ２．２促进火力发电效率的加速提升 当前，经济社会进步和发展，人们的物质生活水 平显著提高，由此所释放的电力需求更多、电力质量 要求更高，这无疑给正处于升级改造中的火力发电厂 带来了新的机遇和挑战，为了更好地对接社会高质量 的电力需求，并确保电力生产效率，火力发电厂应加 速技术探索和创新研究，而电气技术的引入和深化应 用，将精密化、自动化的电力生产设备融人发电厂的 生产之中，不仅促进火电厂发电系统的优化升级，而 且在确保发电质量的同时，极大地提升了发电厂的电 力生产效率，从而实现了高品质的电力供给，满足人 们日渐增长的用电需求。 ２．３ 实现了发电成本的有效控制 火力发电厂是能源型企业，其主要能源供给原料 是石油、煤炭，之前因为受传统电力生产设备和条件 的，这两种燃料无法获得充分、有效的燃烧，不 对资源环境造成了诸多负面影响，增加了发电成本， 不利于发电厂的长期可持续发展。而电气技术的应用， 将计算机、智能控制技术应用到了锅炉加热工艺中， 实现了燃料使用量和燃烧过程的全程监控，不仅可实 现燃料成本的全面预算管理，减少燃料投入成本，避 免资源浪费，而且能够显著提升发电效率，推动发电 厂的进一步发展［３］。 ３电气技术在火力发电中的创新与应用 ３．１创新统一单元炉机组 随着电气技术在火力发电厂中应用的逐渐深入， 其将传统机电一体化转向机、炉、电一体化运行控制 方式，由此，火电厂以集散控制系统ＤＣＳ即可通过这 一单元监控方式实现对高参数、大容量火电机组及设 备运行参数及状态的全方面、立体化监控，并根据获 取的数据信息进行有效整合、分析和处理，从而最大 限度地发挥火电机组潜力，充分利用其自身独有的控 制功能，尽力缩小控制室，简化监控系统结构，提升 其运行效率，并控制成本支出，提升火电厂的经济效 益；将机、炉、电进行集成，能够为信息管理系统数据 信息的统一采集提供支撑，并便利电网的有序运行和 管理，完成中调ＡＧＣ的相关指令和要求，确保电网运 行效率和经济效益，并使其维持在最佳的运行状态。 ３．２创新电气全通信控制 根据火电厂通信控制现状分析，电气自动化系统 的潜在功能尚未充分发挥出来，还不能达到集散控制 系统进行电气全通信控制的目的，可靠性与速率亟待 提升，尤其是集散控制系统ＤＣＳ和电气自动化系统 ＥＣＳ之间仍有部分硬接线的问题，而解决这一问题的关 键在于妥善处理热工工艺连锁问题，从而更好地促进 电气自动化系统的优化应用，完善和发展系统的运行 管理和监控功能，促进电气全通信控制模式的形成和 发展，以在根本上提升电气自动化的控制逻辑、管理 水平和自动化水平。 ３．３创新控制保护手段 火电厂以往控制保护系统沿用的是报警和连锁的 手段，但该种方法存在自身弊端性，尽管对超限和波 动性发挥保护功能，而电气技术及信息技术的应用推 广，将驱动电气设备控制保护手段的加速创新，通过 电气技术在控制系统中的创新应用，能够为电厂运行 状态的全方位、在线监控和趋势预判提供有效支撑， 设备运营状态监测更为便利，如若发现故障则可启动 预警装置，及时采取相应的控制手段，确保设备和系 统的运行安全，该种控制保护手段能够有效规避不必 要的风险，将火电厂的损失控制在最低限度内。 ３．４创新通用网络结构 火电厂中电气自动化技术的应用依赖于通用网络 结构，网络通信产品繁杂，需要根据实际应用需求选 （下转１５１页） ・１４９・ ２０１８年第１期 刘元祺：浅谈煤矿井下采矿生产技术及采矿方法 ２０１８年１月 深矿井应力场分布情况和地质条件等，在此基础上根 据深矿井围岩状态及应力场分布特点，合理布设深矿 井，营造良好的深井作业环境。在此需特别说明的是， 深矿井采矿技术还不是非常完善，所以此项技术的选 用一定要慎重。 ２＿３巷道布置采矿技术 巷道布置采矿技术的应用比较重要。这是因为巷 道布置情况直接决定煤矿开采进展是否Ｊｌ￣１］，间接决 定煤矿开采费用的高低。为了保证煤矿开采顺畅且开 采费用较低，就需要科学合理地运用巷道布置采煤技 术，也就是详细了解煤矿井实际情况，提出可行性较 强的巷道布置方案，对比分析巷道布置对煤矿开采、 矿方法就不尽相同。 出于提高煤矿井生产效率、实现高产高效采煤的 目的来进行采煤方法选择，那么应将目光落在高度集 约化的开采技术上，并注意选择高性能的采煤工艺、 煤矿开采成本、煤矿开采安全性等方面的影响，进而 选择最优、最适合的巷道布置方案，优化布置巷道， 如此可对煤矿生产技术、开采技术、煤矿条件予以有 效整合，从而减少煤矿生产环节，提高煤矿生产效率。 所以，巷道布置采矿技术有效应用于煤矿井煤矿生产 中是非常适合的 。 ２．４高效集约化生产技术 高效集约化生产技术的有效应用，对于提高煤矿 生产质量和效率有很大帮助。当然，要想使此项技术 的作用充分发挥，需在具体应用此项技术的过程中始 终把握“集约化”这一中心，对生产设备、生产工艺、 作业人员等予以集约化处理，从而保证煤矿生产连续、 合理地进行，提高煤矿开采量。 ２．５三下采煤技术 “三下”采煤技术研究地表下陷规律和上覆岩层的 运动规律，研究建筑物保护和地表水开采，在此基础 上选择适合的、有效的控制沉降的技术，再结合组合 充填技术，对煤矿开采区域周围的房屋进行稳固或重 新建造，保证房屋良好，此时运用适合的开采技术进 行煤矿开采，能保证煤矿开采顺畅安全地进行。所以 “三下”采煤技术同样具有较高的使用价值［５１。 装备等，配合应用，那么煤矿井下煤矿开采作业将更 加安全、稳定、高效。在此需特别说明的是采煤方法选 定后，需根据实际情况合理规划采煤方案，以使采煤 方法具有较高的适用性，能在煤矿开采作业中充分发 挥作用。 想要更好地提高煤矿质量，保证矿井稳定性，那么 应将目光落在煤矿开采的机械化上，也就是结合实际 情况采用适合的支架设备，用以加固矿井围岩，同时 运用监控设备来实时监控支架位态、支架质量及围岩 状态，以便及时发现支架不佳的情况，及时处理，避免 围岩不稳定的现象发生嘲。 ４结语 目前常用的采矿生产技术有多种，如采场围岩控 制技术、深矿井采矿技术、巷道布置采矿技术、高效集 约化生产技术等。但在具体利用采矿生产技术进行煤 矿井下煤矿生产作业中依旧容易出现一些问题。基于 系列分析，确定提高煤矿井下采矿生产水平需科学 合理选择采矿生产技术及采矿方法。 参考文献： 一［１］戴韶虎，陈战辉．煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择策 略研究［Ｊ］＿科技与创新，２０１４（１７）：４０． ［２］ 李超．煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择［Ｊ］．科技 与企业，２０１４（４）：１６５． ［３］赖建民．煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择［Ｊ］．山东 工业技术，２０１５（８）：１０８． ［４］马宏，张震．煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择［Ｊ］． 城市建设理论研究（电子版），２０１４（３２）：７６４． ［５］魏鹏飞．煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择［Ｊ］．商品 与质量，２０１５（２５）：２３０． ［６］耿志刚．煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择［Ｊ］．科技 与企业。２０１３（３）：１３９． ３采矿方法的选择 出于不同的目的进行采矿方法选择，所选择的采 ＜＞●＜＞●＜＞●０●＜＞●０‘ｏ●０●＜＞●ｏ●０●＜＞●＜＞●０●＜＞●０●ｏ●＜＞●＜＞●０●０●◇●＜＞●０●０（责任编辑：刘倩倩） ●＜＞●０●０●＜＞●◇●＜＞●＜＞●０●＜＞●＜＞●０●０●０●０●０●＜＞●＜＞●０●＜＞●＜＞●＜＞・０●＜＞● （上接１４９页） 用合适的产品，以实现通用网络结构的优化构建，这 是管理人员实时跟踪监控电厂设备运行状态、获取所 需参数的基础和条件，而且创新性的通用网络结构应 该能够为电气设备管理系统、监控装置及主控系统的 信息互动、交流提供便利，由此全面提升火电厂设备 自动化监控水平，确保运行安全。 气技术的创新应用，正是基于这种需求，要深入研究 电气技术在电机组、网络结构控制及通信控制中的创 新应用，以此推进火力资源的优化配置，提升生产经 营效益。 参考文献： ［１］环钰．浅谈电气自动化技术在火力发电中的创新与应用［Ｊ］． 电子世界，２０１６（２３）：５３． ４结语 计算机网络信息技术及电子技术的深化发展和应 用，将中国电力产业推向了信息化和网络化的发展道 路，而高参数、大容量机组是火力发电的突出特点， 要实现其机、炉、电一体化运行监控，就必须强化电 ［２］徐国宝．电气自动化技术在火力发电中的创新应用［Ｊ］．工业 设计，２０１６（４）：１３６． ［３］祁杰．电气自动化技术在火力发电中的创新与应用［Ｊ］．中 （责任编辑：季・国高新技术企业，２０１５（２５）：５５—５７． 鑫） １５１・
