火力发电厂智能化研究及关键技术

赵 昕

（中海海南发电有限公司）

0 引言

在当今社会，随着经济水平的不断提高，也使得电气自动化技术得到了发展，并且广泛地应用在各个行业中，尤其是电力行业。总体来讲，充分利用先进的设备，科学的装置，在电力系统等方面，可实现监控和管理，其实这就是电气自动化技术，进而运用在电力行业中，一定程度上，能使供电的质量获得提高，确保供电安全。基于此，从电力企业的角度上来看，在实际生产的过程中，要充分认识电气自动化技术，并意识到此技术在实际生产中的重要性，加大对电力行业电气自动化技术发展方向研究力度，进而为企业带来一定的经济效益。

1 火力发电厂智能发电的研究方向

1.1 燃烧控制实现智能化

在燃用化石燃料、生物质等火力发电厂的运行过程中，离不开燃烧设备，以锅炉、燃气轮机为代表的燃烧控制情况与运行效率产生直接的影响，直接关系到发电厂的生存发展。对于燃气轮机电厂来说，燃气轮机发电厂辅机设备较电站锅炉少、自动化程度较高，燃烧的自动控制较成熟。电站锅炉燃烧方面自动化的实现，主要就是在锅炉中应用智能技术，通过系统检测锅炉燃烧状况，并凭借检测结果来控制锅炉的排放参数和炉内温度以及含氧量参数等等，而且还能做到科学的合理分配，进而来优化以上这些参数，使得锅炉燃烧其控制方面实现智能化控制，为此再来对锅炉的燃烧效率进行控制，促使锅炉的运行水平获得提高［1］。

1.2 电厂巡查实现智能化

电厂运行的水平与人们的生产和生活是有一定联系的，并且还非常的紧密，能提供大量的电力，并起着支撑的作用，但是在电厂实际运行中，很容易出现一定的问题，使得机器设备产生故障。针对这种情景，对于以往人力巡查的方式来说，针对比较小的问题是难以发现的，不能准确来判断故障，尤其是运行风险的估计［2］。而使用智慧电厂，省去了人力巡查这一步骤，主要就是利用智能技术，使得电力巡查发展朝着智能化方向发展，如果电厂各种设备在运行时，出现了细小的问题，还能检查出来，并进行判断和处理。所谓的智能化巡查就是对电厂三维建模，其中主要就是充分利用计算机技术和三维空间定位技术，对电厂中各类设备实现可视化，并与图像识别技术和无线通信技术相结合，其设备和管道以及隐蔽工程信息等方面实现可视化，使得巡查的效果获得提高，在其故障中如果存在安全的隐患还能及时发现，将报警装置进行启动，排除隐患，防止对电厂的正常运行产生一定影响。

1.3 燃料信息互动实现智能化

对于电厂来说，在实际运行的过程中，在各类信息方面，需要实现信息互动，并对各类信息开展互动调整，这主要就是结合信息的具体情况，还有电厂运行实际情况，其中离不开电厂燃料，因为在电厂运行的过程中，此燃料作为必需品，燃烧效率与电厂的运行效率会产生直接影响，直接关系到电厂的经济效益［3］。

比如：通常情况下，电厂在运行的过程中，必需要使用煤炭，而且使用的量还比较大，这就需要对堆放燃煤场所信息综合进行收集，进而再结合所收集的信息来对电厂运行情况进行调整。一般对于堆放燃煤来说，其场所比较大，信息收集具有一定的复杂性，且在管理等方面，其内容比较多，这从燃煤场所的角度上来看，也给信息收集带来一定的难度，再加上煤炭的种类较多，在配煤掺烧工作等方面，也加大了难度。现阶段，通过对智慧电厂的建设，针对以上问题能得到解决，其中这主要就是通过可视化技术和图像识别技术，针对燃煤场所的管理等方面，实现4D管理模式，并且结合电厂的实际情况，来调整燃煤堆放场所，在布局方面，使得其更加科学化，而且对于燃煤场所和电厂锅炉来说，实现两者之间信息互动和交流，进而促使电厂煤炭燃烧的效率获得提高，实现电厂更好的发展。

2 智慧电厂与智能发电关键技术

2.1 智能燃烧控制技术

对于智慧电厂建设来说，其建设的主要目的就是对电厂的相关设备进行管理，这其中主要就是对先进化的控制进行充分利用，进而使得电厂机组的整体运行效果获得提高，最重要的一点就是实现经济和环保。尤其是在国家的相关政策下，提倡节能减排，现阶段对于国内有的电厂燃煤机组来说，针对机组的发电效率难以使得进一步获得提高，而且其运行工艺方面，不能实现改变。风力发电和太阳能发电正广泛应用，其电容量方面不断的增加，尤其是在调峰方面，如果在其需求量大的情况下，为了实现调峰，需要使用燃煤机组，特别是经济较为发达的地区，很少使用燃煤机组，基于此，在长时间下，使得燃煤机组处于低负荷状态，这直接影响到运行的效益［4］。在电厂中，通过智能燃烧控制技术的使用，使得节能、减排更好地实现，进而将此技术与计算机运算能力以及检测技术联系起来，并把几者结合在一起，使得燃烧机组的经济效益获得提高。

现阶段煤炭辨别燃烧技术等方面的优化方案有很多种。首先，针对氧量和煤量分配以及风门开度等，通过多种控制方式，并建立煤炭燃烧数字化模型，来控制电厂锅炉应用效率。然后，针对煤炭通过检测其质量，来对煤炭的燃放状态给予充分了解，在此基础之上，计算锅炉运行中的相关参数，而且还能将锅炉的效率准确计算出来。最后，检测煤炭的种类，对燃烧使用的燃煤种类进行明确，控制研磨煤炭机器的碳粉，并根据煤炭实际的种类，调整燃煤机组，并不断优化，进而使得运行的效率获得提高。

燃气轮机燃烧技术优化方案，通常采用天然气热值分析仪在线检测燃料热值（华白指数），结合透平排气温度，控制燃料和空气进气量等，控制优化燃烧，达到排放指标和效率的平衡。

2.2 智能巡检技术和智能预警、诊断技术

在电厂实际发展的过程中，对于大多数电厂来说，为了将巡检工作顺利完成，已经使用了智能机器人。在智能机器人中，主要就是对以下技术相结合，如传感器技术和信息技术以及机器人技术，进而使得巡检实现智能化，电厂巡检的效率获得提高。在当今社会，随着各种智能技术的不断发展，也出现了智能预警技术和故障诊断技术，在机器人巡检的过程中逐渐使用，经过分析检测出的震动信号，精准的判断电厂各种机器设备，进而分析判断的数据，评估电厂的整体运行，如果存在安全的隐患，还能及时发现，为此通过故障诊断技术的再利用，在电厂运行的过程中，其检测和诊断以及预警等方面，实现智能化，无论是故障还是安全的隐患，都能在信息控制中心进行上传，一定程度上，能给维护人员维修工作带来方便，为电厂运行的安全性提供重要保障。

2.3 工控系统信息安全技术

对于智慧电厂工业控制系统信息安全来说，在其设备和系统等方面，能为其可用性和完整性提供重要保障，在此基础之上，使得智慧电厂控制水平获得提高，确保管理系统正常运行，防止黑客入侵的现象发生，进而避免给发电厂系统带来事故。

在智慧电厂工业控制系统中，其主要的特点就是可管和可控，所谓的可管指的是来优化智能电厂信息安全管理机制，进而使得其领导的水平获得提高，建立健全防护管理制度。所谓的可控主要针对的是网络边界安全防护水平，提高其防护水平，并将系统安全域划分工作落实到位，为满足各网络设备对安全域保护要求提供重要保障。

3 结束语

综上所述，在当今社会，随着信息技术的不断发展，也使得智能技术得到了发展，电厂也朝着智能化的方向发展。对于智慧电厂和智能发电来说，其发电方面，以实现高效和清洁以及环保为目标。而且通过智慧电厂与智能发电关键技术，一定程度上体现出智慧电厂的价值，使得以往传统电厂的运行方式方生改变。智慧电厂还处于建立样板的摸索阶段，还没有统一的智慧标准，同时也面临投资增加、可靠性等问题，还需要不断探索。