试论电气自动化技术在铝矿矿区火力发电中的应用策略

2021-11-30张颖霄任思慧任思琪

世界有色金属 2021年16期

张颖霄，任思慧，任思琪

（1.兰州石化职业技术大学，甘肃兰州 730207；2.深圳美益添生物科技有限公司，广东深圳 518000；3.西南财经大学，四川成都 611137）

1 电气自动化技术在火力发电中的应用表现

在火力发电厂中，应用电气自动化技术，不仅带来了一定的技术保障。应用电气自动化技术，可以及时发现火力发电中存在的故障，及时更换变送器和电力通信系统，以便能实现高度的采集和转换工作。例如，在调节主汽压力时，主要是通过串联的形式来实现的。在系统中，主汽温度与水温有直接的关联，因此，可以降低水温来调节主汽的温度。但是，由于气温调节有相应的延迟时间，且延迟时间较大。为了有效掌握调节的可控性，可以采取一些控制策略。所谓跟随方式，它指随着锅炉控制管理而进行的手动控制过程。所谓协调方式，它是指随着锅炉控制管理而进行的自动控制过程。

2 电气自动化技术对矿区火力发电厂的优势和功能

（1）提高发电效率。现如今，无论在生活中，还是在生产活动中，人们对电量的需求在逐渐增加，以2019年社会用电量为例（见图1）。

从前，由于发电设备等因素，发电厂无法达到人们要求的发电量，阻碍着火力发电厂的发展[1]。现如今，实现火力发电的电气自动化，标志着火力发电进入了崭新的时期，利用一些高新技术，推动火力发电的创新与发展。

（2）降低生产成本。发电厂使用的发电燃料主要是煤、石油。现如今，在发电厂中应用自动化技术能降低煤石油等原始材料的使用量，利用一系列自动化的控制，有效地保证电网的稳定性。

（3）优化资源配置。在火力发电厂中，应用这项技术能及时淘汰过时的发电设备，及时更新新时代使用的新型发电设备，优化火力发电厂的资源配置，实现高效的发电生产。电气自动化的应用，可以从两个角度来分析。第一，电气自动化大大提升了煤、石油等原料的利用率，在燃烧时，自动化操作的应用能加大原始材料的接触面积，有效确保煤、石油等原料能充分燃烧。第二，电气自动化有效彰显了火力发电工作人员的优势，在使用自动化技术的背景下，给更多工作人员带来了便利，使用更先进的发电设备，标志着火力发电厂的创新。在工作时，利用工人与火力发电设备的有效合作，实现资源与火力发电厂潜力的最大价值化。

（4）改革电气技术。电气自动化技术是对电气控制、计算机技术的融合。在火力发电中，应用这个融合技术，一方面，给工作人员带来了极大的便利，另一方面，也标志着火力发电行业进入了一个新阶段，改革电气技术。

3 电气自动化技术在铝矿矿区火力发电中的系统配置

（1）I/O集中监控方式。I/O集中监控方式，是指在现场设置中，利用现场设备的接口，对集控室DCSI/O通道进行相连的过程。经A/D处理后进人DCS组态，实现DCS对全厂电气没备的监控。在整个监控系统中，虽然监控的速度较快，但是，相应的防护等级较低，有一定的安全风险。

（2）远程智能I/O方式。远程智能I/O方式，它是指在现场设置中，对现场设备数据采集的过程，利用远程采集柜的相连性，实现远程智能控制。在这个系统中，远程智能控制有许多优点。

（3）现场总线控制系统方式。所谓现场总线，它是指在通信技术时代下，对火力发电厂控制领域和现场的体现。这种控制系统有效避免了DCS控制系统的弊端，改变了集中与分散的体系，实现控制功能的高度分散过程。

4 电气自动化技术在铝矿矿区火力发电中的使用

（1）增加电气整体的通信管理。从铝矿矿区火力发电厂的通信状况来看，无论是电气自动化通信的速度，还是电气通信系统的可靠性，都有待继续完善发展，还存在一定的差距。目前，铝矿矿区火力发电厂通信系统距离高度控制水平有较大的差距[2]。因此，在火力发电中，为了摆脱通信系统距离高度的控制差距，实现通信自动化管理过程，应该解决火力发电厂发电问题中存在的一些问题。在诸多问题中，热工工艺连锁问题是最应注意的。其中，分散控制系统是应用比较广泛的一种形式。

分散控制系统以全自动化的形式而存在，在火力发电过程中，应用分散控制系统，能实现热控系统自动化与全自动化的双向发展，突出该控制系统的多种优势。例如，可靠性高、数据显示快、能灵活控制等等。因此，为了加快电气自动化技术的应用进程，在火力发电中，要有效结合通信网络与控制系统，充分融合网络与分散控制系统。在这背景下，使火力发电系统更立体、更全方位。当分散控制系统融入了通讯网络后，能不断调整系统中的功能与结构，有效提高热工工艺连锁问题的处理效率。

（2）不断创新监控系统保护手段。火力发电自动化技术的应用，使监控系统也全面升级，给整个监控系统带来了更强的保护性与安全性。另外，监控系统要实现自动化监控，不仅监控火力发电工程的电气装置用电状况，同时，也监控工作人员的工作状况与进展，提高火力发电的生产效益。

（3）创新控制保护技术。实现火力发电厂的自动化技术，首先，应该完善计算机控制保护技术，对电气自动化系统进行诊断与检测，提前发现电气自动化系统存在的问题与安全隐患。针对这些问题与安全隐患，制定相应的解决策略，改变自动化技术系统的控制策略，有效保证电气自动化技术能正常运行。

（4）建立通用网络构造。应用电气自动化技术，应该建立通用网络构造，实现火力发电的自动化装备管理进程。在火力发电系统中，应将管理系统、控制系统与计算机监控系统紧密结合，在现代化技术的支撑下，推动火力发电的稳定与发展。

（5）准确编制电气项目规划。在火力发电工作中，应用电气自动化技术也有一定的要求。在自动化技术应用的过程中，应该有效结合产业项目的特性来分析，准确编制电气项目规划，不仅要考虑产业项目存在的人力、财力资源，同时，也应该考虑产业项目的物力等资源，有效整理各个项目的资源。综合考虑人工成本、场地成本、设备成本，在考虑各项资源和各项成本的基础上，再去明确整个项目的策略。倘若该项目规模较大，可以将其划分为几个规模小的子项目。子项目之间要相互联系，有共同的推动作用。在明确了项目规划后，应该将具体的工作落实到每个负责人身上，将责任进行具体划分，落实到个人，实现各子项目之间的高度配合，再将子项目的结果与数据进行整合，从而完成整体的大项目。

（6）完善能源转换设备。现如今，随着信息技术的发展，火力发电厂实现了监控模式的转型升级过程，由传统的手动监控转型成一体化监控模式，一方面，能提高监控管理的高效性，另一方面，也能在信息时代的背景下解决火力发电厂存在的问题，为其提供一定的技术支持。在整个电力系统中，能源转换是最基础的一个设备。因此，为了使火力发电过程更稳定，应该及时诊断监测能源转换设备，定期对能源转换设备进行诊断与维修，及时监测能源转换设备存在的安全隐患。为了提高火力发电厂的自动化过程，可以在能源转换设备上安装在线监控系统，对设备产生的数据进行收集与分析，给工作人员带来了极大的便利。另外，在线监控系统应该讲究简约，利用有效的占地面积，提供完备的设备保障。可见，完善能源转换设备，能提高工作人员获取信息的时效性，与传统火力发电技术相比，实现自动化的操作与管理过程。借助于单元炉机组，实现能源转换设备的高度运行。