关于电厂运行的论文

关于电厂运行的论文

　　锅炉运行方面技术论文篇二
　　锅炉经济运行技术浅谈

　　【摘要】锅炉机组运行的优劣在很大程度上决定了整个电厂运行的经济性。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率，影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此，研究电厂锅炉的经济运行方式，对提高电厂的经济性具有重要意义。

　　【关键词】锅炉，经济，燃煤

　　1、概述。锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。电力、纺织、造纸、食品、机械、冶金、化工等行业， 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。锅炉是将燃料的化学能转变为热能的燃烧设备，它尽可能的提供良好的燃烧条件，以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并使其转化为热能，并利用热能加热锅内的水。

　　2、锅炉的分类。锅炉按照不同的方式分为以下几类：按锅炉的用途分为：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉和热水锅炉。按锅炉燃用的燃料分类可分为：燃煤炉、燃油炉和燃气炉。按燃烧方式分类可分为：层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾(流化床)炉。按有无汽包可分为：汽包锅炉和直流锅炉。按蒸汽压力分类可分为：低压锅炉、中压锅炉、次高压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和超临界压力锅炉。按锅炉水循环方式分类可分为：自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。

　　3、锅炉的应用。利用锅炉产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，是蒸汽动力装置的重要组成部分，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

　　4、锅炉的结构。锅炉是热能生成设备的主要构成，锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。是由“锅”和“炉”两部分组成的。“锅”是汽水系统，它主要任务是吸引收燃料放出的热量，使水加热、蒸发并最后变成具有一定热能的热水或过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器中。

　　5.锅炉的工作原理。锅炉主要有以下系统来完成燃料的化学能到蒸汽具备足够的动能(以煤粉炉为例)：汽水系统、风烟系统、燃料(煤粉和助燃油)系统、制粉系统、灰渣系统等。制粉系统用于磨制合格的煤粉储存于粉仓内，通过给粉机，由一次风送入炉膛进行燃烧。煤粉在炉膛内和高温烟气充分混合燃烧加热水冷壁内给水，同时产生大量的高温烟气，经各级低温、高温过热器通过辐射、半辐射半对流、对流充分换热冷却后的烟气由风烟系统中的引风机在经过电除尘、布袋除尘器等使烟气粉尘达标后由烟囱排向大气，炉内给水通过各级吸热后，形成高温高压蒸汽输送出去。煤粉燃烧产生的炉渣通过灰渣系统输送出去。

　　6.锅炉的维护保养。在锅炉的日常运行过程中，各系统辅机运转正常，要注意维持各项参数在许可范围之内，严格控制压力、温度等超标，定期排污维持合格汽水品质，延长设备使用寿命。锅炉停运后仍要进行保养，锅炉保养的方法都是通过尽量减少锅炉水中的溶解氧和外界空气漏入来减轻锅炉的腐蚀。最常见的保养方法一般有湿式保养法、充氮置换法、烘干防腐保养法等几种。

　　7.锅炉的经济运行。锅炉机组运行的优劣在很大程度上决定了整个电厂运行的经济性。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率，影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此，研究电厂锅炉的经济运行方式，对提高电厂的经济性具有重要意义。

　　由于炉膛内燃料的燃烧工况、温度水平、各级受热面的沽污与热交换状态以及辅助动力消耗的不同，其运行经济性也各不相同。必须进行精细的燃烧调整试验，以求得各种负荷下的最佳运行工况，作为日常运行调整的依据，以保证锅炉机组的经济运行状况良好。运行中应根据煤种变化掌握燃烧器特性、风量配比、一次风煤粉浓度及风量调整的规律，重视燃烧工况的科学调整，使炉内燃烧处于最佳状态。为了使燃料在炉膛内与氧气充分混合燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但排烟热损失会增大，还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此除通过合理的风粉配比、调节火焰的充满度和合适的火焰燃烧中心外还应依据锅炉的性能试验，设法改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。

　　煤粉炉通常采取以下措施来提高锅炉的经济性能：

　　7.1合理配煤以保证燃煤质量。将各煤种精心混配，减少燃煤的大幅度变化，维持运行参数基本稳定。

　　7.2合理调整煤粉细度。煤粉细度是影响飞灰可燃物含量的主要因素。经济煤粉细度要根据热力试验进行选取。

　　7.3控制适量的过量空气系数。煤粉燃烧需要足够的氧气，但过多的冷空气会降低炉内温度水平，且使排烟容积增大。合理的过量空气系数应根据燃烧调整试验及煤种确定。

　　7.4重视燃烧调整。炉内燃烧状况的好坏、温度水平及煤粉着火的难易程度直接影响灰渣可燃物的含量。

　　为了考核性能和改进设计，锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉的实际效益时，不仅要看锅炉热效率，还要计及锅炉辅机所消耗的能量。 单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时，按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但排烟热损失会增大，还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。

　　8.排放锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和未燃尽的煤粉)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质，未经净化时其排放指标可达到环境保护法规限定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度，不能彻底根除污染物。烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力、附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰，除尘效率很高还能吸收气态污染物。为了达到较高的除尘效率，一般燃煤机组通常采用多级除尘，电除尘、布袋除尘等并通过脱硫脱销，使烟气的各项指标达到国标要求。

　　9.锅炉的发展。锅炉未来将向着进一步提高锅炉和电站热效率的方向发展;将进一步降低锅炉和电站的单位功率的设备成本;将极大的提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;将会发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;将会继续提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;将会下大力气采取措施减少对环境的污染。

　　参考文献：

　　[1]张爱存.发电厂燃煤锅炉运行调整与经济性分析[D].华北电力大学 毕业 论文，2003.

电厂方面毕业论文

　　简介： 分析了锅炉安全阀阀门漏泄、阀体结合面渗漏、冲量安全阀动作后主安全阀不动作、冲量安全阀回座后主安全阀延迟回座时间过长以及安全阀的回座压力低、频跳和颤振等常见的故障原因，并针对故障原因提出了解决方法。
　　关键字：安全阀 冲量 安全阀 主安全阀

　　1
　　、前言��

　　安全阀是一种非常重要的保护用阀门，广泛地用在各种压力容器和管道系统上，当受压系统中的压力超过规定值时，它能自动打开，把过剩的介质排放到大气中去，以保证压力容器和管道系统安全运行，防止事故的发生，而当系统内压力回降到工作压力或略低于工作压力时又能自动关闭。安全阀工作的可靠与否直接关系到设备及人身的安全，所以必须给予重视。�

　　2、安全阀常见故障原因分析及解决方法��
　　2.1、阀门漏泄�

　　在设备正常工作压力下，阀瓣与阀座密封面处发生超过允许程度的渗漏，安全阀的泄漏不但会引起介质损失。另外，介质的不断泄漏还会使硬的密封材料遭到破坏，但是，常用的安全阀的密封面都是金属材料对金属材料，虽然力求做得光洁平整，但是要在介质带压情况下做到绝对不漏也是非常困难的。因此，对于工作介质是蒸汽的安全阀，在规定压力值下，如果在出口端肉眼看不见，也听不出有漏泄，就认为密封性能是合格的。一般造成阀门漏泄的原因主要有以下三种情况：

　　一种情况是，脏物杂质落到密封面上，将密封面垫住，造成阀芯与阀座间有间隙，从而阀门渗漏。消除这种故障的方法就是清除掉落到密封面上的脏物及杂质，一般在锅炉准备停炉大小修时，首先做安全门跑砣试验，如果发现漏泄停炉后都进行解体检修，如果是点炉后进行跑砣试验时发现安全门漏泄，估计是这种情况造成的，可在跑砣后冷却20分钟后再跑舵一次，对密封面进行冲刷。

　　另一种情况是密封面损伤。造成密封面损伤的主要原因有以下几点：一是密封面材质不良。例如，在3～9号炉主安全门由于多年的检修，主安全门阀芯与阀座密封面普遍已经研得很低，使密封面的硬度也大大降低了，从而造成密封性能下降，消除这种现象最好的方法就是将原有密封面车削下去，然后按图纸要求重新堆焊加工，提高密封面的表面硬度。注意在加工过程中一定保证加工质量，如密封面出现裂纹、沙眼等缺陷一定要将其车削下去后重新加工。新加工的阀芯阀座一定要符合图纸要求。目前使用YST103通用钢焊条堆焊加工的阀芯密封面效果就比较好。二是检修质量差，阀芯阀座研磨的达不到质量标准要求，消除这种故障的方法是根据损伤程度采用研磨或车削后研磨的方法修复密封面。�

　　造成安全阀漏泄的另一个原因是由于装配不当或有关零件尺寸不合适。在装配过程中阀芯阀座未完全对正或结合面有透光现象，或者是阀芯阀座密封面过宽不利于密封。消除方法是检查阀芯周围配合间隙的大小及均匀性，保证阀芯顶尖孔与密封面同正度，检查各部间隙不允许抬起阀芯；根据图纸要求适当减小密封面的宽度实现有效密封。

　　2.2、阀体结合面渗漏�

　　指上下阀体间结合面处的渗漏现象，造成这种漏泄的主要原因有以下几个方面：一是结合面的螺栓紧力不够或紧偏，造成结合面密封不好。消除方法是调整螺栓紧力，在紧螺栓时一定要按对角把紧的方式进行，最好是边紧边测量各处间隙，将螺栓紧到紧不动为止，并使结合面各处间隙一致。二是阀体结合面的齿形密封垫不符合标准。例如，齿形密封垫径向有轻微沟痕，平行度差，齿形过尖或过坡等缺陷都会造成密封失效。从而使阀体结合面渗漏。在检修时把好备件质量关，采用合乎标准的齿形密封垫就可以避免这种现象的发生。三是阀体结合面的平面度太差或被硬的杂质垫住造成密封失效。对由于阀体结合面的平面度太差而引起阀体结合面渗漏的，消除的方法是将阀门解体重新研磨结合面直至符合质量标准。由于杂质垫住而造成密封失效的，在阀门组装时认真清理结合面避免杂质落入。

　　2.3、冲量安全阀动作后主安全阀不动作

　　这种现象通常被称为主安全门的拒动。主安全门拒动对运行中的锅炉来说危害是非常大的，是重大的设备隐患，严重影响设备的安全运行，一旦运行中的压力容器及管路中的介质压力超过额定值时，主安全门不动作，使设备超压运行极易造成设备损坏及重大事故。

　　在分析主安全门拒动的原因之前，首先分析一下主安全门的动作原理。如图1，当承压容器内的压力升至冲量安全阀的整压力时，冲量安全阀动作，介质从容器内通过管路冲向主安全阀活塞室内，在活塞室内将有一个微小的扩容降压，假如此时活塞室内的压强为P1，活塞节流面积为Shs，此时作用在活塞上的f1为：

　　f1=P1×Shs……………………(1)�

　　假如此时承压容器内的介质的压强为P2，阀芯的面积为Sfx，则此时介质对阀芯一个向上的作用力f2为：

　　f2=P2×Shx�..............(2)

　　通常安全阀的活塞直径较阀芯直径大，所以式(1)与式（2）中Shs＞Sfx�P1≈P2

　　假如将弹簧通过阀杆对阀芯向上的拉力设为f3及将运动部件与固定部件间摩擦力（主要是活塞与活塞室间的摩擦力）设为fm，则主安全门的动作的先决条件：只有作用在活塞上的作用力f1略大于作用在阀芯上使其向上的作用力f2及弹簧通过阀杆对阀芯向上的拉力f3及运动部件与固定部件间摩擦力（主要是活塞与活塞室间的摩擦力）fm之和时，即：f1＞f2+f3+fm时主安全门才能启动。�

　　通过实践，主安全门拒动主要与以下三方面因素有关：

　　一是阀门运动部件有卡阻现象。这可能是由于装配不当，脏物及杂质混入或零件腐蚀；活塞室表面光洁度差，表面损伤，有沟痕硬点等缺陷造成的。这样就使运动部件与固定部件间摩擦力fm增大，在其他条件不变的情况下f1＜f2+f3+fm所以主安全门拒动。

　　例如，在2001年3号炉大修前过热主安全门跑砣试验时，发生了主安全门拒动。检修时解体检查发现，活塞室内有大量的锈垢及杂质，活塞在活塞室内无法运动，从而造成了主安全门拒动。检修时对活塞，胀圈及活塞室进行了除锈处理，对活塞室沟痕等缺陷进行了研磨，装配前将活塞室内壁均匀地涂上铅粉，并严格按次序对阀门进行组装。在锅炉水压试验时，对脉冲管进行冲洗，然后将主安全门与冲量安全阀连接，大修后点炉时再次进行安全阀跑砣试验一切正常。

　　二是主安全门活塞室漏气量大。当阀门活塞室漏气量大时，式（1)中的f1一项作用在活塞上的作用力偏小，在其他条件不变的情况下f1＜f2+f3+fm所以主安全门拒动。造成活塞室漏气量大的主要原因与阀门本身的气密性和活塞环不符合尺寸要求或活塞环磨损过大达不到密封要求有关系。

　　例如，3～9号炉主安全阀对活塞环的质量要求是活塞环的棱角应圆滑，自由状态开口间隙不大于14，组装后开口间隙△=1～1.25，活塞与活塞室间隙B=0.12～0.18，活塞环与活塞室间隙为S=0.08～0.12，活塞环与活塞室接触良好，透光应不大于周长的1／6。对活塞室内要求是，活塞室内的沟槽深度不得超过0.08～0.1mm，其椭圆度不超过0．1mm，圆锥度不超过0.1mm，应光洁无擦伤，但解体检修时检查发现每台炉主安全门的活塞环、活塞及活塞室都不符合检修规程要求，目前一般活塞环与活塞室的间隙都在S≥0.20，且活塞室表面的缺陷更为严重，严重地影响了活塞室的汽密性，造成活塞室漏汽量偏大。

　　消除这种缺陷的方法是：对活塞室内表面进行处理，更换合格的活塞及活塞环，在有节流阀的冲量安全装置系统中关小节流阀开度，增大进入主安全门活塞室的进汽量，在条件允许的情况下也可以通过增加冲量安全阀的行程来增加进入主安全门活塞室内的进汽量方法推动主安全阀动作。

　　三是主安全阀与冲量安全阀的匹配不当，冲量安全阀的蒸汽流量太小。冲量安全阀的公称通径太小，致使流入主安全阀活塞室的蒸汽量不足，推动活塞向下运动的作用力f1不够，即f1＜f2+f3+fm致使主安全阀阀芯不动。这种现象多发生于主安全阀式冲量安全阀有一个更换时，由于考虑不周而造成的。

　　例如2002年5号炉大修时，将两台重锤式冲量安全阀换成两台哈尔滨阀门厂生产A49H-P54100VDg20脉冲式安全阀，此安全阀一般与A42H-P54100VDg125型弹簧式主安全匹配使用，将它与苏产Dg150×90×250型老式主安全阀配套使用，此种主安全阀与A29H-P54100VDg125型弹簧式主安全阀本比不仅公称通径要大而且气密性较差，在5号炉饱和安全阀定砣完毕，进行跑砣试验时造成主安全阀拒动。后来我们将冲量安全阀解体，将其导向套与阀芯配合部分的间隙扩大，以增加其通流面积，再次跑砣试验一次成功。所以说冲量安全阀与主安全阀匹配不当，公称通径较小也会引起主安全阀拒动。
　　2.4、冲量安全阀回座后主安全阀延迟回座时间过长�

　　发生这种故障的主要原因有以下两个方面：

　　一方面是，主安全阀活塞室的漏汽量大小，虽然冲量安全阀回座了，但存在管路中与活塞室中的蒸汽的压力仍很高，推动活塞向下的力仍很大，所以造成主安全阀回座迟缓，这种故障多发生于A42Y-P5413.7VDg100型安全阀上，因为这种型式的安全阀活塞室汽封性良好。消除这种故障的方法主要通过开大节流阀的开度和加大节流孔径加以解决，节流阀的开度开大与节流孔径的增加都使留在脉冲管内的蒸汽迅速排放掉，从而降低了活塞内的压力，使其作用在活塞上向下运动的推力迅速减小，阀芯在集汽联箱内蒸汽介质向上的推力和主安全阀自身弹簧向上的拉力作用下迅速回座。

　　另一方面原因就是主安全阀的运动部件与固定部件之间的磨擦力过大也会造成主安全阀回座迟缓，解决这种问题的方法就是将主安全阀运动部件与固定部件的配合间隙控制台标准范围内。

　　2.5、安全阀的回座压力低�

　　安全阀回座压力低对锅炉的经济运行有很大危害，回座压力过低将造成大量的介质超时排放，造成不必要的能量损失。这种故障多发生在200MW机组所使用的A49H型弹簧脉冲安全阀上，分析其原因主要是由以下几个因素造成的：

　　一是弹簧脉冲安全阀上蒸汽的排泄量大，这种形式的冲量安全阀在开启后，介质不断排出，推动主安全阀动作。

　　一方面是冲量安全阀前压力因主安全阀的介质排出量不够而继续升高，所以脉冲管内的蒸汽沿汽包或集气联箱继续流向冲量安全阀维持冲量安全阀动作。

　　另一方面由于此种型式的冲量安全阀介质流通是经由阀芯与导向套之间的间隙流向主安全阀活塞室的，介质冲出冲量安全阀的密封面，在其周围形成动能压力区，将阀芯抬高，于是达到冲量安全阀继续排放，蒸汽排放量越大，阀芯部位动能压力区的压强越大，作用在阀芯上的向上的推力就越大，冲量安全阀就越不容易回座，此时消除这种故障的方法就是将节流阀关小，使流出冲量安全阀的介质流量减少，降低动能压力区内的压力，从而使冲量安全阀回座。

　　造成回座压力低的第二因素是：阀芯与导向套的配合间隙不适当，配合间隙偏小，在冲量安全阀启座后，在此部位瞬间节流形成较高的动能压力区，将阀芯抬高，延迟回座时间，当容器内降到较低时，动能压力区的压力减小，冲量阀回座。

　　消除这种故障的方法是认真检查阀芯及导向套各部分尺寸，配合间隙过小时，减小阀瓣密封面直往式阀瓣阻汽帽直径或增加阀瓣与导向套之间径向间隙，来增加该部位的通流面积，使蒸汽流经时不至于过分节流，而使局部压力升高形成很高的动能压力区。

　　造成回座压力低的另一个原因就是各运动零件磨擦力大，有些部位有卡涩，解决方法就是认真检查各运动部件，严格按检修标准对各部件进行检修，将各部件的配合间隙调整至标准范围内，消除卡涩的可能性。

　　2.6、安全阀的频跳�

　　频跳指的是安全阀回座后，待压力稍一升高，安全阀又将开启，反复几次出现，这种现象称为安全阀的“频跳”。安全阀机械特性要求安全阀在整动作过程中达到规定的开启高度时，不允许出现卡阻、震颤和频跳现象。发生频跳现象对安全阀的密封极为不利，极易造成密封面的泄漏。分析原因主要与安全阀回座压力达高有关，回座压力较高时，容器内过剩的介质排放量较少，安全阀已经回座了，当运行人员调整不当，容器内压力又会很快升起来，所以又造成安全阀动作，像这种情况可通过开大节流阀的开度的方法予以消除。节流阀开大后，通往主安全阀活塞室内的汽源减少，推动活塞向下运动的力较小，主安全阀动作的机率较小，从而避免了主安全阀连续启动。

　　2.7、安全阀的颤振

　　安全阀在排放过程中出现的抖动现象，称其为安全阀的颤振，颤振现象的发生极易造成金属的疲劳，使安全阀的机械性能下降，造成严重的设备隐患，发生颤振的原因主要有以下几个方面：

　　一方面是阀门的使用不当，选用阀门的排放能力太大（相对于必须排放量而言），消除的方法是应当使选用阀门的额定排量尽可能接近设备的必需排放量。

　　另一方面是由于进口管道的口径太小，小于阀门的进口通径，或进口管阻力太大，消除的方法是在阀门安装时，使进口管内径不小于阀门进口通径或者减少进口管道的阻力。排放管道阻力过大，造成排放时过大的北压也是造成阀门颤振的一个因素，可以通过降低排放管道的阻力加以解决。�

　　3、结束语
　　对锅炉安全阀的常见故障原因进行了分析并提出了具体的解决方法，虽然目前电站锅炉安全阀都是由主、辅阀配套组成的，并采用机械和热工控制双重保护，有些故障不易发生，但只有充分掌握安全阀的常见故障原因和消除方法，在故障发生时处理起来才能得心应手，对保证设备的安全运行有着重要的意义。

发电厂电气技术论文

　　随着信息网络技术发展水平的不断提高，发电厂电气技术也渐渐地被人们所关注。我为大家整理的发电厂电气技术论文，希望你们喜欢。
　　发电厂电气技术论文篇一
　　发电厂电气自动化技术初探

　　摘要：本文分析了发电厂用电系统的特点，通过介绍电气综合自动化系统的功能，探讨了目前电气自动化控制系统的设计思想，展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。

　　关键词：发电厂;电气自动化;技术;分析

　　中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

　　从布置方式和数量上来看，厂用电设备分散安装于各配电室和电动机控制中心，元件数量众多，运行管理信息量大，检修维护工作复杂。与热工系统相比较， 电气设备操作频率低，有的系统或设备运行正常时，几个月或更长时间才操作一次;电气设备保护自动装置要求可靠性高动作速度快，比如保护动作速度要求在40ms 以内完成。在电气设备本身构造上，其具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点。在构建ECS时，其系统结构与DCS 的联网方式是确保系统高可靠性的关键。既要实现正常起停和运行操作外，又要实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态并提供相应的操作指导和应急处理措施，保证电气系统在最安全合理的工况下工作。

　　1 集中模式

　　1.1 原理

　　集中模式也就是传统的硬接线方式，将强电信号转变为弱电信号，采用空接点方式和4—20mA标准直流信号，通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜，进入DCS进行组态， 实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接I/0接人方式和远程I/0接人方式两种，前者是将电缆接至电子间集中组屏，后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远程I/0采集柜，然后通过通信方式与 DCS控制主机相连，两者具有相同的实现技术，本质上没有区别。

　　1.2 优点

　　电气量的采集集中组屏，便于管理，设备运行环境好;硬接线方式成熟，响应速度快。

　　1.3 缺点

　　1.3.1 电缆数量大，电缆安装工程量大，长距离电缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性。

　　1.3.2 DCS系统按“点”收费，不仅投资大，而且只有重要的电气量才能进入DCS，系统监测的电气信息不完整。

　　1.3.3 所有信息量均要集中汇总至 DCS系统，风险集中，影响系统可靠性。

　　1.3.4 由于 DCS调试一般是最后进行，采用集中模式通常难以满足倒送厂用电的要求。

　　1.3.5 没有独立的电气监控主站系统，无法完成较复杂的电气运行管理工作(如防误、事故追忆、继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析等高级应用功能)，不能实现电气的“综合自动化”。

　　2 分层分布式模式

　　2.1 原理

　　分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三层，即站级监控层、通信层和间隔层(间隔单元)。间隔层由终端保护测控单元组成，利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计，将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络，对间隔层进行管理和交换信息。

　　2.2 优点

　　2.2.1 间隔层测控终端就地安装，减少占用面积，各装置功能独立，组态灵活，可靠性高。

　　2.2.2 模拟量采用交流采样，节省二次电缆，降低了成本，抗干扰能力增强，系统采集的数据精度大大提高。

　　2.2.3 系统采集的数据量提高，监控信息完整，能实现在远方对保护定值的修改及信号复归，运行维护方便。

　　2.2.4 分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块(部件)正常运行。

　　2.2.5 设置独立的电气监控主站，便于分步调试和投运，满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维护和检修。

　　2.3 关键技术

　　2.3.1 间隔层终端测控保护单元。分层分布式系统的最大特点就是以间隔层一次设备为单位，现场配置测控保护单元。该单元是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段，对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求，因此不宜由DCS来实现保护功能，而应该采用专用保护装置来实现。厂用电系统保护主要有线路、厂用变、电动机综合保护测控装置等，实现微机化保护、实时数据采集、 远方及就地控制以及记录故障数据等功能。

　　2.3.2 通信网络。 ECS系统安装工作于高电压、大电场的环境，工作环境恶劣、电磁干扰大，因而通信网络是ECS系统的关键组成部分，通信网络的性能直接影响着自动化监控系统的整体性能。目前较为流行的采用电缆现场总线网络方式，光纤通信亦开始被用户逐步接受。

　　通信管理层是间隔层和站控层之间的桥梁，方案中一般采用双冗余的设计思想，按照通信管理机双机热备用或双通道备用原则配置，当数据通信网络中出现问题时，系统能自动切换至冗余装置或通道，以提高系统可靠性。

　　2.3.3 监控主站。监控主站安置在站级监控层，实现厂用电电气系统监控和管理，主站配置的设备和规模需要根据发电机机组的容量和运行管理要求进行设计，即可以配置成单机、双机或多机系统，标准的设备主要有数据库服务器、应用和Web服务器、操作员站、工程师站 以及其他网络设备、GPS和打印机。 尽管配置的设备规模不同，但配置的软件以及完成的功能基本一样。软件主要有前置机软件、实时数据库软件、人机界面软件和图形建模软件等。功能主要有系统监控功能、数据管理功能、系统管理功能以及应用分析功能等。

　　另外，主站系统可通过多种方式与DCS系统、MIS系统和SIS系统传输数据。

　　2.3.4ECS与DCS的协调控制。由于电气系统与热工系统在运行过程和控制要求上有着很多不同之处，所以在设计规划阶段和调度运行过程时必须要考虑 ECS与DCS系统之间的功能分工和协调控制，主要体现在以下几点： 由DCS实现电动机连锁逻辑控制操作，厂用电自动切换逻辑由专用电气装置实现。 由ECS实现继电保护、故障录波和事故追忆等功能的管理。 控制操作主要在DCS操作员工作站进行，DCS系统授权后也可在ECS操作员工作站进行，但要保证控制权的唯一性。

　　3 技术的发展趋势

　　3.1 嵌入式工业以太网技术的应用

　　由于现场总线通信协议技术标准的多样性，难以统一，使其不能满足以上性能要求，而以太网由于其传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活以及低成本等特点，在商业领域和工业领域内得到了大规模的应用。该技术成为建立电气综合自动化中无缝通信的最好选择。

　　工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋。随着以太网通信速率的提高，全双工通信、交换技术的发展，为以太网的通信确定性问题的解决提供了技术基础，从而为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。

　　利用嵌入式软、硬件，在单片机系统上实现工业以太网技术又称为嵌入式以太网。国外大的电力设备供应商纷纷推出了基于嵌入式以太网的微机保护测控设备 ，国内电力装备制造商开发的最新综合自动化系统中，也把嵌人式以太网成功应用于二次保护控制设备，因而嵌入式以太网是电气综合自动化系统间隔层网络通信的必然发展方向。

　　3.2综合智能化技术的应用

　　ECS系统控制发展经由计算机控制取代了传统操作盘控制，目前又由计算机控制向综合智能控制和管理发展，主要表现在间隔层和站控层两方面。

　　间隔层的保护和测控单元由传统的相对独立设计，向着集保护、测量、控制、远动于一体的综合化及网络化智能保护测控单元发展，直接面向一次设备或设备组合，就地安装，除实现继电保护、实时电量监控、状态信息记录及历史记录等基本功能外，还能与站控层联网实现事故分析、状态监视、微机防误操作和安全保障等功能。

　　站控层监控系统由满足基本运行SCADA功能，向全面提高运行和管理自动化水平发展。监控主站采用先进的数据挖掘技术对电气实时数据仓库和历史数据仓库的数据进行分析，提供一系列的高级应用功能。这些功能分为对外和对内两大部分。对外的功能是指给DCS和SIS等其他系统提供数据，实现机组优化控制和优化管理等综合智能控制;对内的功能是指集间隔层装置的监控管理、自动抄表、设备管理、定值管理、故障信息管理、设备在线诊断和小电流接地选线等功能于一体。

　　4 结束语

　　本文提出了厂用电电气自动化技术的发展趋势，随着IEC国际标准在工业化领域内的认同和应用普及，基于同一国际标准的全开放式的数字化厂用电电气综合自动化将是下一步研究的重点。

　　参考文献：

　　[1] 庞军.电气自动化监控技术在电厂中的应用发展[J].能源电力,2011，(7).

　　[2] 张俊.电力系统中电气自动化技术的探索[J].中国新技术新产品,2010，(9).
　　发电厂电气技术论文篇二
　　发电厂电气自动化技术应用方法初步研究

　　摘 要：随着我国社会经济的不断发展，我国东西部经济发展不平衡也日渐显著，特别是在发电厂自动化技术应用及研究上存在着很大的差距，在一些发展比较缓慢的地区，各种原因造成的安全问题还时有发生。本文就发电厂自动化技术的应用进行了相关问题的探讨和研究，通过对电网系统自动化控制模式的完善，以及对现有成功使用案例的研究，制定出配置更加灵活和更容易维护的自动化控制技术。

　　关键词：热工自动化;电气自动化;电气监控系统

　　中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2013) 20-0000-01

　　发电厂的自动化控制系统的配置方式和数量相对比较复杂，同时在设计的过程中往往会使用较多的电器元件，所以运行管理中需要控制的信息量十分庞大。多种因素共同造成了对于发电自动控制系统检修工作的复杂性。所以在电器设备的自动化控制中需要提高电器设备的可靠性和运行效率。

　　一、发电厂自动化技术基本功能

　　发电厂的自动化控制过程中的一个重要工作环节就是对相关信息的搜集，这个工作环节的最主要作用就是将发电厂工作现场的各种模拟数据信息经过计算机系统进行检验，在检验的过程中如果发现被处理数据存在偏差还可以同时进行合理性的矫正，这有利于对重要数据进行整理。一般情况下，对模拟信号进行采集的过程中，同时也要对电流、功率等因素进行测定。在检测过程中检测的数据将通过画面进行直接显示，屏幕上主要显示发电厂工作的所有模拟量、相关的计算量，开关、断路器数据等多种相关数据，处于挂牌检修状态的部分电器元件也将显示在屏幕上。

　　自动化系统中的检测警报功能能够使得工作人员将发电厂的全部设备的运行信息的实时状态了如指掌，在进行数据监控的同时还能够将系统的信息结合画面的功能显示出来。如在发电厂中的模拟量如果发生超越极限的情况，监视功能控制系统就会自动地将发生越界的对象的名称、编号、时间以及相关参数值等多种重要数据显示出来，同时进行打印和上传，还能够对发生次数进行计算。警报分为事故警报和预告警报两种方式，这两种方式通过不同的颜色进行显示，通过分析不同的颜色进行区分。

　　在进行实际操作的工作过程中主要分为两级别控制、现场自动控制、上机控制和DCS控制着四种控制方法，其中后三种控制方式比第一种控制方式更为灵活，具有更强的可操作性，命令操作的顺序成为操作优先级，保证合理的操作优先级可以确保控制系统的一致性和安全性，能够极大地提高安全生产的效率。一旦发电厂的某些重要设备发生安全事故，控制系统将会对信息进行及时上传，通过计算机的计算进行快速反应，同时制定出最合理的解决方案。在事故处理结束后会自动对数据进行分析和储存，得出系统性的解决办法，预防类似事故的再次发生。

　　二、发电厂的新型电气化自动控制技术

　　随着发电厂自动化控制系统科技的不断发展，一种建立在先进信息化平台上的发电厂自动化控制系统越来越多地应用于生产领域。其中ECS系统在发电厂电气控制系统中应用比较广泛的一种系统，这种系统具有计算机处理、信号的采集与处理、现场总线技术、以太网、继电保护等技术综合研发。应用计算机、现场总线、以太网、信号处理、继电保护等技术实现对发电厂的发电机、变压设备、电动机、反馈线等电器设备以及电气化装置的测量、处理、控制、保护、监测、故障分析、保护等多种功能。这种系统采用了分层式的系统架构，自下向上分别为控制层、管理层和间隔层，其中控制层包括了硬件服务、工作站硬件等方面的工作硬件。主要通过电抄表、录波分析等应用软件进行各种工作系统的通信连接。

　　ECS工作系统采用了一体化设计的方式将管理层和站控层进行了一体化设计，保证了组态调试可以一次性完成，极大地提高了调试的工作效率，同时从整体的角度完善了系统的通信工作功能，保证了通信层和间隔层之间的通信速度，并且使用DCS、MIS等数据端作为通讯接口，使得ECS和DCS之间的相互通信不受限制，还可以节省大量通信线缆和变送器设备，降低工作成本。同时系统采用了先进的自动化设备，完全实现了不受通讯限制的独立运行，保证了系统工作的安全性和可靠性。

　　GCS监控系统的间隔层使用的测控系统具有比较完善的屏蔽和隔离组件，因此该系统的抗干扰能力较强，能够适用于各种复杂的工作环境。而且系统中还使用了新型的冗余技术，实现了双线网络控制、站控设备冗余以及双层以太控制等多种模式控制，从工作效率上确保了工作系统的稳定性。工作系统中的安全部件当中还设置有防火墙等多种杀毒措施，并且根据网络分段和数据加密等多种方式提高了网络信息传输的安全性。除此之外，在ECS工作系统中还增加了系统的自我诊断和自我恢复的功能，这是传统电器设备所不具备的。这就使得监控系统的间隔层、站控层和管理层具备了自我修复的功能。在通信层和管理层之间还添加了一种类似于熔断的网络数据中断方式，这就在很大程度上提高了监控系统自我修复的效率。同时在通信管理层中使用了双通道进行数据的备份、恢复和及时上传，提高了信息传输和信息数据处理的效率。系统采用了具有更高性能的微处理器，硬件的配置上也选择了具有多个CPU的智能化结构主机，确保在巨大数据计算工作量时不至使得硬件损坏，同时在操作系统上使用了领先水平的嵌入式多个任务可以同时进行操作的操作系统，这就极大地提高了数据的处理速度和处理效率，保证了发电厂的工作效率和安全工作系数，保证了发电厂的固定财产和工作人员的生命财产安全。

　　三、结束语

　　综上所述，发电厂的自动化控制系统是由一组独立分布的计算机控制系统进行控制的，和电厂的运行电气相比，这个方案比较经济且更加具有可行性。随着信息网络技术发展水平的不断提高，网络化的信息技术工作效率也越来越高，在不久的将来将全面实现发电厂电气控制系统工作的完全自动化，同时最终实现和DCS系统的合并，实现较大规模的信息资源共享，这将使得电力系统自动化控制进入到一个新的发展阶段。

　　参考文献：

　　[1]冯兴林.高速公路交通监控系统技术应用的探讨[J].中国新技术新产品，2012.

　　[2]邵景峰，杨丽萍，李永刚.整经机网络化监控系统软件设计[J].太原理工大学学报，2013.

　　[3]张煜明，厉红娅.新加坡D2563K6型高架门座起重机的电气系统[J].起重运输机械，2011.

　　[4]吴胜强，李铁，尹德胜.DJK型无线调车机车信号及监控系统的推广应用[J].铁道通信信号，2012.

　　
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