摘要：现代环保理念已深入人心，对各行业产生深远影响。经济与社会发展离不开电力供应，热电厂在电力供应中发挥了重要作用。随着技术发展，自动化技术应用日益广泛，采用自动化控制技术有利于降低电厂能源消耗，相关自动化技术的运用可以保证企业健康持续发展。本文在此分析了热电厂节能减排中的自动化技术的应用。
关键词：自动化技术；电厂节能减排；节能自动化
引言
自动化技术是目前我国工业各领域各项目发展的主流，电厂企业为了自身发展也需要做好自动化技术的运用。在科学发展观中，强调要坚持可持续发展的原则，在电厂企业的日常生产活动中就要求企业不断运用新技术，用科学手段来实现各方面的节能，从而保证电厂企业在发展中实现可持续发展，真正践行我国社会主义科学发展观。随着在全球范围内电厂资源供应与需求水平失衡现象的不断加剧，我国在电厂领域中逐渐出现了供应不足的现象。在这样的时代背景之下，就需要电厂企业不断创新技术手段，通过科学的管理手段和先进的生产技术缓解我国在电厂资源供应方面的不足，保障我国的能源供应需求。
1 自动化技术在电厂的应用历程
自动化控制技术在我国电厂中的应用主要经历了以下三个阶段：
（1）初期的自动控制技术主要处于模拟控制阶段，该阶段较为代表的成果有燃烧控制器以及顺序控制器；
（2）接下来的发展主要集中在不同DCS或者计算机之间不能兼容的软硬件问题；
（3）目前发展到第三代的自动化控制技术已经构成了综合化自动体系。
2 热电厂节能减排中自动化技术的应用方向
2.1 综合过程自动化系统一体化
热电厂在节能减排工作方面主要运用的是过程自动化系统，在系统构造上主要包括经营规划层（BPS）、制造执行层（MES）、过程控制层（PCS）三个层面。在电厂的实际运营过程中，如果想要实现对相关资源的优化使用，完成节能减排的工作目标，一方面需要在电厂日常生产经营过程中不断去运用各种各样的现代技术，还需要充分引入过程自动化系统，通过自动化系统实现整个电厂工作系统的优化调度和优化操作。
2.2 研制和开发节能自动化产品
随着我国社会现代化建设水平的不断提高，大部分电厂已经逐渐开始转向了自动化控制操作。同时，在实现自动化控制之后，电能生产方式更加合理，电能生产效率显著提高。目前，电厂自动化一般是通过变送器控制现场总线与大屏监视器来实现。根据经济发展预测，在2030年之前，我国火力发电依然会占据能源供给的主要地位，这会造成严重污染的问题。热电厂多能源利用的发电方式对于降低污染有重要意义。随着我国电厂装机总量不断提升，环境问题日益受到重视。节能减排工作是目前电厂需要着重解决的问题，电厂相关管理人员需要不断创新方法进行自动化技术和产品的研发。
3 节能减排理念下热电厂自动化技术的应用
3.1 变频技术
变频技术是基于自动控制、计算机及电力电子技术的发展。变频调速系统通常由变频器、控制器组成。变频技术根据电动机转速与输入频率间的比例关系，通过调节电动机电源频率以调节转速（变频器可看作调节频率的交流电源），要在电源、电动机之间接入变频器等设备实现调速功能。利用变频调节器可有效降低燃料消耗，并根据电厂情况控制和调节投入的能源。变频技术优势很大，应用在发电厂中也获得了良好的经济效益。
3.2 DCS系统
DCS系统作为强大的自动化控制功能系统，其可以控制锅炉、电机以及其他设备的自动运转，控制技术较为先进。可以说，借助DCS系统可以实现电厂的自动化运行。比如，通过引进和采用DCS系统，热电厂可以借助计算机对电厂各运行设备进行实时监控，及时、准确地获得电厂实际运行数据，对信息实现综合化管理，为运行、管理人员提供了短时间内了解运行参数，制定合理运行方案的可能，为有效地减少污染、控制消耗提供了依据，对热电厂能源的高效利用创造了条件。
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3.3 现场总线技术
实践表明现场总线技术节能优势显著。近年来，现场总线技术在电厂中的应用越来越广泛。现场总线技术的节能优势具体来讲可以表现在以下两个方面：
（1）现场总线技术的引入有效地降低了现场硬件设备的需求量，通过PC作为控制站，有效地缩减了控制室的占地面积；
（2）现场总线技术安装十分简单，并且多个设备可以同时共用一条线路，有效地降低了安装成本。同时，该技术涉及的工作量相对较少，可以减少人员、物力的投入。
4 案例分析
4.1 问题的提出
某电厂目前运行两台2×200MW机组，1机组风机、2机组风机都是通过液力耦合器调节，因为液力耦合器存在着较大的能量损耗，为降低能耗以及提高电厂自动化水平，计划通过合同能源管理方式对风机进行变频改造。
4.2变频节能改造
首先，在充分调研的基础上，认为可以将液力耦合调速器拆除，采用电机前移的方式进行变频改造。其次，设置自动旁路系统，以保证系统安全、稳定、高效地运转。最后，将变频器顶端的散热装置去除，直接将变频器产生的热风排入风机中。这样做的好处有以下几方面：
（1）节省了变频器散热装置所消耗的电能；
（2）避免了因变频器散热装置故障而造成的停机现象；
（3）有效地利用了变频器所产生的热量。
4.3节能效果分析
改造前2台风机运行时，风门挡板开度变化范围在40％左右，存在很大的节流损失，电动机负载率低，效率低，改造后风门挡板在全开位置，电动机的效率明显提高。
4.4变频技术应用的附加效益
（1）提高网侧功率因数
原电机采用工频驱动方式，满载功率因数0.8—0.9，比额定值要低。通过应用高压变频调速，电源侧功率因数可大于0.95，大大减少无功功率的吸收，从而进一步减少了上游设备的运维成本。
（2）有效地降低运维成本
借助变频技术调节电机转速实现节能。变频改造之后，风门保持全开，减少了风机风门的承受力，缩减了风门的维修频率；变频改造之后，仅需对变频器进行除尘维护，保证了机组的连续运行。从实际运行效果来看，变频改造之后的运维成本较之前有了很大的降低。
（3）软启软停功能
采用高压变频改造后，电机实现软启软停，启动电流始终保持在点击额定电流的120％以下，实现了对电网的零冲击。此外，电机实现了整个运行范围内的平稳，减少了损耗，控制了温升，消除了噪声与异常振动。
（4）增强电机的保护功能
与原来旧系统相比较，变频器具有过压、温升、过流、欠压、短路以及缺相等多项保护功能，在某种程度上进一步提升了电机运行的安全性。
结束语
传统的电厂相关生产技术已经无法适应当前的社会经济发展需求，在发展低碳经济的时代背景之下，电厂企业必须要加快相关生产技术创新，借鉴发达国家相关行业的发展经验，结合我国经济现状和自身特点进行相关自动化技术的改进，提高企业的市场竞争力、促进企业的可持续发展。通过不断提高相关自动化技术的使用水平，帮助电厂在日常的生产经营活动中提高生产效率，同时实现节能减排目标。
参考文献：
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[3] 方芳.如何加强自动化技术在电厂节能减排中的应用[J].中国科技博览，2014（28）：273-273.
论文作者:董良聪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/24
标签：电厂论文; 技术论文; 节能论文; 热电厂论文; 变频器论文; 风门论文; 电机论文; 《电力设备》2017年第21期论文;