李艳明（国家电投集团蒙东能源集团有限责任公司，内蒙古通辽 028011）

论火力发电厂电气控制系统的发展趋势

李艳明
（国家电投集团蒙东能源集团有限责任公司，内蒙古通辽 028011）

火力发电作为现阶段我国使用最普遍的发电方式，集中了很多先进的民用高新技术。科学技术是第一生产力，通过应用大量的高新科技，提高了火力发电的整体效率，同时也降低了发电的能耗。本文简单介绍了现阶段我国火力发电厂的电气控制系统单元的组成以及系统的控制方式，并重点介绍分析等离子点火技术。为未来火电厂进行电气控制的发展奠定基础，展望未来控制系统的发展趋势。

火电厂 电气控制 等离子点火 趋势

经过多年的发展，我国现阶段的电气自动控制已经全面进入了计算机集中控制的发展新阶段。尤其是电气控制高新技术的应用，增强了发电系统进行自动控制的程度，确保了控制的稳定性和准确性，极大保障了发电供电的平稳。

1　电气控制系统单元概述

电气控制系统的组成单元主要是控制室和控制设备。电气控制系统根据控制位置的不同一般分为单元控制室和主控制室两种。单元控制室又可以分成设立独立单元的控制室、进行网络控制的控制室以及网络控制的单元控制室。根据发电厂发电机组容量的不同选取不同的控制室类型。通常发电机组容量低于100MW的发电厂适合使用主控制室的方式。当发电机组的容量大于200MW的时候则适合使用单元控制室的方式。

在实际设计控制方案的时候又分为单机一控和两机一控两种方案。单机一控的方案从设计、安装到实际使用维护，单元性上优于两机一控，在进行故障处理的时候不会受到其他方面的干扰影响，运行状况良好。但是由于也导致两机的公用设备在不同地点运行，进行控制的时候也是两地进行，难以实现对系统集中有效的管理控制。在人力资源上由于是两地控制，需要分别安排相应的运行人员，在进行控制的时候沟通不便，难以实现协调配合。也造成人员的浪费。而采用两机一控的方案的话则可以实现两台机组的完美配合，协调一致。问题是在对其中的一台机组进行维修的时候，另外一台会受到影响，难以正常运转。综合各方面的优缺点，两机一控方案更适用于现阶段规模逐渐扩大的火力发电的控制。如果现场情况合适，可以合并网络控制室与单元控制室，降低控制室占据的面积，同时也可以减少相应的岗位工作人员。节省进行自动控制的人力成本。

2　发电厂电气控制系统控制方式

通常火力发电厂的控制方式根据控制回路及使用设备的不同一般分为三种；采用强电进行一对一的控制、采用弱电对设备选线控制或者使用计算机进行控制。其中弱电选线控制的方式由于可靠性太差已经逐渐被淘汰，现在火电厂电气控制系统普遍使用的一种控制方式就是强电一对一控制。这种控制方式接线简单，使用方便而且进行实际控制时性能稳定可靠。现在随着电子信息技术发展和在各项工业发展中的普遍使用，计算机自动控制技术在火力发电厂中的使用也逐渐成熟，在许多火电厂已经被应用到实际的生产工作中并取得了良好的效果。

3　等离子点火技术分析

3.1等离子点火的原理

所谓等离子点火就是通过专用的设备，在一达到一定气压的条件下利用直流电的电流一引弧相接处触。同时通过高强度的电磁场进行控，从而获得具有比较稳定的功率的等离子体。这种等离子具有定向流动的特性，在点火燃烧器中反应的时候，这种等离子体会形成部分温度在4000K以上的高温火核。当进入锅炉的煤粉通过这个高温火核的时候，内部的挥发物质会在0.001秒的时间内快速释放，就会导致煤粉颗粒产生破裂甚至粉碎，从而得到充分的燃烧。这种燃烧过程是在气体和固体两种不同的物质状态中发生的，高温的等离子体作为一个催化剂促使气体固体的混合物产生多种变化，大大加快了煤粉的燃烧速度和程度，同时也在很大程度上降低了正常煤粉在燃烧时需要的能量消耗，可以达到节能减排的目的。

3.2等离子发生器的工作原理

等离子点火技术的核心部件就是等离子发生器，这种发生器可以通过电磁场的控制制取具有稳定功率和定向流动特性的空气等离子体，发生器主要由阴阳两级和电磁线圈三部分构成。阴阳两级都是由金属材料制作而成，而且要求阴阳两级都要满足导电率高、导热性能好并且具有良好的抗氧化性。 为了更好的承受在工作过程中产生的电弧对电级金属体造成的冲击，需要持续对阴阳两级进行水冷降温。

等离子发生器的工作过程；第一步是对根据实际工作情况对电源设定合适的输出电流，一般情况电流是在350A左右；第二步利用直流电机推动阴极与阳极接触，在接触的瞬间，电源设定的电流启动工作，随着电流逐渐升高到额定工作电流之后进入第三步；第三步就是阴极在直流电机的推动下逐渐与阳极分离，同时建立工作所需的电弧。最终在各方面条件满足的情况下，在等离子发生器内产生空气等离子体。

3.3等离子点火系统的组成

等离子点火系统的主要构成分为点火和辅助系统两部分。

4　信号和检测系统

实现控制的核心的信号的检测、传递和反馈。在火力发电厂的运行过程中存在各种各样的信号，其中最重要的就是中央信号。在以前信息技术不是很发达的时候，厂内的中央信号系统主要是由冲击继电器和光字牌两个设备组成，这种系统的特点是可以实现手动和自动两种方式的复位。但是由于设备简单，这种系统只能提供比较单一的报警信号，而且只能当时进行信号的传递，无法进行记忆和存储。 在使用的过程中，主要是靠光字牌上的灯泡传递信号，长期使用很容易导致灯泡出现各种故障，从而出现信号错误的情况，整体的信号系统不够稳定。在进行系统维护保养的过程中，由于系统本身的设备结构复杂，难以进行维护，增大了维修人员的工作量，也增大了保养的成本。

5　结语

现阶段在电气控制系统中使用先进信息技术，可以简化系统设计、美化系统设备外观，同时提升系统的技术含量，确保系统的安全平稳运行，保障系统控制的可靠性。这种方式未来会在火力发电厂得到广泛使用，提高整个发电行业的运行平稳性。

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