计算机数据采集在电力控制中的应用.doc

计算机数据采集在电力控制的应用电力系统在国民经济中有重要作用。无论是火力发电站或水力发电站，发电站的控制系统都很复杂，采用常规仪表已很难实现过程控制，电力系统的调度与管理需要更强的综合管理和优化控制功能。下面我就以30万kW火力发电机组为例。众所周知，火力发电是一个结构庞大、复杂、时变的过程。就一台完整的燃煤发电机组来说，其发电过程大致分为燃烧过程、水蒸气转换过程、发电转化过程，每个过程有包括若干子过程。这三个过程既相互联系，又具有各自独立性，任何一台过程设备出现故障或停用都会导致整个工作状态的重新调整。而过程的连续性、无储备性、设备的整体性和复杂性只能要求控制操作、状态监视等工作只能有少数人来完成。从经济角度来说，30kW的发电机组因故障停用一天，就会造成上千万的经济损失。因此，在发电站工作过程中，用计算机进行数据采集和控制显得尤为重要。目前，火力发电机组发展成为大容量、高参数的单元机组。从火力发电的物理过程入手，我国的热力发电厂是以燃煤为主。用火车运入发电厂贮煤厂的煤须经过粉碎方可进行燃烧。那么怎么知道煤燃烧充分？这就需要测出燃烧室中一氧化碳、二氧化碳、硫氧化物及氮氧化物的成分。然后反馈到计算机中进行数据分析。尤其是废气的排放，更要用计算机进行分析，下达指令进行废气净化。碎煤的分离需要计算机采集数据。测出煤粉重量将数据送入计算机中与同样标准煤数据进行比较，进而判断煤粉杂质的多少。磨制好的煤粉由给风机送入锅炉进行燃烧。送入的空气在进入炉膛前先在空气预热器中接受排烟的预热。预热要达到预期的温度。用计算机采集预热器中的温度，当温度低时可继续加热，防止其温度过高造成能源浪费。当水蒸气推动汽轮机转动时，要用计算机采集转速、蒸汽温度等参数，了解其工作状况是否正常，功率是否达标。再发电过程中，锅炉给水先在省煤器中接受烟气的预热，然后引入锅炉顶部的汽包中，锅炉水沿炉膛外的下降管往下流，进入设在炉膛四周的水冷壁管，在其中吸热气化，形成的汽水混合物上升到汽包内，并在其中进行汽水分离。在此过程中，需要采集锅炉内的压强、温度、湿度等物理量，确保锅炉正常运行。水不断在下降管、水冷壁管及汽包内循环，不断汽化，形成的饱和蒸汽聚集在汽包上部，将其引入过热器使之继续加热变为过热蒸汽，过热蒸汽沿主蒸汽管进入汽轮机，推动汽轮机转子转动，从而获得机械能。做功后的蒸汽排入凝汽器，并在其中冷却形成水。汇聚在凝汽器中的凝结水进入除氧器，在其中继续被加热并除去溶解于水中的氧气，同时，需用计算机不断检测除氧器氧的含量，如果含量超标，需不断加热，尽量除尽除氧器中的氧，以防止氧对金属的腐蚀作用。在除氧器里脱过氧的凝结水进入给水箱中，成为锅炉的给水，送入锅炉的省煤器以便继续使用。发电机由汽轮机直接推动，所发出的交流电，一小部分由厂用配电设备进行分配，作为厂房照明及电源，其余大部电能经主变压器升高电压后送入电网。介绍完发电过程后，可归纳出发电厂热工控制自动过程主要包括几个内容：1、 自动检测：自动的检查和测量生产过程中进行情况的各种物理量、化学量，以及生产设备的工作状态参数，以监视生产过程中的情况。2、 顺序控制：根据预先拟定的程序和条件，自动的对设备进行一系列操作，如计算机辅助控制。3、 自动保护设置：在发生事故时，自动采取保护措施，以防止事故进一步扩大，并保护设备使之不受严重破坏，如其轮机的超速保护，锅炉的超压保护。4、 自动控制：除了对主机（锅炉-汽轮机发电机组）进行自动控制外，还有许多辅助设备也要进行自动控制，如除氧器、凝汽器、减温减压器、加热器、粉煤器等。由于采用的工艺设备不同，其控制方法也有所区别。现代分布计算机控制系统在火力发电自动控制中的实施过程分为四个： 1、 单元机组级：由单元机组协调控制器、操作员工作台、管理计算机、工程师导调台等组成，完成单元机组的协调控制和人机界面的通信。主要是对信息进行处理和对设备的调试、分类，然后送到相应的计算机进行显示。在工程师导调台上，工程师可以设置设备运行方式提供控制操纵，监视本控制器的工作状态维护应用软件和程序。2、系统控制级：依照电厂物理过程划分为燃料、燃烧系统、水-蒸气系统、汽轮机发电机系统。三个系统有三台控制其执行控制任务，并且连接到设备总线上。3、 机器群控制器：一个系统内部又可细分为若