从蒸汽机到火力发电站

    瓦特发明了世界上的第一台蒸汽机后，人类开始认识到了蒸汽的神奇力量，将蒸汽机应用到了各行各业。当第一台发电机发明之后，二者被结合在一起，就出现了火力发电厂。时至今日，虽然新的发电方式不断涌现，但当今生产的电能大部分还是火力发电厂提供的。

火电厂

    火力发电厂是将燃料（煤、油、天然气等）的化学能变成电能的工厂。原煤经过皮带运输到原煤仓，经煤粉制备系统加工成煤粉，煤粉通过燃烧器送到锅炉的炉膛中燃烧，放出热能。在锅炉的水冷壁管中的水，吸收炉膛中的热量后，变成饱和蒸汽。饱和蒸汽同水形成的汽水混合物在汽包中分离。饱和蒸汽流经过热器时，进一步吸收烟气中的热量变成过热蒸汽，并通过蒸汽管道送到汽轮机中。过热蒸汽在汽轮机的喷管中，将热能变成动能，形成高速汽流。高速汽流冲动叶轮，带动汽轮机高速转动，动能就转变为机械能。汽轮机带动发电机旋转而发出电来，机械能就转变为电能。电能通过变压器、开关、线路送到电力系统及用户。

火电厂中的汽轮机组

    火电厂的生产过程特点 

    由火电厂生产过程可以看到，要不断地将热能转变为机械能，就必须周而复始地完成上述蒸汽动力装置的循环，不断地将热能转变为电能。要保证热能转变为电能，必须不断地供给燃料、空气和循环的工质―水。

　　电能的特点是不能储存。电能的生产是按用户的需要随时生产，随时消耗掉的，因此火电厂的生产过程必须是连续的。因此，火电厂的生产过程具有以下显著特点：

    ●　生产过程连续性强，要求能够提供充足的电力；

    ●　生产过程负荷（干扰）变化幅度大而频繁，生产的安全、可靠和经济性要求高，以便提供可靠的、合格的、廉价的电力。

    ●　要达到上述目的。生产过程的自动化程度必须要高，即要求紧密结合对象的特性来设计自动化系统。如根据电厂设备复杂程度、工艺系统有机联系情况，可采用程序控制以及在连续控制系统之上叠加安全保护、协调控制等。

    火电厂自动化的范围是极其广泛的，它包括了主机、辅助设备、公用系统的自动化。而其中重要的是锅炉、汽轮发电机组运行的自动化。大致可分为四个基本内容：

    ●　自动检测 自动检测是对生产过程及设备的参数、信号自动进行转换、加工处理、显示并记录下来。它相当于人和自动化装置的“眼睛”。火电厂需要检测的信号有温度、压力、流量、液位、电压、电流、转数、周期、振动、气体成分、汽水品质等。

    ●　自动调节 自动调节，一般是指正常运行时，操作的自动化，即在一定范围内，自动地适应外界负荷变化或其他条件变化，使生产过程正常进行。火电厂的自动调节，主要有锅炉水位调节、汽温调节、燃烧调节、辅助设备调节等。将程序控制技术、逻辑功能和保护同自动调节结合起来，可以实现全程调节。即在机组启动、停止及正常运行的全过程中，实现自动调节，如水位全程调节。

    ●　远方控制及程序控制 远方控制是通过开关或按钮，对生产过程中重要的调节机构和截止机构实现远距离控制。程序控制主要是指机组（或局部系统、设备）在启动、停止、增减负荷、事故处理时的一系列操作的自动化。

    ●　自动保护 自动保护，是利用自动化装置，对机组（或系统、设备）状态、参数和自动调节进行监视，当发生异常时，送出报警信号或切除某些系统和设备，避免发生事故，保证生命和设备的安全。火电厂的自动保护对象主要有锅炉、汽轮发电机本身、辅助设备、局部工艺系统以及自动调节系统等。

火电厂主控室

　　上述四个自动化方面是相互独立而又相互配合的，都是由先进的计算机系统来实现和完成的。

　　火力发电厂由于煤和石油的耗尽，终有一天它会走向消亡，但相当长时间内它仍将存在，并发挥重要作用，其自动化程度也会随技术的发展不断提高。