火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是一個能源轉化的工廠。它把煤、石油、天然氣等一次能源－化學能，轉化成通用性廣、效率高的二次能源－電能。產(chǎn)品(電能)無法儲存，發(fā)電、供電和用電同時完成，而且要求速度快、質量高。按其功用可分為兩類，即凝汽式電廠和熱電廠。前者僅向用戶供應電能，而熱電廠除供給用戶電量外，還向熱用戶供應蒸汽和熱水，即所謂的“熱電聯(lián)合生產(chǎn)”。
一、火電廠系統(tǒng)構成
從功能劃分有：燃料供給系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、輔助處理設備。從設備劃分有：主機—鍋爐、汽輪機、發(fā)電機；輔機—輸煤、水處理、灰渣。鍋爐的任務是生產(chǎn)蒸汽，即把煤、油等燃料的化學能轉化成具有一定壓力和溫度的蒸汽的熱能；汽輪機把蒸汽的熱能轉化成機械能；而發(fā)電機則把機械能轉化成電廠的最終產(chǎn)品－電能。
1.1 火力發(fā)電原理
火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能來加熱，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動發(fā)電機來發(fā)電的方式的總稱?；鹆Πl(fā)電根據(jù)使用的燃料不同，可分為石油火力發(fā)電、煤炭火力發(fā)電和液化天然氣火力發(fā)電等種類。
大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉。用輸煤皮帶從煤場運至煤斗中送至磨煤機內磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)排粉風機送入鍋爐的爐膛內燃燒。煤粉燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動，放出熱量，最后進入除塵器，將燃燒后的煤灰分離出來。潔凈的煙氣在引風機的作用下通過煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風機送入裝設在尾部煙道上的空氣預熱器內，利用熱煙氣加熱空氣。這樣，一方面除使進入鍋爐的空氣溫度提高，易于煤粉的著火和燃燒外，另一方面也可以降低排煙溫度，提高熱能的利用率。從空氣預熱器排出的熱空氣分為兩股：一股去磨煤機干燥和輸送煤粉，另一股直接送入爐膛助燃。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內，與從除塵器分離出的細灰一起用水沖至灰漿泵房內，再由灰漿泵送至灰場。
在除氧器水箱內的水經(jīng)過給水泵升壓后通過高壓加熱器送入省煤器。在省煤器內，水受到熱煙氣的加熱，然后進入鍋爐頂部的汽包內。為使蒸汽在凝汽器內凝結成水，還必須不斷用循環(huán)水泵將冷卻水送入凝汽器中的冷凝管內進行熱交換，這就又形成一個冷卻水系統(tǒng)。冷卻水或直接來自江、河、湖泊并排放入江、河、湖泊，或在冷卻塔式噴水池中與大氣進行熱交換以重復使用。在鍋爐爐膛四周密布著水管，稱為水冷壁。水冷壁水管的上下兩端均通過聯(lián)箱與汽包連通，汽包內的水經(jīng)由水冷壁不斷循環(huán)，吸收著煤愛燃燒過程中放出的熱量。部分水在冷壁中被加熱沸騰后汽化成水蒸汽，這些飽和蒸汽由汽包上部流出進入過熱器中。飽和蒸汽在過熱器中繼續(xù)吸熱，成為過熱蒸汽。過熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢能。具有熱勢能的過熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機后，便將熱勢能轉變成動能。高速流動的蒸汽推動汽輪機轉子轉動，形成機械能。
汽輪機的轉子與發(fā)電機的轉子通過連軸器聯(lián)在一起。當汽輪機轉子轉動時便帶動發(fā)電機轉子轉動。在發(fā)電機轉子的另一端帶著一太小直流發(fā)電機，叫勵磁機。勵磁機發(fā)出的直流電送至發(fā)電機的轉子線圈中，使轉子成為電磁鐵，周圍產(chǎn)生磁場。當發(fā)電機轉子旋轉時，磁場也是旋轉的，發(fā)電機定子內的導線就會切割磁力線感應產(chǎn)生電流。這樣，發(fā)電機便把汽輪機的機械能轉變?yōu)殡娔?。電能?jīng)變壓器將電壓升壓后，由輸電線送至電用戶。釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機下部的排汽口排出，稱為乏汽。乏汽在凝汽器內被循環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，從新凝結成水，此水成為凝結水。凝結水由凝結水泵送入低壓加熱器并最終回到除氧器內，完成一個循環(huán)。在循環(huán)過程中難免有汽水的泄露，即汽水損失，因此要適量地向循環(huán)系統(tǒng)內補給一些水，以保證循環(huán)的正常進行。高、底壓加熱器是為提高循環(huán)的熱效率所采用的裝置，除氧器是為了除去水含的氧氣以減少對設備及管道的腐蝕。
二、火電廠中的網(wǎng)絡系統(tǒng)
2.1 網(wǎng)絡系統(tǒng)構成
2.11 廠級信息系統(tǒng)（MIS）
MIS（ManagementInformation System）系統(tǒng)即廠級管理信息系統(tǒng)，主要為全廠經(jīng)營管理提供信息服務。其主要功能有辦公自動化、文件服務、信息發(fā)布、財務管理、物資管理、設備管理ERP 、等，主要特點是信息流量大，對信息的實時性要求不高，對網(wǎng)絡設備的可靠性以及網(wǎng)絡系統(tǒng)的可用性要求不高。網(wǎng)絡結構多為星型或樹型，一般無冗余要求，網(wǎng)絡設備一般選用商用級設備，信息中心采用核心交換設備，另配專用路由器以及防火墻連接到廣域網(wǎng)，下層節(jié)點采用桌面式交換設備。一般有專用設備間放置交換設備。MIS 系統(tǒng)在火電廠的歸口管理單位是廠信息中心。信息中心負責對MIS 系統(tǒng)的規(guī)劃、實施、運行維護。
2.12 實時信息系統(tǒng)（SIS）
SIS（Supervisor Information System）系統(tǒng)即廠級實時信息系統(tǒng)。SIS 系統(tǒng)的主要功能是將生產(chǎn)過程中的實時信息進行整理和加工，實現(xiàn)生產(chǎn)實時信息和管理信息的共享，為發(fā)電廠的生產(chǎn)經(jīng)營決策提供依據(jù)，提高發(fā)電廠的綜合經(jīng)濟效益。主要實現(xiàn)發(fā)電廠的生產(chǎn)過程實時監(jiān)控、機組性能機經(jīng)濟指標分析、機組優(yōu)化運行能功能。SIS 系統(tǒng)的實現(xiàn)主要是通過網(wǎng)絡、實時數(shù)據(jù)庫等技術將生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)加以收集和整理，主要收集的信息有：主機系統(tǒng)的生產(chǎn)運行信息（從DCS 系統(tǒng)收集）、輔機系統(tǒng)的實時信息（主要從輔控系統(tǒng)收集）、其它系統(tǒng)的信息。
2.13 分布式控制系統(tǒng)（DCS）
DCS（DistributedControl System）系統(tǒng)即分散控制系統(tǒng)。隨著中國電力的發(fā)展，電力企業(yè)對自動化程度要求越來越高?？刂葡到y(tǒng)可以對整個生產(chǎn)過程進行控制和自動調節(jié)，根據(jù)不同情況協(xié)調各設備的工作狀況，使整個電廠的自動化水平達到了新的高度。
Ⅰ.系統(tǒng)需求
DCS系統(tǒng)主要功能是對發(fā)電廠的主機設備（鍋爐設備、汽輪機設備、發(fā)電機設備）的運行情況進行實時監(jiān)測和控制。要求網(wǎng)絡設備具有良好的電磁兼容特性、抗震動沖擊，組成實時、穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
Ⅱ.系統(tǒng)組成
一般包括的功能有：DEH（汽輪機電液控制系統(tǒng)）、DAS（數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）、MEH（給水泵
控制系統(tǒng)）、S C S（順序控制系統(tǒng)）、B M S（鍋爐燃燒器管理系統(tǒng)）、M C S（模擬量控制系統(tǒng)）、FSSS（爐膛燃燒安全監(jiān)控系統(tǒng)）等。
Ⅲ.解決方案
N-TRON系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機，具有寬溫適應范圍，電磁兼容符合工業(yè)標準要求，高強度的抗沖擊、抗震動和抗干擾能力，以及冗余電源輸入和高達200萬小時的MTBF，能夠穩(wěn)定地運行在嚴苛的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。N-TRON獨有的N-Ring組環(huán)技術，只需1臺高級管理型交換機，配合N-TRON非管理/管理型交換機，即可創(chuàng)建30ms的快速自愈換，從而極大的加強了環(huán)網(wǎng)冗余的性能。選用9000系列千兆全管理交換機，組成千兆主干雙環(huán)光纖網(wǎng)絡，或作為雙路星型網(wǎng)絡的核心交換機；選配其他300、500、700、7000系列交換機應用于各個子系統(tǒng)進行監(jiān)控。另外，N-TRON先進的N-ViewOPC管理軟件，兼容于主流組態(tài)軟件，方便對交換機和端口狀況進行監(jiān)控。N-TRON提供了豐富的冗余組網(wǎng)方式，為DCS系統(tǒng)提供了高可靠、高性能的通信保障，為用戶帶來了顯著的經(jīng)濟效益，為保證電廠安全可靠運行，實現(xiàn)減人增效發(fā)揮重要作用。
2.15 其他系統(tǒng)
根據(jù)各廠情況，一般這些系統(tǒng)還沒有接入輔控網(wǎng)絡，這些系統(tǒng)包括：脫硫系統(tǒng)：由于國家對環(huán)保的重視，估計未來的火電廠必須要求上脫硫系統(tǒng)。脫硫系統(tǒng)投資巨大，多采用DCS進行控制。
工業(yè)電視系統(tǒng)：對生產(chǎn)現(xiàn)場的一些重要位置進行監(jiān)視。
空調系統(tǒng)：空調系統(tǒng)主要對分布于廠房內的空調進行集中控制。
風機系統(tǒng)：風機系統(tǒng)主要對廠房內的引風機、送風機進行控制，目前應用不太多。
工業(yè)以太網(wǎng)在火力發(fā)電廠中的應用，主要體現(xiàn)在DCS 系統(tǒng)和輔助車間的控制系統(tǒng)中，它大大提高了全廠的自動化生產(chǎn)水平，為電廠的減員增效及降低成本起到了很好的作用。同時，為電廠的輔控車間最后取消運行生產(chǎn)人員，達到無人值守提供了可能。應用N-TRON 系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機能夠輕松組建穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡系統(tǒng)。隨著控制水平的不斷發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)的應用范圍會越來越大，發(fā)展前途也會越來越廣闊。
