针对自动控制理论在火电厂热工自动化中的运用

针对自动控制理论在火电厂热工自动化中的运用

任春宇

任春宇

辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司辽宁123000

摘要：伴随我国社会和经济的飞速进步，科学技术水平也不断提高，在火电厂热动自动化方面应用的技术也愈加进步。自动控制理论在火电厂热工自动化中是非常重要的，而且其也是火电厂自动化工作中的必需条件，因此，自动控制理论收到社会各界的广泛关注。科学合理的在火电厂热工自动化中运用自动控制理论能够提升火电厂的生产效率，提高发电机组的总体容量，而且还能够使火电厂中的自动化水平有所提高。本篇文章主要针对自动控制理论在火电厂热工自动化中的运用进行分析和研究，并在下文中进行具体叙述。

关键词：自动控制理论；火电厂；热工自动化；运用

引言：因为我国的科学技术水平正在以一个非常快的速度发展进步，进而提高了火电厂中运用的自动化技术水平，目前已经建成并投入运行的火电厂中运用自动化系统的非常多，而且随着时代的发展要求和需求，自动化控制系统的总体性能也会有所提升，而且使用和维护的成本也在逐渐减少，因此，自动控制理论在火电厂热工自动化中的运用是必不可少的。在火电厂热工自动化中良好的运用自动控制理论能够提高火电厂的生产效率，并提高火电厂的自动化水平，节约资源能源，节省人力物力的投入，进而在真正意义上促进火电厂的发展建设以及提高我国社会和经济的进步。

一、自动控制研究

自动控制是指一种利用自动控制装置或自动化仪表自动实现工业生产或设备运行过程性能指标或预期状态最佳的技术手段。自动控制技术的应用对解放人的脑力与体力劳动及提高企业经济效益、劳动生产率、产品质量及生产安全意义重大。自动控制主要由自动控制装置及自动控制理论组成，其中自动控制理论对自动控制装置的实现起指导性作用。自动控制理论可简单划分成经典控制理论及现代控制理论，其中现代控制理论主要采用时域法、状态空间方法（数学工具）及系统数学模型，对系统状态的运行规律进行研究，同时根据性能指标的最优目标进行控制器设计，由此实现运动规律的改变。现代控制理论大致包括线性控制理论、最优控制与最优估计、动态系统辨识、自适应控制等。

二、火电厂热动自动化的当前状况

第一，在火电厂热工自动化中，主厂房的控制系统基本上都是使用DCS。仅在辅助车间中使用PLC作为控制系统。这样选择的主要原因是因为在DCS系统在早期时是极其昂贵的。为了节约成本，仅在锅炉、汽机和发电机等要求必须要

长期可靠地能够稳定运行的且要求信号模拟量要达到相当比例的控制系统时，才选择使用价格昂贵的DCS。而对于运行可间断，可靠性要求不高、模拟量控制要求少的辅助车间就选用价格便宜的PLC。

第二，使用AP论域来对两个运行周期锅炉压力变化差的论域进行描述。由于自动调整燃烧周期会使得负荷大幅变化从而加快了控制燃烧的响应速度，但是不同的煤质或炉况也会产生不同的调节效果。在火电厂热工自动化运行中，因为相互交错并重叠的隶属度函数的曲线，使得在使用模糊控制算法时，会由于参数变化的适应性而产生较强的鲁棒性。

第三，在对锅炉汽包液位进行测量时，由于汽包液位系统没有自平衡能力，只是一个被控对象。一旦供水流量突然降低或者出口的蒸汽流量突然增大时，由于短暂的时间里，锅炉的无法立刻反应，当发生变化时，锅炉传递给汽包的热量保持原来的值不发生改变，从而导致锅炉内液体被大量汽化，并会使得汽包液位测量的结果过大；当情况相反时，就会导致汽包液位测量太小，产生“汽包虚假液位”。

三、自动化控制系统的作用

（一）扩展管理信息系统

自动化控制系统是通过先进的计算机原理以及辅助配置对不同设备进行监控的自动化系统，它可以有效的扩展更加先进的管理信息系统。DCS作为一种架构模式，采用的是分布式控制系统，相对来说，它的控制器可以有两种选择，既可以使用PCL控制器，也可以使用DSC控制器。与此同时，PLC控制系统的架构模式也可以采用分布式的控制系统。

（二）累积大量的高级算法模块

在自动化技术发展过程中，自动化控制系统累积了众多的高级算数模块。就比如NT6000所含的设备级模块，在其中一个模块中，就可以达成控制管理以及障碍报修的工作，通过以这个模块为单位，运用计算机技术传递信息能使软件开发的质量和效率得到质的飞跃。通常来说，一个设备级的计算模块就等同于0.5K的梯形图的逻辑量，要想PCL控制器达成这要的工作，所要经历的程序过程就要复杂的多。PCL存在一些缺乏解决的问题，比如运行调试、下载修改等。

（三）有效的节能降耗

通过自动化系统的应用，能有效的减少能源的消耗，降低废气的排放。通过国家政府对电力工业结构的不断优化调整，自动化控制系统会得到广泛的应用，传统的活力发电厂势必也会进行一系列的自动化技术改革，使本身电厂的能源得到合理的运用，促进电力厂科学稳定的发展。

四、自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用

（一）自动控制理论在火电厂设备中的应用

火电热工自动化技术作为一种综合新兴技术，通过采用自动控制理论、热能工程技术、网络技术、信息技术、先进仪表仪器来展开对火电厂相关热力参数的分析和控制，从而达到对火电厂整个生产过程的掌控和管理。通过自动化控制提高优化火电厂设备的工作质量和效率，减少人力资源的成本，降低能源的损耗，保证火电厂在生产电力过程中不出现安全事故，促进火电厂稳定安全的持续发展，自动化技术的应用主要是为了达成对火电厂汽机和锅炉等相关设备的自动控制，从而使各种设备能随时自动反映情况，对于各种突发状况能随机应变，将存在的问题良好处理。

（二）主蒸汽压力调节

主蒸汽压力指的就是可以保证火电机组能够安全运行的重要监测参数，同时也是调节机组负荷与平衡锅炉汽机能量的重要指标。在调节主蒸汽压力的时候，主要就是利用锅炉燃烧调节系统进行调节。锅炉燃烧调节系统主要包括：引风调节、燃料调节、送风调节。调节主蒸汽压力的策略就是基于能量平衡调节策略、基于给定值偏差和主蒸汽压力调节策略。本文主要对后者进行分析。此调节策略主要包括两种：单回路调节、双回路调节。单回路调节指的就是在给定值偏差和主蒸汽压力之间的调节，其控制信号就是燃煤量的调节偏差，具有一定的克服扰动能力差等不足，并且具有参数少、整定简单等优势；双回路调节指的就是在单回路调节的基础上，增加对燃煤量的导前信号控制，在此调节过程中，无法有效整定内外回路的参数，并且控制系统操作也比较麻烦，不过其也具有控制速度快、超调小等优势。

（三）热工自动化技术

热工自动化技术主要就是利用控制理论、智能仪表、信息技术、计算机技术、热能技术等相关技术，对热力学参数展开一定的控制与检测，进而实现对生产过程对控制、检测、调节、整理、优化，进而达到安全生产，实现生产产量的提高，降低消耗的一种高新技术。其主要就是实现锅炉、汽机、辅助设备运行的自动化，保证机组自动化运行的高效性、可靠性、安全性，并且确保生产运行的经济效益与社会效益。

结语：结合上文所述，我们能够知道，通过把自动化控制理论运用在火电厂热工自动化中能合理的加强火电厂的工作质量及效率，使火电厂的稳定安全运行得到良好的保障，杜绝了火电厂锅炉以及汽机发生停止的现象，造成无法挽回的经济损失。热工自动化技术不仅能提高火电厂的生产效率，还能有效的减少环境污染，降低能源消耗和废气排放，为国家的能源节省作出了贡献，受到了国家的高度关注，未来自动化技术有着美好的发展前景。

参考文献：

[1]汤旻安，李克奎.基于MAS的火电厂生产过程智能控制模型研究［J］.甘肃科技，2011（22）：147-148.

[2]杨春笋.荆门热电厂三期2×600MW机组热工检测设备安装使用情况分析［A］.湖北省电机工程学会火电厂热工自动化专业委员会2011年热工自动化研讨会论文集［C］.2011.

[3]姜宏伟.火电厂热工自动化仪表的原理及故障分析［J］.城市建设理论研究（电子版），2013（15）：169-170.

[4]李子连，饶纪杭.对火电厂老机组热工自动化技术改造的建议[J].中国电力，2012（09）：111-113.

[5]曾友和.构建火电厂热工自动化安全系统的分析与探讨［J］.投资与创业，2012（18）：102-103.