自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用分析

自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用分析

时国强刘壮

（山东电力建设第三工程公司山东青岛266000）

摘要：在现阶段，火电厂热工自动化得到了社会人士的广泛关注，火电厂通过运用自动控制理论，为其工作带来了更多的安全和便利。就目前的情况来看，随着自动化技术和自动控制理论的不断成熟和广泛应用，火电厂热工自动化程度也越来越高，但是随之而来的是火电厂运行成本、设备运行稳定性、技术更新速度加快，火电厂在国内经济发展常态化的形势下需要重点加强自动控制理论的研究。基于此本文分析了自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用。

关键词：自动控制理论；火电厂热工自动化；应用

1、热工自动控制理论的发展和趋势

1.1、自动控制理论的发展

自动控制理论的发展有三个阶段，分别是经典控制理论、现代控制理论、智能控制理论。这三个阶段的控制理论出现的时间虽然有先后，但是并没有发生更新换代，不会出现一种理论取代另一种理论的情况，而是三者相辅相成、相互配合、共存发展。比如在过程控制中仍然广泛应用的经典PDI控制，在他的基础上结合智能控制理论，衍生出智能最优控制、智能P控制、智能辨识等方法。

1.2、自动控制理论在热工自动化的新发展

热工自动化是热电厂发展的必然趋势，不仅可以大大降低企业生产成本和能耗，还能带来更为直接的经济效益，热电企业都很看重热工自动化相关产品的选择和使用。热工自动化控制逻辑的优化和改进要形成系统性的技术优势，其改进就需要进行整体优化和综合比较，采用容错率较高的设计逻辑，从控制逻辑上对容易出现故障的设备进行优化完善，预先进行逻辑设置降低自动控制逻辑失效的概率。另外，热电厂的“数字化电厂”概念也日渐常熟，在传统自动化的基础上，通过管控一体化信息系统整合SIS和MIS数据，其主线为发电生产和设备管理，核心为资产管理，对人员、资金、材料等资源进行优化管理，形成整个企业从常规化管理到精细化管理的转型。

2、自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用

科学技术是第一生产力。由于新型技术不断推出并兴起，我国各个行业都在探究自动化发展模式，并在实践中获得了巨大成效。火电厂热工自动化是我国电力行业发展的必然趋势，通过自动化控制技术能够大大提高火电厂热工生产效率。其主要表现在：

2.1、自动化检测技术

自动化检测技术在火电厂热工生产中的作用非常明显。是指在火电厂运营过程中，通过采用自动化检测仪器对液位、温度、流量、成本等各项热力参数进行实时检测，从而降低人工投入量，如果在检测中出现参数较大波动即会发出警报。通过融入自动化检测技术，还能够分析热工参数和发电机组设备存在的问题，并给予定位，这样能够及时通报技术人员设备运行状态，实现及时发现问题、及时解决问题。

2.2、自动化控制技术

自动化控制技术能够自动调节机组运行状态，保障机组运行的稳定性与可靠性。通过合理的编程，智能终端会根据编程内容对机组运行参数进行控制，也可以通过终端控制系统定期开展相应的工作。

2.3、自动化报警系统

由于机组在运行过程中会受到多方因素印象，出现异常问题在所难免，为了能够提高机组运行的安全性与稳定性，自动报警系统能够在无人管理状态下，公国自动化检测设备对数据偏移问题进行警报，提醒技术人员对异常设备进行维护，避免造成安全事故。

2.4、自动化保护系统

自动化保护系统主要是为了保障设备机组在出现问题后最大程度上降低损失。一旦自动检测设备检测出机组运行参数超出额定范围或无法满足正常使用情况下，能够自动对机组进行自动化处理与控制，如果问题过于严重则会切断相应线路，让机组停止工作，避免事故进一步扩大。

2.5、压力技术

在对锅炉压力进行检测的过程中，通常情况下都是使用的AP论域来检验和计算锅炉内外的压力差。煤矿的燃烧情况是由锅炉的压力所决定的，压力差的合理，可以有效的促进煤矿燃烧率的提升。不过，锅炉只可以承受有限的压力，为了正常的运行锅炉，并出于对相关工作人员安全问题的考虑，需要在某个区域限定锅炉的压力，通过运用AP论域可以合理地检测并调整锅炉内的压力，以保证压力的合适，如果有危险压力的出现，就会有及时的警报。

3、自动控制理论在火电厂热工自动化优化策略

3.1、主蒸汽压力调节策略

火电厂发电机组的运行方式、燃料使用种类等方面都存在较大差异，可以将火电厂机组分为各种类型。目前在我国普遍采用的火电机组为：以燃煤为基础，带有汽包，并与中间储仓式制粉系统共同构成的单元机组。其主要是将锅炉、汽轮机、发电机全部对应，以纵向连接的方式构成一系列的生产系统整体，在不同的单元机组之间不存在横向的联系。工作流程如下：第一，煤粉经过加热之后，通过燃烧器，在锅炉内以混合的方式进行燃烧，其中的水分会从汽包向下流，其中会经过下降管，在这个过程中，其中的部分水分会形成蒸汽，部分水会形成最终的汽水混合物。第二，在汽水混合物形成之后便会流回至汽包中，再经过汽水互相分离，生成大量的蒸汽，最终进入到主蒸汽管道之中，内部会进行热交换。再由减温水将蒸汽的温度进行严格控制之后，随之进入到汽轮机的高低压缸中进行冲转做功，将热能转换为最终的机械能，带动发电机进行电力生产，成为电能之后会随之并入电网中。

对主蒸汽压力进行调节时，主要可采用两种方法：第一，将主蒸汽压力作为基础，将偏差作为主要的调节措施，将其中的煤量合理调节，主要优点为参数数据量小且可以方便、及时的整定。第二，将主蒸汽压力作为基础，以给定值作为调节措施，以双回路的形式对主蒸汽压力进行调节。在这种调节方法中，控制信号包含偏差等，具备反应速度快、抗干扰能力强等优点。而缺点是不能对内外回路进行方便的参数整定等。

3.2、主蒸汽温度控制措施

主蒸汽温度与主蒸汽压力一样，是火电厂在实际生产运营过程中的重要监测对象，无论主蒸汽温度过高还是过低，都会对发电机组的安全性以及经济性产生不良影响。如果主蒸汽的温度过高，会使过热器等设备由于高温而出现变形，最终被损坏。如果主蒸汽的温度过低，会降低火电厂的热效率，还会对汽轮机的叶片产生腐蚀。

根据主蒸汽温度的动态特性进行分析，可以利用以下两种控制措施。第一，将喷水减温器进行合理设置。第二，在烟道中安装相应的烟气挡板。对于第一种控制措施来说，其主要是将蒸汽的流量进行改变，从而对主蒸汽的温度进行严格控制。对于第二种控制措施来说，其主要是将烟道中的烟气热量进行改变，从而提升火电厂的生产效率。

总之，在人们的生活中，是缺少不了火电厂这样的生产场所，给人们的日常生活提供了电能和热能。在现阶段，火电厂热工自动化得到了社会人士的广泛关注，火电厂通过运用自动控制理论，为其工作带来了更多的安全和便利。将自动化应用到火电厂热工中，可以有效地促进其效率的提升，预期经济效益提供了有力的保障，与此同时，自动化控制理论在具体的实践中也得到了不断的发展，因此需要重点加强对其的研究。

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