电厂热工自动化中的智能控制应用分析

电厂热工自动化中的智能控制应用分析

徐琨

浙江华业电力工程股份有限公司  315800

摘要：电厂热工自动控制系统中包括多个控制回路，共同完成机组的转速、温度、流量和水位的控制。传统的控制器算法无法改变，难以满足现代电厂热工自动化控制的需求。本文从电厂热工自动化的实际需求出发，从参数检测和智能控制的角度，分析了智能控制在电厂热工自动化中的具体应用。希望本文关于电厂热工自动化中智能控制应用的研究能为相关人员提供参考。

关键词：电厂；热工自动化；智能控制

引言：面对环境污染、能源短缺等问题，电厂、煤矿等需要实现智能化升级，通过智能调控的方式满足用户需求。智能控制系统是智能能源建设规划的重要基础，智能控制利用多种智能算法，在智能传感器的基础上，实现了环境诊断等多种功能，满足了电厂热工自动化发展基础的后续要求。

一、智能控制的概述

智能控制是将具体固定的数学模式的控制算法，转变为模糊计算、神经网络计算、专家系统等智能算法，实现对复杂系统、非线性系统的智能控制。智能控制系统一般包括硬件及网络结构，以智能控制器为载体，系统化的封装模糊控制、史密斯预估控制、状态观测等算法模块，实现对磨煤机、水泵等核心子系统的高度自动化控制，有效提高机组运行的稳定性、经济性与高效性。

二、智能控制在电厂热工自动化中的应用

(一)检测功能

各项数据的在线检测功能。智能控制能够完成对煤质、炉内工况、煤粉流、设备冲击与油液的在线监测。采用红外线频法能够检测煤质的成分，确定其水分、含硫量、固碳数等参数，了解煤质信息，对燃烧进行优化调整。采用超声波法、电容法等技术检测煤粉流的流速和质量浓度；采用光学辐射法等监测炉内工况，获得炉内的温度剖面图，为锅炉一、二次风调整提供依据。采用微波法、可调节半导体激光吸收光谱法等在线检验锅炉烟气，为精细化区分喷氨脱硝提供依据。采用高集成的振动探头检测设备的振动情况，获取设备的运行状态，为设备的维护提供依据。油液指标检测传感器获取设备润滑油的各项参数指标，通过润滑油的水分、磨粒浓度等参数，了解设备的磨损情况和润滑油的液化情况，确保工作人员能够对设备能够及时作出维护。

关键参数的软测量功能。智能控制系统能够对锅炉蓄热系数进行在线软检测，通过锅炉蓄热系数的测量模型，计算锅炉蓄热系数，为锅炉蓄能的补充提供数据支持。在煤质低位发热量的测量上，智能控制系统通过建立的煤质低位发热量测量模型，对煤质的热质进行在线计算，协助没制热制的矫正，提高控制系统对该煤质的适应性。原煤水分软测量通过建立的能量平衡方程，对原煤水分进行在线测量，协助一次风煤比的修正。炉内结交程度的软测量能够为吹灰优化提供协助，蒸汽流量的软测量能够获取输出的蒸汽压力与温度等各项数值，实现对机组性能的分析。

(二)智能控制

磨煤机自动启停控制。智能控制系统在原有的自动化控制基础上，融入预测控制、专家控制等控制算法，优化控制方案，提高磨煤机的自启停效率，降低平均磨停时间，确保了磨煤机的安全性和关键参数的压线运行，减少了中期压力和温度的浮动，有效提升了磨暖过程的经济性和稳定性。

水泵自动并退控制。智能控制系统融入先进的控制算法，优化了水泵自动并退的控制方案，减少了水泵并退过程中泵出口压力与流量的参数波动，减少了机组运行参数的波动幅度，有效解决了抢水失速问题的出现。

协调系统智能控制。智能控制系统融入跟踪微分、模糊控制等优化控制方案，实现了对风水煤的自适应协调优化控制，机组负荷的响应时间有效降低，能够克服煤质变化、工况变化对系统协调性造成的影响，将中间温度点波动幅度控制在较小的范围内。

汽温系统智能控制。在先进算法的支持下，智能控制系统实现了自适应的汽温优化控制方案的设计，完成对汽温系统的闭环优化，有效降低了主蒸汽温度和再热蒸汽温度的动态偏差，实现对再循环风机、烟气挡板的优先调节，减少减温喷水量，有效提升机组运行的稳定性和经济性。

脱硝系统智能控制。在原有的控制策略的基础上，增加先进控制算法的应用，能够实现脱硝过程的闭环优化控制，完成对炉内低氮燃烧的优化调整，有效降低喷氨量，实现精细化脱硝，减少氨逃逸，有效降低空预器堵塞事故的发生概率，减少吹灰过程、和工况变动对脱硝系统稳定性带来的干扰。

脱硫系统智能控制。智能控制系统通过史密斯预估控制、模糊控制等先进控制算法，实现对脱硫过程的闭环优化控制，有效减少了吸收塔出口浓度的控制偏差，降低了烟气负荷和浆液Ph值对脱硫控制系统带来的扰动，实现对循环浆液的连续调节，有效降低石灰石的耗量。

凝结水节流控制。考虑凝结水流量、凝结水泵出口压力等边界参数，在原有的自动化控制的基础上，设计了凝结水节流辅助变负荷控制模式，有效减少了锅炉的过燃调节和节流损失，提升了机组的经济性能，保障了凝结水系统的经济性与安全性。

高压加热器给水旁路节流控制。智能控制系统加入高压加热器给水旁路节流辅助变负荷模式，将给水温降经济性损耗、给水系统的安全性等因素考虑在内，有效减少了锅炉的过燃调节和调节法的节流损失，提升机组原有的平均变负荷速率，有效降低了旁路系统的设备损耗。

供热抽气流控制。智能控制系统在保障原有的压力和温度控制的基础上，增加了供热抽气节流快速变负荷模式，提高了机组平均变负荷速率，保障了机组和热网的安全性，提升了终端热用户的用户体验。

连续参数定制优化。智能控制系统能够对锅炉燃烧、滑压曲线、吹灰、冷端及长期负荷进行优化，采用人工神经网络，建立锅炉燃烧的优化控制系统，实现对燃烧的闭环自动优化控制，同时保障了锅炉的安全性和污染物排放环保性。智能控制系统利用滑压曲线优化模型，实现了对主蒸汽压力值的在线优化，有效减少了节流损失，提升了机组运行的经济性和响应能力。

三、结束语

智能控制系统能够实现热工数据的广泛采集和在线分析，是我国现阶段智能能源的建设要求。电厂热工自动化系统具有设备庞大、非线性、强耦合等特点，传统的控制系统难以满足复杂的现代热工自动化的需求。本文对智能控制的基本概念及智能控制在电厂热工自动化中的具体应用进行了研究。

参考文献：

[1]刘玭骏. 智能控制及其在火电厂热工自动化的应用分析[J]. 中外交流, 2021, 028(003):493-494.

[2]楚孔迅. 以智能控制为基础的电厂热工自动化研究[J]. 内蒙古煤炭经济, 2021(14):2.