自动控制理论在火电厂热工自动化中应用

自动控制理论在火电厂热工自动化中应用 【摘要】随着科学技术水平的不断提高，自动化技 术在我国电力事业中得到了广泛的应用，并且对电力事业的 发展起到了一定的促进作用。现阶段，我国对火力发电的研 究正在逐渐加深，并且进行了一定的技术改革，火电厂热工 自动化技术已经得到了很大的发展。随着高新技术的快速发 展，我国机组容量的不断加大，火电厂热工自动化技术得到 了一定的发展与完善。 【关键词】自动控制理论；火电厂；热工自动化；应用 现阶段，我国新建火电厂一般采用的都是自动化控制系 统，以往常规控制系统也逐渐转变为自动化控制系统。随着 自动化控制系统的快速推广，其性价比越来越可观，进而在 工业生产与生活中得到了普遍的应用。本文主要对火电厂热 工自动化现状进行分析，阐述自动化控制系统作用，介绍自 动控制理论在火电厂热工自动化中的实际应用。 1火电厂热工自动化现状 首先，在火电厂热工自动化领域中，主厂房基本上均使 用DCS控制系统，而辅助车间均使用PLC控制系统。其主要 原因就是，在早期的时候，DCS控制系统比较昂贵，并且人 们认为辅助车间的作业是可以间断的，不需要具备很强的可 靠性，要求模拟控制量也相对较少，为了可以有效降低生产 成本，一般均是使用PLC控制系统进行生产。而对于发电机、 汽机、锅炉等控制系统而言，均需要进行长时间的可靠运行, 要求具有较好的模拟控制量，进而从系统性能方面考虑，一 定要选择DCS控制系统维持运行。 其次，在锅炉燃烧过程中，一定要加强对AP论域的控 制，也就是两个运行周期的锅炉压力变化差论域。对燃烧周 期进行自动调整，可以对燃烧速度进行有效的控制。同时锅 炉技术性能与煤质均会影响控制效果。因为隶属的函数曲线 变化是互相交错重叠的，所以，在进行实际控制的时候，一 定要加强对锅炉运行情况分析，保证其具有较强的适应性。 最后，在测量锅炉汽包液位的时候，因为汽包液位系统 缺乏平衡能力的被控对象。当供水量出现变化的时候，因为 锅炉传递给汽包的热量是一致的，非常容易导致出现液体大 量汽化的情况，致使汽包液位测量结果不准确。其主要存在 两种情况一是，当供水量骤减或者出口蒸汽量增加的时候, 其测量结果就会相对偏大；二是，当供水量骤增或者出口蒸 汽量减少的时候，其测量结果就会相对减小，这也就产生了 “汽包虚假液位”的现象。通常，在设计锅炉汽包液位检测 回路的时候，经常忽略这一问题，导致影响了锅炉的正常运 行。 2自动化控制系统作用 首先，自动化控制系统主要就是在PLC控制系统与网络 的基础上，形成的一种自动化系统，尽管其可以继续向上扩 展一些管理信息系统，但是也无法充分发挥其作用。事实上, DCS控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式，其控制 器可以使用传统DCS控制器，也可以使用PLC控制器，或者 是其它类型的控制器。由此可以看出，PLC控制系统也是分 布式控制系统的一种架构模式。 其次，随着社会的不断发展与进步，出现了很多高级算 法模块，比如，NT6000模块，其是一种具有设备极的模块， 在一个模块上实现设备的控制与故障报警功能，并且在网络 通讯中，也可以实现模块的相互传递。一个设备极模块就好 比是0.5K梯形图编辑量，此时，要想让PLC控制系统也具 备此项功能，就要进行很多的复杂操作。在运行调试、下载 修改、远程诊断等方面，PLC控制系统无法进行有效的作业。 而DCS控制系统可以进行有效的处理，并且通过多年的经验 积累，其处理方案越来越完善。 最后，随着我国电力事业的快速发展，国家对节能降耗 工作越来越重视，火力发电行业也进行一定的调整。在发展 火力发电行业的时候，一定要加强火电电源的建设，不断优 化资源配置，合理布置电力输送，保证我国所有地区供电的 可靠性。并且在自动化控制技术方面投入了更多的研究力 量，无论是资金投入，还是人员投入，促进了自动化控制技 术的发展，进而在火力发电行业中得到了广泛的应用，促进 了火力发电行业的快速发展。 3自动化控制理论在火电厂热工自动化中的具体应用 3. 1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。 在进行导前信号选择的时候，有很多的方法，主要分为 两种一是，传统方法，其中，D表示主蒸汽流量信号； 表示锅炉蓄热系数；Pd表示气泡。二是，直接将燃煤量当成 是导前信号。 3.2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。 随着科学技术水平的不断提高，自动化技术的不断进 步，促进了热工自动化的全面发展。在生产过程中，利用新 技术、新材料、新设备、新原理生产一些新的传感器与变速 器等，使得控制系统与控制设备越来越先进，实现了热工生 产的全面自动化。同时，随着新控制理论与策略的不断提出， 在生产实践中得到了广泛的应用，并且促进了生产的可持续 发展。 3.3节能增效 随着社会经济的快速发展，能源与资源的消耗量越来越 大，因此，全世界对能源与资源的消耗问题予以了高度的重 视，尤其是在电力事业发展过程中。随着科学技术手段的不 断增加，智能化、透明化、无线化、网络化等概念的不断提 出，越来越重视自动化控制系统的开发与利用，并且对数据 通信、测量、保护、控制等方面的内容也越来越关注。在机 组运行过程中，应用了很多的新测量方法与理论，实现了其 运行与故障处理的自动化控制，促进了电力事业的可持续发 展。 4结束语 总而言之，在火电厂生产经营管理过程中，加强热工自 动化产品的应用，不仅可以增强火电厂生产的安全系数，防 止发生一些故障与事故，还可以在一定程度上，增加火电厂 生产的经济效益与社会效益。在火电厂热工自动化中应用自 动控制理论，可以促进火电厂生产自动化水平的不断提高， 达到预期的生产目标，进而实现电力事业的健康、快速发展。 参考文献 [1] 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. [2] 任桂滨.自动控制理