火电厂热工自动化中自动控制理论的实际应用

陈祥庚

摘要：火力发电是我国当前最主要的发电方式之一，因此优化火电厂的发电方式、提高发电效率、降低运营成本都需要自动化控制技术作为支撑，然而许多火电厂还使用着传统的数据采集方式和检测设备，这些数据测量方式都存在着很多误差，影响着火电厂对数据进行分析处理。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对火电厂热工自动化中自动控制理论的实际应用提出了一些建议，仅供参考。

关键词：火电厂热工自动化;自动控制理论;实际应用

引言

热工自动化技术的应用在降低成本，增加收入，提高企业竞争力，甚至促进健康有效的经济发展方面发挥着重要作用。为了实现更加安全、高效、清洁、低碳、灵活的生产目标。我国需要继续在智能发电科研领域开拓创新，加深产学研深度合作，大力推进。

1、热工自动化控制系统的组成

（1）DCS系统。DCS系统可以对电厂锅炉，发电机组等设备进行实时的控制和检测，如果遇见异常还会进行自动报警，这样能够有利于危险情况的及时发觉和处理，真正使得电厂的运行实现自动化控制。（2）SIS系统。SIS系统完成生产过程的监控，性能计算和分析、生产调度、生产优化等业务过程，为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据和科学、准确的经济性指标。通过真实运行数据的分析和比较，方便提出科学、合理的决策方案，使电厂管理层的经营决策更具科学性。SIS系统实现了电厂的管控一体化，是实现电厂整体效益的提高、信息技术的提升和稳定、经济运行的基础。（3）MIS系统。MIS系统是一个由人、计算机及其他外围设备组成的能进行信息的收集、传递、存贮、维护和使用的网络管理系统，主要用于管理需要的记录，并对记录数据进行相关处理，将处理信息及时反映给电厂管理者。如下图所示：

2、火电厂热工自动化研究的现状

当前我国最新建设的火电厂中，已经开始普及自动化控制设备，而传统的火电厂使用的控制系统也在进行自动化改进。随着人们开始重视火电厂自动化控制系统建设，当前自动化控制理论不断的被人们广泛的应用到火电厂工作的各个方面，自动化控制系统的功能不断被完善，成本也在日益下降。而对于火电厂的热工自动化控制方面通常会使用DCS系统，但是DCS系统的造价较高，所以通常会在辅助车间使用PLC系统，而PLC系统可以在运行过程中停止，因此在火电厂中人们会选择DCS系统对锅炉以及发电设备等稳定程度要求较高的部分进行控制，而在辅助车间中使用PLC控制系统。而在控制火电厂的运行参数上主要通过模糊控制理论，进而产生锅炉压力理论，这一论域当中出现了两个锅炉在不同周期上运转时形成的压力变化。在锅炉燃烧周期上会自行调整，但会增加负荷进而影响到锅炉燃烧的控制响应能力。然而在不同火电厂中，由于煤炭质量和锅炉状态存在差异，因此锅炉的燃烧控制的自动化调整也会有所不同。因此当让控制数据的数学模型出现重叠的状态下，需要使用模糊控制法对各项参数进行适应性调整。

3、火电厂热工自动化控制的实际应用

3.1信息控制系统

火电厂的自动化控制过程就是通过计算机设备以及其他辅助技术对发电设备进行全面稳定的控制，也就是建设自动化信息控制系统。其中DCS系统就是较为常用的自动化控制系统，这一系统主要是采用分散式控制，拥有较高的数据控制功能，但是DCS系统的成本造价过于高昂，很难做到在火电厂全面应用DCS系统，因此会在一些对控制系统稳定性要求不高的位置设置PCL系统作为辅助，实现对火电厂发电信息的全面控制，在降低成本的同时能够有效增加自动化控制系统的覆盖范围

3.2自动检测控制技术

过去几年，自动化和智能技术的迅速发展使您能够从所有行业中受益。火力发电厂的生产也是如此，过去，设备的设备参数只能通过多次尝试来调整，不能保证设备最可靠的参数，单位操作也不能记录和分析参数。随着自动技术的发展，仪器检测的智能也进入了企业。仪表检测是指在火电机组单元工作中自动检测生产过程和设备的各种参数，分析记录的数据以获得未来的发展趋势，从而为后续自动操作以及设备过程调整提供基础。

3.3灰尘含碳量测量

在以往的灰碳含量测量工作中通常会选择反射法、燃烧失重法以及微波吸收法等方法进行测量，然而这些方法都存在着一定的缺点。反射法以及微波吸收法的测量成本较高，燃烧失重法的测量及时性不高。此外，灰尘的碳含量还会受到锅炉质量以及燃煤质量等数据的影响，因此这些传统的测量方法不能获得准确的灰尘碳含量数据。在软测量技术中重要对风压、鼓风量、水分含量、灰尘含量、烟气含氧量等数据进行测量，通過非线性的人工神经网络测量方法进行分析。一些火电厂为了能够获得准确度较高的数据也会选择使用偏最小二乘法以及支持向量机法相结合的方式进行测量。

3.4重要参数测量

智能仪表、智能设备的出现，三维可视化技术的发展和大数据分析技术的应用为电厂生产过程的智能化监视、故障在线诊断和实时数据的智慧化分析提供了技术支持。（1）先进在线测量技术应用。烟气成分在线测量系统。将SCR入口和出口CEMS系统中的CO、NOx浓度、O2含量等参数的实时测量数据送到优化控制器系统，为智能控制提供可靠测量参数。（2）重要参数软测量。测量计算结果应用到相关控制回路中，可降低机组煤耗，提高运行效率。（3）锅炉CT。锅炉CT技术根据声学测温原理，对炉膛温度进行非接触式测量，实现炉膛温度场的可视化和在线检测，声波测点布置对锅炉本体不造成任何破坏，充分利用锅炉现有的观火孔和短吹预留孔。

结束语

火电厂热工自动化控制系统是实现火电厂创新改革的重要技术支持，是维护火电厂安全发电的重要保障，在热工自动化中应用自动控制理论能够更好的完善火电厂的控制能力。通过自动化控制技术在火电厂的广泛应用，能够实现火力发电的安全性和稳定性，为火电厂带来更大的经济效益。

参考文献

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