浅析火电厂热工自动化控制技术应用及发展

李宁

摘 要：随着科学技术的进步以及社会经济的飞速发展，火电厂建设规模不断扩大，热工控制要求也不断提升。火电厂热工自动化控制系统在火电厂生产运行中发挥着至关重要的作用，其直接决定着火电厂发电效率。本论文从不同方面阐述火电厂热工自动化控制技术应用及发展，希望为研究火电厂热工自动化控制技术的专家和学者提供理论参考依据。

关键词：火电厂热工;自动化控制技术;应用分析

近年來随着我国科学的不断进步，一些先进的科学技术也开始被大量的应用于火电厂中，电厂的装机容量在不断的扩大，先进的科学技术推动了热工自动化控制技术在火电厂应用的不断完善，其主要表现在：一方面 DCS系统 （发电机组中最为重要的系统）的控制结构在发电厂中出现了明显的变化，另一方面管理与监控系统以及现场总线技术在火电厂中逐步的得到了完善，这也为热工自动化控制技术在火电厂的安全高效应用打下了良好的基础。

1提高热工自动化控制系统的意义

火电厂发电，需要很多的机组共同完成，机组的热工自动化系统在整个机组工作中的作用非常重要，它不仅给机组的设备提供了一个稳定的运行环境，而且在机组设备出现意外故障时能通过与其他设备的联结进行过载保护等，最大限度地保护机组设备不会受到严重的损害。在机组运行时，通过对参数的监控以及分析，了解目前机组工作的状态，为机组设备参数的优化提供了依据。因此，热工自动化控制系统关系到整个火电厂的安全生产、平稳运行，以及良好的经济性。火电厂为了进一步提升机组设备的有效运行，热工自动化控制系统的运用就显得非常有必要。

2火电厂热工自动化技术的内容与现状

探索和发展自动化技术是我国现阶段各行各业都在进行的工作，对于火电厂而言其热工自动化技术是随着火电厂的发展逐步形成与完善的一种控制技术，热工自动化技术当前在我国还在不断的发展与完善。检测自动化、控制自动化、报警自动化、以及保护自动化是其主要包括的内容。目前，火力发电技术在我国正在飞速的发展，大部分火力发电企业已经开始推广与应用热工自动化技术。从自动化装置的装备情况来看，先进的数字化仪表已经取代了过去的组装仪表，也有效提升了系统控制设备的档次。例如专业的小型计算机技术已经在一些控制机组中进行使用，并且显示设备也越来越先进，这大大提升了火电厂的管理与监控水平。此外控制协调系统也开始在一些大型火电机组中应用。并且热工控制保护技术在火电厂机组设备的应用上也取得了很大的成就。以上这些先进技术在火电厂的大量应用，极大的推动了我国火电厂技术的发展。

3火电厂热工自动化控制技术分析

3.1现场总线控制

FCS（现场总线控制系统）是企业数据通信与传输以及工业控制的重要环节，在现代控制系统中发挥着无可取代的作用。在火力发电厂中，现场总线控制系统刚刚兴起，并逐渐取代了分散控制系统。与传统的分散控系统相比较，现场总线控制系统具有成本低廉、开放性强、结构优良等优势，其能大大提升火电厂热工控制的整体效率与性能。一般来说，现场总线控制系统由生产管理层、控制网络层、监控网络层等环节组成。监控网络层能实现装置优化控制以及高级控制策略，并与控制网络层合作，充分实现数据传输与共享。工程师站以及操作员站负责对火电厂热工生产过程进行监视、管理以及系统维护。

3.2智能控制

大型火电厂的设备结构以及种类都比较复杂，在热工控制过程中很容易出现强耦合、误控以及延迟等问题，因此，在火电厂热工控制过程中应积极采用新型的智能控制技术。最常用的智能控制技术有如下几种：首先，锅炉燃烧过程控制。这种控制技术是在锅炉燃烧过程中充分利用监控层及时监测与收集锅炉的燃烧状态，并使用智能化算法对锅炉燃烧情况进行智能分析。现阶段，较为常用的智能算法主要包括专家系统、模糊控制、人工神经网络等，通过智能算法直接调节锅炉燃烧参数，全面提升锅炉燃烧控制的可靠性与效率。其次，智能给水控制。随着社会用电需求的增加，发电厂所需要的锅炉设备的规模也进一步扩大，传统给水控制经常出现给水缓慢、给水不足等问题，严重影响电力生产。在给水控制过程中及时引入多层神经网络的智能给水控制系统能有效提高给水控制系统的可靠性与精准性。这种智能化给水控制系统一方面提升了给水控制的整体性能，另一方面极大简化了给水控制系统的整体结构。最后，智能温度控制。在火电厂热工自动化控制过程中，锅炉温度的时变性比较强，传统温度控制方式无法达到理想效果。现阶段，神经网络智能气温控制技术以及气温模糊控制技术得到了广泛应用，在智能气温控制系统的帮助下对锅炉气温进行智能化控制，在不同负荷状态下可达到优良的控制效果。

3.3先进控制策略

在火电厂热工控制过程中，控制策略必不可少，这是智能化控制系统的重要组成环节。现阶段，越来越多的研究人员将遗传算法、模糊控制、预测控制等控制策略应用到火电厂热工控制过程中去，通过实施先进控制策略，全面提升火电厂热工控制的精度以及安全性能。

3.4过程仪表控制

随着火电厂热工自动化控制系统的广泛使用，大型机组的仪表数量、记录表数量越来越少，在未来，各种智能变送器以及 FB技术将会结合使用，从而更好地促进各种仪表的正常运行。大量研究发现，总线 FB是火电厂热工自动化控制的重要因素，这条通信线路能有效排除不良因素干扰。FB是非常重要的通信线路，其能有效连接火电厂所有智能设备，应用这一技术可大大减少控制电缆数量以及长线传输中的各种问题。通过应用现场总线能进一步优化管理系统整体结构，加强电控设备维护，全面提升设备运行智能化水平。最后，随着环境问题的加剧，火电厂污染排放量受到了社会各界的广泛重视，火电厂也应积极采用多种仪器来监测电厂污染情况，但这些设备的造价成本高、结构复杂、维护成本高，设备使用难度增加，这一问题必须引起相关人员的关注。

总之，随着科学技术和计算机技术的不断发展和进步，火电厂的热工系统将会变得越来越智能化。另外，由于全球对节能 环保越来越重视，未来必然是朝着环保、可持续发展和智能控制方向进行的。而技术的发展，也终将会带来热工自动化控制新技术的突破，如设备和系统的高度一体化、网络化、智能化等。设备的操作以及系统的控制也会变得越来越简单，设备的运行也会变得越来越稳定，在故障出现时，技术员可以远程控制解除故障，甚至设备可以自己通过数据的分析，判断故障模式并自动解除故障。对于火电厂而言，将是使用最少的人力和物力，去获取最大的经济效益，对于企业的发展，乃至对整个社会的生态发展，都起到了非常积极的作用。

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