自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用

蒋萧 程顺平

摘要：本文首先分析了火电厂热工自动化控制的作用，然后主要论述了火电厂热工自动化对自动控制理论的应用，如控制主蒸汽温度和压力、分析给水自动调节以及优化无功补偿设计等，希望能够促进自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用发展。

关键词：自动控制理论;火电厂热工自动化;主蒸汽

引言：当前，火电厂通常是通过大型设备进行发电以满足人们日益增长的用电需求，在生产过程中如果单纯的依靠人工进行控制很难保证控制的时效性。而自动控制理论在火电厂热工自动化的应用可以实现设备的自动化控制，保证供电的安全性和稳定性。

1火电厂热工自动化控制的作用

1.1扩展管理系统

火电厂热工自动化控制系统通常是以计算机原理为基础，利用各种可以辅助控制的方法对相关设备的运行情况进行全程化的监控，可以将管理系统进行扩展，促进管理信息系统向更全面化、优质化发展。例如，现阶段在火电厂热工自动化控制中常见的DCS，该架构模式在生产过程中的应用就是比较成功的，有较强的实用性，其内部除了DCS控制器还包括PCL控制器，可以极大程度的促进管理系统自主扩展，扩大其可利用的形式和范围，从而为火电厂的安全稳定生产提供科学保障。

1.2利于积累高级算法

自动化技术在火电厂热工控制的应用过程中，系统会积累大量具有实用性和先进性的高级算法模块，进而使其时间应用水平可以得到不断提升。一旦相关设备出现故障，自动化控制系统可以针对故障进行自我维修和报警，让故障可以及时被发现、解决，从而避免事故的发生。同时，火电厂热工自动化系统本身与计算机是相互连接的关系，相关人员可以通过计算机的使用实现信息数据的共享，从而增强生产过程的合理性^[1]。

2火电厂热工自动化对自动控制理论的应用

2.1热工自动化技术

自动控制理论主要是指在相关生产过程中使用外加装备和装置让生产设备运行状态可以遵照开始设定的数据参数进行自动生产。而热工自动化技术可以利用可控化的理论、信息化的技术、热能以及电子信息等技术对火电厂相关热力学参数进行检测控制，从而将生产各环节进行合理的调整，实现自动化的安全生产，用较少的资源投入换取最大化的产能。自动控制理论就应用在这个过程中，可以保证火电厂汽机、辅助设备等生产设施自动化运行的质量，促进生产向高效化、安全化发展，使火电厂实现经济效益和社会效益的双丰收。此外，我国的科学技术正在不断发展中，自动控制理论及其技术也在发展过程中得到进一步的应用，比如，其通过对生产原理、材料、设备的利用形成的新的传感器和变速器，可以加强火电厂热工自动化系统的可控性，进而提高其科学性，增强其运行的安全可靠性，促进火电厂长久稳定的发展。

2.2控制主蒸汽温度和压力

主蒸汽温度是火电厂检测设备运行情况的重要指标，如果在生产过程中主蒸汽温度表现不在合理的范围中就可能会对设备运行产生影响，甚至引发安全事故，而自动控制理论在其中的应用可以很好的控制主蒸汽温度，提高设备运行的稳定性。根据主蒸汽温度的动态特征，自动控制理论在其中的应用形式主要有以下两种常见的：（1）设置烟气挡板。这种形式主要是通过对烟气本身热量的控制，实现对主蒸汽的有效控制。（2）设置喷水降温装置。此装置的位置一般在烟道中，通过对蒸汽流量的改变控制主蒸汽的温度。此外，主蒸汽压力可以调节火电厂热工设备，促进锅炉能量的平衡。在主蒸汽压力的调节上可以应用自动控制理论，其可以结合具体的调节要求，构建计算机三维空间，在空间中分析其中的偏差，从而的得出调节的相关信息供人员参考，增强主蒸汽压力调节的有效性。同时，自动控制理论还可以进行进一步的应用发展，通过双回路形式用控制信号进行主蒸汽压力调节工作，实现科学调节^[2]。

2.3分析给水自动调节

火电厂中锅炉给水的方式目前常见的都是母管制，这种方式下给水门一般有两种，一路利用省煤器进行预热而进入汽包，一路利用减湿器对主蒸汽温度的调节进入汽包。在这个过程中汽单位的成品蒸汽主要是通过减湿器、高温过热器、低温过热器等换热程序的作用而产生的，如果程序出现异常水位就可能会出现偏差，锅炉提供给汽包的热量不会发生变化，进而出现汽化问题，降低锅炉运行的稳定性和安全性。而在参考了自动控制理论且以三冲量为基础的串级控制系统在火电产锅炉中的使用就可以在程序出现异常后，根据实际的负荷情况和水位偏差状况及时进行相关参数的修改，在水位正常后再次进行常规控制，从而有效解决程序异常之后可能会出现的一系列问题，保证锅炉正常运行。

2.4热工仪表非线性特性的校正

在火电厂热工自动化的发展过程中，其对热工仪表的引用和使用可以极大程度的提升火电厂的生产效率。自动控制理论在控制过程仪表上有很大作用，特别是对热工仪表进行非线性特性校正来提高仪表的精度，其主要有两种表现。第一种，合理使用自动控制理论。在热工仪表非线性校正的工作中，可以用自动控制理论来模拟线性化，将模拟信号和现实中的各硬件进行整合利用，线性化处理热工仪表的输入信号，保证校正效果的良好。第二种，智能化热工仪表的非线性校正需要将自动控制理论和计算机技术充分结合在一起，精确计算输入信号需要的数字量，利用计算机的三維空间将其数字线性化处理，进而满足其非线性校正的需求。所以，在实际进行校正时需要将自动控制理论充分的应用起来。例如，在进行节流式流量仪表的校正过程中，就可以利用自动控制理论将流量和差压的关系进行模拟，从而实现有效校正^[3]。

2.5优化无功补偿设计

在火电厂自动化控制系统中引入无功功率装置可以解决其运行过程中可能因输出出现的功率消耗问题，保证生产产能。当前常见的无功功率装置有静止电容器、静止无功发生器以及同步调相机等，往往需要结合实际需要进行合理设计。自动控制理论应用在无功功率装置中可以将无功补偿设计进行优化。在实际应用中，自动控制理论可以充分考虑火电厂设备的运行电压、负荷容量等相关参数，根据其具体情况选择无功功率装置的类型，保证其可以得到合理运用，不会因为运用设计的不合理而出现问题。例如，自动控制理论可以根据设备功率的大小进行设计，对于功率较大的设备设计配置的无功功率装置为动态的，对于功率小的则设计成静态的，用优化设计的方式进一步将火电厂系统的无功补偿性能进行提升。

2.6对系统进行运行管理

自动控制理论在火电厂自动化控制系统中的应用可以在系统进行运行管理中体现。为了在应用自动控制系统后可以将运行的稳定执行进行进一步的提升，管理人员需要对系统进行运行管理，做好定期维护的工作，需要将系统具体的维护工作进行科学分配，加强对火电厂工作人员的管理。例如，由于自动控制理论相对比较先进，部分技术工人可能不能对其进行完全掌握，管理人员就需要根据技术工人的具体情况进行相应的培训措施，保证其工作质量和效率，所以，在一定程度上自动控制理论还应用在系统进行运行管理上，促进火电厂工作人员技能的提升，使火电厂的生产经营更加稳定。

结语：总而言之，自动控制理论可以应用在火电厂热工自动化的全过程中，实现生产全过程的自动化控制，需要引起相关人员的重视。在应用中将其进行进一步的发展，从而最大化的避免安全事故的发生，提高火电厂的综合效益，进而为社会发展提供稳定的电力资源。

参考文献：

[1]张文利，刘政，等.自动化控制技术在火电厂热工仪表中的应用[J].建筑工程技术与设计，2020，（19）：4938.

[2]王芃达.热工自动化控制设备在火电厂中的安装与调试[J].仪器仪表用户，2020，27（7）：86-88.

[3]钱学峰.分析智能控制及其在火电厂热工自动化的应用[J].建筑工程技术与设计，2020，（13）：289.