自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用研究

康晓沛

摘要：火电厂热工自动化是电厂生产运行下非常重要的一部分，自动控制理论在其中的应用能够提高热工自动化系统水平。文章通过对自动控制理论进行分析，探讨自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用。

关键词：自动控制；火电厂；热工自动化；自动化

引言

在火力发电过程中，热工自动化装置的应用能够在很大程度上节省人工成本，提高发电机组运行效率，取代人力进行一系列发电生产操作，同时也能够通过热工自动化从不同层面进行数据监测的优化，增强控制自动化的水平。另外，在实际运行过程中，如果发电机组发生故障，也可以通过自动控制系统发出自动预警，最大程度上降低故障发生蔓延的概率，减少故障所带来的损失，提高发电机组运行的安全系数。

1火电厂热工自动化相关概述

1.1自动控制理论简介

当前，在自动控制科学中自动控制理论已经成为研究核心，在现代化控制理论到智能控制理论的不断发展过程中，自动控制系统按照不同的条件，可以被分为多种类型。如果按照控制装置之间的差别，自动控制系统则主要被分为计算机控制以及模拟式的常规控制两种，根据自动控制理论相关内容相应的反馈情况看，自动控制系统则可以被分为开环与闭环两种系统。此外，从设定值是否固定的角度，相应的自动控制系统则可以被分为定值控制系统与随动控制系统。

1.2热工自动化系统概述

电厂热工自动化系统在日常运行过程中虽然容易出现各种隐藏漏洞，但是也具有许多优点。一方面，利用电厂热工自动化系统能够大大提升电厂整体工作效率，有效减少电厂内工作人员数量，降低人工费用和成本，提高电厂的经济效益。另一方面，以往电厂的人工作业常出现资源材料浪费现象，而电厂热工自动化系统可起到节能降耗的作用，减少对环境的污染和破坏，提高电厂经济效益。然而，热工自动化系统也会出现一些故障，需要在日常工作中做好相关自动装置的检修工作。热工自动化系统的检修是一项专业性、系统化工作，需要根据实际情况进行故障的逻辑性分析与排除。

2火电厂热工自动化的现状分析

火力发电厂的发电机组所涉及的内容和整体的结构较为复杂，尤其生产系统通常是由锅炉、汽轮发电机、烟气处理等主要设备组成，还涉及到一些辅助设备，要想确保生产系统的运行安全和稳定性，保证发电机组效率的最大化，就必须要针对所有设备进行协调配合，但当前很多火力发电厂的发电机组容量不断增加，在市场需求不断增长下，对发电机组的运行效率和运行稳定都带来了更多的要求和挑战，生产设备数量也越来越多，整体上，其操作过程越来越复杂，对技术要求也越来越高。因此，要想做到全面有效的协调控制，就必须要不断进行技术的改进，降低大量人力成本的支出，而由于各项操作环节复杂性因素的影响，一旦出现一点疏忽或影响因素，就会导致安全事故的发生，进而引起更大安全事故，严重威胁人身安全、设备安全及造成企业的经济损失，所以，必须要针对火力发电厂发电机组进行梳理，结合生产系统的实际运行方式，考虑对发电机组实际运行状况进行细致、全面地监测，以此来为发电机组运行稳定、安全性的提升提供有力的参考，而热工自动化技术的应用完全能够解决这些问题。

3自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用

3.1热工仪表自动化

热工仪表自动化技术，顾名思义就是将自动化技术融合应用到热工仪表中。自动化技术是包含控制、信息及系统等相关知识和技术的综合学科，热工仪表是包含压力表、温度计、液位变送器等在内的装置，广泛应用于各大现代化企业建设及发展中。热工仪表自动化技术是将自动化技术和热工仪表相融合，将热工仪表的各项优势及作用通过自动化技术得到最大发挥的技术。该技术在火电厂及其他企业中的应用，有不可替代的作用。热工仪表自动化技术具有以下特征：第一，智能性。在计算机、互联网技术及大数据加速快速发展的时代背景下，热工仪表自动化技术融合了各种新时代背景下的各种最新技术，呈现出智能化的特点。第二，系统性。热工仪表自动化技术以计算机技术和信息技术为背景，能够对整个工作大系统实行宏观调配和监控，对系统中已经出现甚至是没有出现的问题进行及时反馈，并及时作出相应的调节，可以提高系统运行的稳定性和有序性。

3.2主蒸汽的压力调节

主蒸汽压力的高低直接关系着火电机组是否可以进行安全运行的关键参数,电厂机组的负荷调节操作是需要进行对主蒸汽压力的监测,这是重要的检测依据,而且通过对这一数据的监测可以很好地进行锅炉内汽机的能量平衡判断。传统电厂调节主蒸汽压力是通过锅炉燃烧系统进行的。只要是分成了引风、送风和燃料三个小的调节子系统,三者涉及的调节量和被调节量分别是引风量和锅炉负压、送风量和含氧量以及燃料量和主蒸汽压力。

进行主蒸汽压力调节时,经实践发现主要有两种方法进行效果比较不错,分别是基于能量平衡或者给定值以及主蒸汽压力进行调节,本文主要介绍分析的是后一种调节策略。

3.3热工仪表非线性特性校正方面的应用

在火电厂自动化发展过程中，应当保证所使用热工仪表精度性能的可靠，使用高精度热工仪表才能有效火电厂的生产效率。在应用相关仪表过程中，一些热工仪表的非线性热性，很容易影响相关仪表的精度，比如，节流式流量仪表与差压之间的关系，以及热电偶温度仪表相应的热电势与温度之间的关系等，都属于非线性热性。为有效解决相关影响问题，就需要充分应用自动控制理论，对火电厂热动自动化中相应的热工仪表非线性特性进行校正，保证相关仪表精度符合相应的生产要求。要注意合理应用自动控制理论相关内容，可以在热工仪表非线性校正中应用模拟线性化方式，以保证校正效果的良好。同时，还要注意灵活应用自动控制理论知识，通过自动化技术整合利用相关模拟信号与硬件设施，以此线性化处理相关热工仪表的输入信号，在相关仪表的非线性特性矫正处理过程中，可以参考相关信息，从而保障相关校正结果的良好。对于智能热工仪表，可以结合计算机网络以及自动控制理论等相关要素，在此基础上，通过计算机三维空间来实现数字线性化处理。在处理过程中，对于所输入的信号，要进行转换处理，这样就能够获得相应的数字量，并在准确计算后，让智能热工仪表输入信号实现线性化，这样就能够有效保证这类智能仪表的非线性特性校正相关要求。

3.4主蒸汽压力LQ次优调节

火力发电厂锅炉的鲜明特点是热惯性以及容量都比较大,因此往往会导致调节对象会具有一定的延迟特点,其中主蒸汽压力也会出现这种现象。这一现象一般会致使调剂系统的过渡时间以及超调量变大,会不利于设备的安全运行以及机组发电的稳定以及经济性。现代比较常用的改善迟延特性的方法是PID调节同Smith预估器进行结合工作。

结语

综上所述，自动化控制技术在火电厂热工自动化中的应用，是顺应时代发展的必然趋势，对企业生产、人们日常生活、国家和社会都有着重要作用。自动化控制技术在火电厂热工自动化中的应用，体现在越来越多的方面，应重视其在应用中出现的问题，并逐步掌握解决这些问题的有效途径。在日后还需要注重自动化优势，强化电厂热工自动化系统运行水平，满足电厂生产的诸多需求。

参考文献

[1]梁新锋.火电厂热工自动化中智能控制模式的应用[J].科技与企业，2016(11):99.

[2]李生录.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].中外企业家，2018(28):235.

[3]刘延文.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].中国设备工程，2017(16):177-178.