火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

張明軍

【摘要】近幾年來(lái)，隨著我國(guó)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都逐漸將自動(dòng)控制系統(tǒng)作為主要的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)然，火電行業(yè)也是順應(yīng)時(shí)代的要求，積極的在火電使用中大力的使用的自動(dòng)控制原理，以此來(lái)提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)收益。自動(dòng)控制系統(tǒng)在其中充當(dāng)著舉足輕重的作用，現(xiàn)在是火電行業(yè)不可獲取的應(yīng)用系統(tǒng)。本文就針對(duì)火電廠內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)其重要性和優(yōu)化的對(duì)策加以討論，希望能為日后的工作提供一些參考性的建議和意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)控制系統(tǒng)；火電廠；重要性；優(yōu)化對(duì)策；探討；分析

1、自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念

相比較傳統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)控制系統(tǒng)改變了原有的手動(dòng)方式，通過(guò)在新科技的條件下使得各種應(yīng)用系統(tǒng)不需要手工來(lái)進(jìn)行操作，通過(guò)自動(dòng)的機(jī)械設(shè)備來(lái)進(jìn)行工作，這種系統(tǒng)下必須依靠專(zhuān)門(mén)的設(shè)備和規(guī)律來(lái)進(jìn)行操作，通過(guò)嚴(yán)格的操作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)使系統(tǒng)順利的進(jìn)行自動(dòng)工作，完成規(guī)定的任務(wù)和要求。自動(dòng)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅使得系統(tǒng)的使用更加迅速和完善，更加重要的是完全改變了原有的操作方式，使得生產(chǎn)和使用更加便利，更是火電行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)和手段。

2、火電廠燃燒過(guò)程中存在的問(wèn)題及對(duì)策

2.1 燃燒控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段火電廠系統(tǒng)中存在的主要控制系統(tǒng)，它主要是通過(guò)燃料控制系統(tǒng)、風(fēng)量控制系統(tǒng)和爐膛控制壓力系統(tǒng)三部分組成?，F(xiàn)階段存在的大部分火電廠的鍋爐然好啊系統(tǒng)都是通過(guò)PID來(lái)進(jìn)行控制。燃燒控制系統(tǒng)也是主要由主蒸汽壓力控制和燃燒了控制組成川籍控制系統(tǒng)，其中燃燒了控制由燃料量控制、送風(fēng)量控制和引風(fēng)量控制系統(tǒng)來(lái)組成，每個(gè)系統(tǒng)也通過(guò)不同的燃燒量和控制方法來(lái)確定相關(guān)的經(jīng)濟(jì)燃燒和安全燃燒兩種方式。鍋爐燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是通過(guò)燃料燃燒后的熱量來(lái)強(qiáng)調(diào)對(duì)輸出蒸汽負(fù)荷的相關(guān)要求，同時(shí)還要保證對(duì)鍋爐的使用安全和運(yùn)行成本小等多方面的要求。

2.2 當(dāng)然，一臺(tái)單獨(dú)使用的燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量三者之間的控制關(guān)系是不能分開(kāi)，需要通過(guò)單個(gè)不同的控制器來(lái)控制相關(guān)的控制變量，三者互相協(xié)調(diào)，統(tǒng)一協(xié)作，才能完成最終的任務(wù)和目標(biāo)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)相關(guān)溫度的確定，來(lái)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量和使用煤量的多少來(lái)去頂，從而確定最佳的鍋爐燃燒運(yùn)行狀態(tài)。另外，要是鍋爐內(nèi)的爐膛存在一定的負(fù)擔(dān)，這樣才能保證鍋爐在運(yùn)行時(shí)的燃燒量，避免鍋爐內(nèi)的火苗向外噴射，從而保證周邊環(huán)境的衛(wèi)生和工作人員的安全。針對(duì)于燃燒過(guò)程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)看，操作的過(guò)程與鍋爐的種類(lèi)、運(yùn)行的結(jié)構(gòu)模式和控制方面都有相關(guān)的要求，通過(guò)不同的種類(lèi)情況要采取不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。將單元機(jī)組燃燒過(guò)程的被控對(duì)象看成是意個(gè)多變量的系統(tǒng)模式，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，要充分考慮到實(shí)際工作的情況，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際操作時(shí)的行為習(xí)慣和工作方式等。同時(shí)，還要最大響度的考慮到燃料燃燒的優(yōu)化控制環(huán)節(jié)。當(dāng)外界對(duì)鍋爐的燃?xì)庥泻艽蟮呢?fù)荷要求時(shí)，一定要根據(jù)條件來(lái)迅速改變?cè)械娜紵?，通過(guò)實(shí)際的鍋爐燃燒情況來(lái)選用燃燒量，達(dá)到最佳的燃燒目的和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

3、火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

現(xiàn)如今，我國(guó)的煤炭資源逐漸在減少，煤炭資源成為了我國(guó)的稀缺資源，而隨著用煤量的使用，如何提高煤炭的燃燒率是我們現(xiàn)在首要關(guān)注的問(wèn)題，煤炭沒(méi)有得到充分的燃燒，不僅使大量的資源受到破壞和浪費(fèi)，還加劇了對(duì)環(huán)境的污染，使得人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境和空間受到了破壞，所以說(shuō)，我們要提高煤炭的燃燒利用率，這就需要自動(dòng)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)和使用。自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方面和廣泛，無(wú)論是公用設(shè)備還是鍋爐燃燒系統(tǒng)，都能夠有效的使用自動(dòng)控制系統(tǒng)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和操作程序能適合大部分的機(jī)械設(shè)備的使用，從而使社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益得到了大幅度的提高。自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠及時(shí)的解決火電廠機(jī)械使用時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，大力的減少了傳統(tǒng)的人工操作，極大的提升了設(shè)備的控制水平，降低了環(huán)境污染程度，是一種非?？茖W(xué)有效的火電廠控制管理的方式和應(yīng)用系統(tǒng)。

目前，我國(guó)現(xiàn)階段大部分火電廠所使用的煤炭燃燒率都不是很高，非常浪費(fèi)資源，而且影響我們生活的空間和環(huán)境。按照傳統(tǒng)的燃燒鍋爐來(lái)看，都采用的是通過(guò)人工的方式來(lái)對(duì)燃燒情況進(jìn)行監(jiān)控，這樣就不容易對(duì)燃燒的結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，而是提供了相關(guān)的數(shù)字濾波，積分分離PID，從而對(duì)其進(jìn)行選擇，參數(shù)自整定、自尋優(yōu)等多種靈活的方式和算法，而且還可以用對(duì)模糊判定等攻來(lái)實(shí)現(xiàn)我們正常不能實(shí)現(xiàn)的。而工業(yè)中使用的鍋爐通過(guò)對(duì)溫度的檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)原來(lái)可以大大減少了工作復(fù)雜程度，提高了生產(chǎn)效率，最重要的是節(jié)約了能源使得空氣少搜到污染。其中自動(dòng)控制系統(tǒng)總的熱動(dòng)控制系統(tǒng)就是通過(guò)在控制過(guò)程中的參數(shù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，通常包括溫度、流量和壓力等相關(guān)參數(shù)，從而使得系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，同時(shí)能夠保證火電廠內(nèi)部各個(gè)部門(mén)的正常和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，安全使用。燃料量控制也是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，而且還很大程度上的影響著送風(fēng)和引風(fēng)量等相關(guān)控制系統(tǒng)，也包括對(duì)汽包中的蒸汽蒸發(fā)量來(lái)進(jìn)行參數(shù)的比較和記錄。因此，設(shè)置燃料量控制子系統(tǒng)的目的就是通過(guò)對(duì)消除側(cè)內(nèi)部的自發(fā)擾動(dòng)，從而來(lái)改善系統(tǒng)的品質(zhì)和質(zhì)量。另外，由于大型機(jī)組的容量很大，所以各結(jié)構(gòu)構(gòu)件相互之間都要進(jìn)行聯(lián)系，互相影響，所以缺一不可，因此，只要掌握鍋爐內(nèi)燃燒的三個(gè)相關(guān)控制系統(tǒng)的任務(wù)和目的以及對(duì)電路的設(shè)計(jì)等就可以使鍋爐的燃燒利用率達(dá)到最優(yōu)化，從而減少對(duì)空氣的污染和凈化。三相控制任務(wù)為送風(fēng)量、送水量和蒸汽量，主電路全刻盤(pán)只是調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、觸發(fā)器、晶體管、DZ-III型電動(dòng)壓力變送和閥門(mén)這六項(xiàng)，只要對(duì)使用的器件進(jìn)行合理的選擇，準(zhǔn)去的控制三大控制系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)就可以保證鍋爐的完全燃燒，使火電廠的發(fā)電量達(dá)到最大化，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，從而保證周邊的空氣和環(huán)境不被污染，確保人們的生活安全。

4、火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的有效優(yōu)化對(duì)策

火電廠的使用是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程，它是一個(gè)完整的控制管理系統(tǒng)，在實(shí)際的操作過(guò)程中摻雜著許多不可變量的因素和影響因素，所以說(shuō)如果簡(jiǎn)單的通過(guò)人工來(lái)保證火電廠的正常運(yùn)行是很困難的?；痣姀S的鍋爐燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化對(duì)策必須依靠現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來(lái)記性?xún)?yōu)化，通過(guò)實(shí)際的情況來(lái)進(jìn)行分析和歸納才能選出最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而達(dá)到最佳的目標(biāo)和語(yǔ)氣效果，所以說(shuō)，就要保證整個(gè)火電廠的正常和安全運(yùn)行，這樣才能最大限度的提升鍋爐的燃燒利用率?；痣姀S的使用過(guò)程中的最高的成本費(fèi)就是對(duì)燃料的使用，在燃料的使用中就伴隨著煙氣的排放，這就極大程度的污染空氣和環(huán)境，這也是火電廠的燃燒優(yōu)化最主要解決的問(wèn)題。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，提升機(jī)組社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)逐漸成為了火電行業(yè)迅速發(fā)展的關(guān)鍵和根本性的基礎(chǔ)，最大程度的節(jié)約資源和較少環(huán)境污染是我們火電廠發(fā)展的核心目標(biāo)和宗旨，所以我們?yōu)榱吮ＷC優(yōu)化的最佳設(shè)計(jì)，在裝置設(shè)備協(xié)助下監(jiān)控管理機(jī)組參數(shù)、狀態(tài)，

從而能夠及時(shí)的對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和排除。

控制燃燒量是火電廠鍋爐燃燒的一個(gè)最基本的作業(yè)過(guò)程，也影響著整個(gè)火電廠的中心環(huán)節(jié)。燃燒量的多少也控制著生產(chǎn)壓力，影響著蒸汽量、氣溫等因素，所以說(shuō)控制燃燒量和鍋爐整體的運(yùn)行效果存在著密切的關(guān)系?？刂迫剂狭繒r(shí)會(huì)設(shè)置專(zhuān)門(mén)子系統(tǒng)，其主要的目的就是通過(guò)子系統(tǒng)控制作用來(lái)消除和減少燃料內(nèi)側(cè)區(qū)域中存在的自發(fā)擾動(dòng)個(gè)，以此提升系統(tǒng)整體調(diào)節(jié)水平及質(zhì)量。另外，因?yàn)榇笮湾仩t機(jī)組容量大，各區(qū)域結(jié)構(gòu)聯(lián)系密切，應(yīng)給予構(gòu)件之間相互的影響和互相的認(rèn)可。在控制鍋爐燃料量時(shí)一般掌握主電路設(shè)計(jì)和三相控制任務(wù)就是基本可以滿(mǎn)足優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化效果最為理想且避免環(huán)境受到污染。

當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，應(yīng)該及時(shí)采取措施，以防止事故更嚴(yán)重或者使事故造成損壞等。鍋爐的使用一定要在適當(dāng)?shù)臈l件和溫度下進(jìn)行使用，一旦外界發(fā)生變化，都容易使鍋爐的工作發(fā)生改變，甚至產(chǎn)生事故。當(dāng)然，自動(dòng)控制系統(tǒng)本身也會(huì)發(fā)生故障，著就需要它自身進(jìn)行調(diào)節(jié)和保護(hù)。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)作用來(lái)進(jìn)行控制自身的故障發(fā)生：提高整體機(jī)器的安全和可靠運(yùn)行，提升鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，提高勞動(dòng)的生產(chǎn)率。同事，由于計(jì)算機(jī)的普及和功能的加入，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)也逐漸有了新的功能，同時(shí)也作為自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要部分與發(fā)電機(jī)同步操作。

5、結(jié)語(yǔ)

總而言之，火電廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)的電廠都有重要的影響意義，不僅關(guān)系到整個(gè)發(fā)電量提升社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，也會(huì)環(huán)境的改變和污染的較少做出了巨大的貢獻(xiàn)。同事，在自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境下，人員和設(shè)備都處在最佳的配置狀態(tài)，都滿(mǎn)足了最大的價(jià)值效益標(biāo)準(zhǔn)。所以說(shuō)，自動(dòng)控制系統(tǒng)是未來(lái)我國(guó)火電廠發(fā)電的主要應(yīng)用系統(tǒng)，它的優(yōu)化設(shè)計(jì)也對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)起到關(guān)鍵性的作用，使得火電行業(yè)走上持續(xù)發(fā)展的健康之路，因此相關(guān)的研究讓袁和工作者要及時(shí)的重視和關(guān)注并加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的推廣和使用。

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