火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)研究及優(yōu)化燃燒淺談

張克偉

摘 要：我國的火電站領(lǐng)域在快速的發(fā)展，擁有的技術(shù)已經(jīng)得到了一定程度的提高，但是火電廠發(fā)展的過程中還面臨著較多的問題，節(jié)約降耗目前火電廠研究的重點(diǎn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以優(yōu)化燃燒，在火電廠的發(fā)展中扮演著重要的角色。本文是對自動(dòng)控制系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化燃燒進(jìn)行分析為相關(guān)的研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞：火電廠；自動(dòng)控制系統(tǒng)；優(yōu)化燃燒

自動(dòng)控制系統(tǒng)在火電廠的發(fā)展中是非常重要的，能夠減少環(huán)境的污染，也能夠節(jié)約能源，自動(dòng)控制系統(tǒng)在研究的過程中是離不開協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以優(yōu)化燃燒。對風(fēng)、水和煤可以協(xié)調(diào)的運(yùn)行做出貢獻(xiàn)，保證整個(gè)火電廠機(jī)組的順利運(yùn)行。因此一定要重視火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究和優(yōu)化燃燒，這樣可以最大限度的保證和電廠的正常運(yùn)行。

1 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

電網(wǎng)和機(jī)組需求的協(xié)調(diào)主要是要滿足機(jī)組在最短的時(shí)間內(nèi)能夠享有電網(wǎng)負(fù)荷，這一協(xié)調(diào)內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面，一方面是電網(wǎng)一次調(diào)頻控制，另一方面是電網(wǎng)AGC一控制。某電網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對火電廠機(jī)組的一次調(diào)頻控制和負(fù)荷調(diào)度控制，在這一過程中，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是極為重要的。鍋爐汽輪機(jī)的協(xié)調(diào)是整個(gè)火電廠機(jī)組的核心，可以保證機(jī)組在電網(wǎng)負(fù)荷運(yùn)行和調(diào)度的過程中是穩(wěn)定的。從協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的角度來說，直流鍋爐和汽包鍋爐的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)都要滿足這一要求，但是在汽水循循環(huán)上也存在著極大的差別，從而導(dǎo)致了控制系統(tǒng)也會(huì)存在著差異，并不是完全一致的。

汽輪機(jī)、鍋爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概念的引出，主要在于汽輪機(jī)和鍋爐對于機(jī)組的負(fù)荷與壓力具有完全不同的控制特性，汽輪機(jī)以控制調(diào)門開度實(shí)現(xiàn)對壓力、負(fù)荷的調(diào)節(jié)，具有很快的調(diào)節(jié)特性，而鍋爐利用燃料的燃燒產(chǎn)生的熱量使給水流量變?yōu)檎羝?，其控制燃料的過程取決于磨煤機(jī)、給煤機(jī)、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，對壓力、負(fù)荷的調(diào)節(jié)具有很慢的調(diào)節(jié)特性。因此協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)就是要以優(yōu)良的控制策略實(shí)現(xiàn)對鍋爐-汽輪機(jī)的統(tǒng)一控制。以達(dá)到鍋爐-汽輪機(jī)組對負(fù)荷響應(yīng)的快速性和對壓力控制的穩(wěn)定性。

2 自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化燃燒

2.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化燃燒的必要性

煤是火電廠中使用的比較廣泛的一種能源，在工業(yè)鍋爐燃燒中占有著很大的比重，但是現(xiàn)階段工業(yè)鍋爐的運(yùn)行效率是極低的，這樣煤的燃燒就會(huì)污染環(huán)境，導(dǎo)致浪費(fèi)資源，無法滿足工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本要求。傳統(tǒng)的工業(yè)鍋爐使用的是人工結(jié)合的常規(guī)的儀表進(jìn)行監(jiān)控，這樣是無法充分的對鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控的，但是現(xiàn)代化的工業(yè)鍋爐使用的是先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，主要利用的是計(jì)算機(jī)技術(shù)來對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控結(jié)果變得更加的科學(xué)。計(jì)算機(jī)能夠提供靈活的算法，例如自尋優(yōu)PID、參數(shù)自整定、選擇性PID、積分分離PID和數(shù)字濾波，模糊判斷功能在監(jiān)控的過程中也是極為重要的，以上的這幾大技術(shù)是傳統(tǒng)的常規(guī)儀器無法達(dá)到的。

現(xiàn)代工業(yè)鍋爐中使用的溫度檢測系統(tǒng)能夠提高鍋爐監(jiān)控的品質(zhì)，因?yàn)闇囟葯z測控制系統(tǒng)使用的是自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠減少對環(huán)境的污染，還能夠節(jié)約能源。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括三大部分：公用系統(tǒng)、輔助設(shè)備和主機(jī)。施工系統(tǒng)的主要功能是對各個(gè)熱工參數(shù)進(jìn)行控制，熱工參數(shù)包括液位、流量、壓力和溫度，使這幾大參數(shù)處于最佳的狀態(tài)就是熱工控制系統(tǒng)的主要作用，在這樣的情況下，火電廠在運(yùn)行的過程中就能夠滿足經(jīng)濟(jì)性和安全性的雙重要求。

燃料量控制也是鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行中非常重要的組成部分，因給煤量會(huì)影響引風(fēng)量和送風(fēng)量，也會(huì)影響著汽溫和蒸發(fā)量，對于汽包的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。燃料量控制子系統(tǒng)使用的是自動(dòng)控制系統(tǒng)，這樣就可以最大限度的改變?nèi)剂蟼?cè)內(nèi)部產(chǎn)生的自發(fā)性擾動(dòng)，對于整個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì)也有著完善的作用，在這樣的情況下，燃料量就能夠通過自動(dòng)控制系統(tǒng)快速的引送，也能夠保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

火電廠使用的是大型的機(jī)組，容量是極大的，各個(gè)部位之間的聯(lián)系是極為緊密的，相互之間的影響是不能夠忽視的，必須要嚴(yán)格的掌握鍋爐燃燒的電路設(shè)計(jì)和三相控制任務(wù)，這樣才能夠保證鍋爐燃燒的最優(yōu)化，因?yàn)橹挥绣仩t的燃燒效率得到提升，環(huán)境污染程度才能夠下降，而且三相控制的主要任務(wù)就是將蒸汽量、送水量和送風(fēng)量控制好，主電路的器件在選擇的過程中，一定要合理，這樣閥門、電動(dòng)壓力變選、晶體管、觸發(fā)器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器才能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，在整個(gè)程序運(yùn)行的過程中也能夠進(jìn)行科學(xué)的控制，保證鍋爐能夠正常的燃燒，發(fā)電廠的發(fā)電量也就能夠得到提升。因此火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化是非常重要的，能夠優(yōu)化燃煤，在一定程度上減少了環(huán)境污染。

2.2 優(yōu)化燃燒的措施

鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，達(dá)到了燃燒控制優(yōu)化的目的，使機(jī)組在正常運(yùn)行范圍，鍋爐燃燒效率得到有效提高。電廠是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，隨時(shí)可能發(fā)生機(jī)組負(fù)荷和其他干擾因素變化，依靠人工很難使機(jī)組控制在最佳運(yùn)行狀態(tài)，這其中最典型的就是鍋爐燃燒控制。燃料費(fèi)用是主要的發(fā)電成本，煙氣排放又是電廠主要污染源。隨著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，節(jié)能降耗，提高火電機(jī)組運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性已成為電廠節(jié)能工作的重要內(nèi)容。為達(dá)到這一目的，必須利用自動(dòng)化裝置，對機(jī)組狀態(tài)、參數(shù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，自動(dòng)采取措施，以防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大或保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備使之不受破壞，如汽機(jī)的超速保護(hù)和鍋爐的超壓保護(hù)等。自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)地適應(yīng)外界條件變化，使生產(chǎn)過程維持在規(guī)定的工況下進(jìn)行，主要是鍋爐水位調(diào)節(jié)、汽溫調(diào)節(jié)、燃燒調(diào)節(jié)、輔助設(shè)備調(diào)節(jié)等，有時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)本身也發(fā)生故障，這就要求有自身保護(hù)。自動(dòng)控制主要有以下作用：提高機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性；提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和功能的擴(kuò)大.正發(fā)生巨大的變化。小型計(jì)算機(jī)的引入，在傳統(tǒng)慨念的自動(dòng)化系統(tǒng)4個(gè)組成部分上疊加了上微機(jī)。微機(jī)分布系統(tǒng)的功能已能代替儀表顯示和調(diào)節(jié)控制，傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)已由一體化的微機(jī)系統(tǒng)所取代，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將作為自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要部分與發(fā)電機(jī)組同步投產(chǎn)。

結(jié)束語

鍋爐的運(yùn)行決定著整個(gè)火電廠的發(fā)電量，鍋爐的燃燒完全也會(huì)使空氣不受污染，同時(shí)也可以使電廠的發(fā)電量達(dá)到最高，在鍋爐運(yùn)行中使用自動(dòng)控制系統(tǒng)就能夠減少環(huán)境的污染，減少能耗，優(yōu)化燃煤，因此一定要加大對自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究力度，保證火電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]賀治國.電站鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].保定：華北電力大學(xué)，2015.

[2]漠仁，孟娟.火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)研究及優(yōu)化燃燒探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（33）.

[3]陳公凱.電站鍋爐燃燒自動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略的研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2009.