電廠熱工自動控制技術(shù)研究

趙 亮

(哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150001)

電廠熱工自動控制技術(shù)研究

趙 亮

(哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150001)

在國內(nèi)電廠熱工自動化控制過程中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟，有效解決了傳統(tǒng)電廠熱工自動化及其發(fā)展過程中的問題與弊端，可有效滿足社會經(jīng)濟發(fā)展需求，促進我國智能化管控事業(yè)的發(fā)展。通過分析電廠熱工自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)成，闡述了電廠熱工自動化及智能控制技術(shù)的應(yīng)用實踐。

電廠；熱工；自動控制；技術(shù)

1 電廠熱工自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

電廠熱工自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)成：第一，DCS系統(tǒng)。電廠DCS控制系統(tǒng)是計算機技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等高新技術(shù)的結(jié)合，可以有效完成電廠的過程控制和管理。DCS控制系統(tǒng)在電廠中的廣泛應(yīng)用，可實現(xiàn)電廠機組的自動檢測、自動控制、自動報警和自動保護，實現(xiàn)機組運行的自動控制。第二，煙氣脫硫系統(tǒng)。煙氣脫硫系統(tǒng)主要采用PLC和FGD2DCS。電廠煙氣脫硫系統(tǒng)通過fgd2dcs和PLC，結(jié)合計算機的鍵盤來控制開啟和關(guān)閉的煙氣脫硫系統(tǒng)和設(shè)備的運行監(jiān)控操作。電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的控制點設(shè)置可以結(jié)合電廠實際情況，將其結(jié)合在除灰系統(tǒng)外的電氣控制室中。同時，連接到電廠DCS控制系統(tǒng)，保證電廠穩(wěn)定運行。第三，輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。為了滿足電廠的安裝、調(diào)試和初始運行過渡需要，在電廠集中監(jiān)控系統(tǒng)中的輔助系統(tǒng)，采用的是控制器+交換機+人機接口的方式集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合一些水、煤和灰點位置來安排調(diào)試終端。

2 電廠熱工自動化

對于電廠熱工管控中的自動化而言，其主要包括自動檢測、自動調(diào)節(jié)、順序管控和自動保護等環(huán)節(jié)，具體分析如下：

第一，電廠熱工管控中的自動檢測。自動檢測是對熱工生產(chǎn)實踐中的各種化學(xué)量、物理量和相對熱工設(shè)備的運行情況進行自動化檢測，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的嚴格監(jiān)控，從而及時掌握熱工設(shè)備運行狀況。通常情況下，在鍋爐汽輪機內(nèi)會裝有大量的檢測設(shè)備和測量儀表，可對機組運行過程中的參數(shù)進行實時記錄和顯示，同時還可以根據(jù)數(shù)據(jù)信息對溫度、水位以及轉(zhuǎn)速等進行及時的調(diào)整和管控，這對確保機組運行的經(jīng)濟性、安全可靠性具有非常重要的作用。目前，國內(nèi)汽輪機自動檢測項目有：蒸汽壓力、潤滑油壓、真空度、調(diào)速油壓、轉(zhuǎn)速和主軸撓度等，對這些熱工設(shè)備和裝置進行自動檢測，可以有效確保電廠熱工控制效率。

第二，電廠熱工管控中的自動調(diào)節(jié)。在電廠熱工管控過程中，自動調(diào)節(jié)即在生產(chǎn)實踐中，對既定條件下的具體施工情況有效管控。在汽輪機發(fā)電過程中，對于電力用戶而言，最基本的要求是確保發(fā)電裝置所需電力質(zhì)量，堅決避免不必要的損失和影響。電廠供電質(zhì)量評定過程中，需要對電頻率數(shù)據(jù)信息進行記錄，并以此作為重要的參考指標。實踐中，為了能夠確保用電頻率在預(yù)定精度范圍內(nèi)能夠合理的持續(xù)和維護，汽輪機硬件設(shè)施的性能一定要強大，能夠?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)節(jié)。在鍋爐運行實踐中，應(yīng)采用可有效反映鍋爐狀況的相關(guān)參數(shù)保證既定范圍內(nèi)的變化。

第三，電廠熱工管控中的順序管控。順序管控通常非常簡單，按照既定的條件、預(yù)設(shè)步驟，對電廠熱工設(shè)備進行規(guī)范化操作和管控。順序控制的目的在于有效處理機組啟停、事故解決等問題，其中每項順序管控內(nèi)容、控制步驟等，均立足于熱工生產(chǎn)設(shè)備所處的情況條件、具體運行狀態(tài)。在此過程中，順序管控流程主要是基于操作次序、環(huán)境條件編制而形成的，通過智能自動化設(shè)備方可實現(xiàn)。其中采用的自動化設(shè)備，又稱作順序管控裝置，該裝置必須具有較強的邏輯分析和判斷能力，可以實現(xiàn)聯(lián)鎖保護。在每一環(huán)節(jié)的任務(wù)完成后，都應(yīng)當(dāng)對該環(huán)節(jié)工作進行確定，從而為下一道工序的開展，打下堅實的基礎(chǔ)。

第四，電廠熱工管控中的自我保護。自我保護是在電廠熱工設(shè)備運行中，出現(xiàn)異?，F(xiàn)象、參數(shù)超過既定限值時，及時預(yù)警，并采取有效的措施或執(zhí)行自動聯(lián)鎖命令，避免因熱工設(shè)備自身問題而造成安全事故，威脅人們的生命安全。近年來，隨著電廠熱工機組容量的擴大，熱力系統(tǒng)也因此而變得非常復(fù)雜，操作控制煩瑣、管理難度增大。在該種情況下，對電廠熱工管控過程中的自動保護提出了更高的要求。我們研究的自我保護內(nèi)容比較廣泛，比如：滅火保護、超壓超溫保護及安全事故聯(lián)鎖保護等。以汽輪機自動保護為例，其中又包括了一些具體內(nèi)容，如超速、軸向位移、低油壓、差脹和低真空保護等。

3 電廠熱工自動化中的智能控制技術(shù)應(yīng)用實踐

火電廠自動化技術(shù)應(yīng)用中仍存在許多問題，應(yīng)優(yōu)化創(chuàng)新火電廠控制技術(shù)的熱工過程自動化，不斷完善火電廠熱工過程自動化控制技術(shù)，促進我國火電廠自動控制技術(shù)的發(fā)展。一方面，電廠應(yīng)擴大技術(shù)資源，優(yōu)化熱自動控制技術(shù)的管理。充分注重?zé)嶙詣踊刂葡到y(tǒng)的優(yōu)化配置，提高電廠熱工自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，電廠應(yīng)加強熱自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新實踐。

3.1 智能控制技術(shù)在過熱溫度控制中的應(yīng)用

在鍋爐運行過程中，溫度過熱會造成一系列的問題和不便，同時它也是電廠熱工自動化水平的一個重要衡量指標。實踐中，利用智能控制技術(shù)即可在過熱溫度產(chǎn)生變化時對熱量管控系統(tǒng)進行操控，進而減少熱量損失。在此過程中，還需要不斷加強對滯后、慣性時間的管控，只有這樣才能有效增強系統(tǒng)對過熱溫度的有效適應(yīng)性。在過熱溫度控制過程中，采用的是智能控制自動化模糊，可不間斷地對過熱溫度進行有效管控，并對高性能熱負荷實現(xiàn)有效管控。

3.2 智能控制技術(shù)在給水加藥控制中的應(yīng)用

在電廠熱工運行過程中，尤其是給水加藥時，可采用智能控制技術(shù)中的模糊控制技術(shù)，實現(xiàn)對變頻器輸出的控制和調(diào)節(jié)，并且在給水加藥時可基于電動自行旋轉(zhuǎn)管控設(shè)備實現(xiàn)對其有效控制。從應(yīng)用實踐來看，該項智能控制技術(shù)有效克服了以往電廠熱工控制過程中的給水質(zhì)量差、效率不高等問題。模糊控制為電廠熱工自動化提供了經(jīng)濟發(fā)展優(yōu)勢，在實際應(yīng)用過程中經(jīng)濟效果非常顯著。

3.3 智能控制技術(shù)在鍋爐燃燒控制中的應(yīng)用

智能控制技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以有效對熱工自動化進行管控，可以對鍋爐燃燒時的不穩(wěn)定性加強控制。另一方面，還可對鍋爐燃燒系統(tǒng)運行的精確度進行嚴格管控。在此過程中，存在著很多影響因素，對于電廠熱工系統(tǒng)而言，鍋爐燃燒情況直接關(guān)系著整個電廠的運作，所以對鍋爐燃燒系統(tǒng)加強管控至關(guān)重要。燃料、空氣嚴格按照比例輸送到燃燒室中，在具體的燃燒過程中產(chǎn)生熱量，然后傳到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)之中，進而形成飽和的水蒸氣，通過調(diào)節(jié)閥為負荷設(shè)備供應(yīng)。在此過程中，燃燒會產(chǎn)生大量的煙氣，其中的飽和蒸汽會轉(zhuǎn)變成過熱蒸汽?；诖?，應(yīng)加強電廠熱工自動化過程中的鍋爐燃燒智能化控制，對具體的環(huán)節(jié)加強管控，只有這樣才能有效促進熱工自動化發(fā)展。

3.4 單元機組負荷管控設(shè)備施工安裝

電廠熱工自動化機組負荷管控設(shè)備應(yīng)用過程中，采用智能化控制技術(shù)手段，其隨著時間的變化而變化?；谠摲N特殊性質(zhì)，企業(yè)需要在電廠熱工自動化發(fā)展過程中安裝單元機組負荷管控設(shè)備，只有這樣才能提高電廠熱工自動化模型的準確度。對于測試智能控制單元結(jié)果而言，單元機組荷載管控設(shè)備抗干擾能力非常強大，而且具有高度的技術(shù)適應(yīng)性，可有效提高系統(tǒng)運行效率。

3.5 對中儲式制粉系統(tǒng)進行智能化控制

智能控制系統(tǒng)在國內(nèi)電廠熱工自動化中的應(yīng)用，面臨著非常大的困境，部分電廠在自動化熱工智能控制過程中，需要以復(fù)雜、科學(xué)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，只有這樣才能接收到良好的信號。在此過程中，部分電廠熱工自動化過程中應(yīng)用智能控制技術(shù)，有效提高了電廠熱工效率和經(jīng)濟性。

[1] 顧宏斌.探析火電廠中熱工自動化控制的應(yīng)用和發(fā)展[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)(下旬刊)，2016，(04)：117-118.

[2] 黃遵華.探討火電廠熱工自動化及控制[J].科技與企業(yè)，2016，(04)：84-85.

Studyonautomaticcontroltechnologyofthermalpowerplant

ZHAO Liang

(Harbin Thermoelectric Co., Ltd., Harbin 150001, China)

In the process of thermal power automation control in domestic power plants, the application of intelligent control technology has gradually matured, which effectively solves the problems and drawbacks of thermal power automation and its development in traditional power plants. It can effectively meet the needs of social and economic development and promote China’s intelligence management. By analyzing the composition of thermal power automation control system in power plant, the application of thermal power automation and intelligent control technology in power plant is expounded.

Power plant; Thermal engineering; Automatic control; Technology

TM621.6

A

1674-8646(2017)21-0060-02

2017-09-29