探討火電廠熱工自動(dòng)化及控制實(shí)踐

陳兆旭

摘 ? 要：隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于電力供應(yīng)質(zhì)量也提出了更高的要求，在這樣的背景之下，各電力企業(yè)必須能通過(guò)各類新型技術(shù)的應(yīng)用來(lái)滿足不斷上漲的用電需求，火電廠自動(dòng)化水平的不斷升高是保障電力供應(yīng)能滿足我國(guó)社會(huì)發(fā)展需求的關(guān)鍵。本文針對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化控制進(jìn)行探討，在介紹火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)的基礎(chǔ)之上，針對(duì)此類技術(shù)在火電廠中主要的應(yīng)用方向進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：火電廠 ?熱工 ?自動(dòng)化控制 ?技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（a）-0008-02

火電廠是我國(guó)電能源的主要來(lái)源，而火電廠自動(dòng)化水平則決定著其自身的運(yùn)轉(zhuǎn)效率及各類設(shè)備應(yīng)用的可靠性，因此，對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行研究是非常有必要的。結(jié)合現(xiàn)狀來(lái)看，火電廠熱工自動(dòng)化已經(jīng)在我國(guó)有了初步的發(fā)展，但根據(jù)現(xiàn)有研究資料進(jìn)行分析不難看出，這一領(lǐng)域主要的討論方向仍是對(duì)傳統(tǒng)熱控自動(dòng)化技術(shù)的改造，即使部分火電廠有意愿通過(guò)熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)進(jìn)行改造，也很難做到有據(jù)可依。為了針對(duì)這樣的狀況進(jìn)行改善，本文將針對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)進(jìn)行深入探討。

1 ?火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)

1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)際上就是一種通信總線，主要應(yīng)用于智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及自動(dòng)化系統(tǒng)之中，這一類總線具備開(kāi)放式、數(shù)字化、多節(jié)點(diǎn)等特點(diǎn)。結(jié)合這一定義，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)主要是指將自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的傳感器、控制器等通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，進(jìn)而以網(wǎng)絡(luò)通信的形式完成信息傳輸，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)各硬件設(shè)備的協(xié)調(diào)，即自動(dòng)化控制[1]。對(duì)于火電廠熱工自動(dòng)化控制來(lái)說(shuō)，這一系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)主要具備以下優(yōu)勢(shì)：

（1）開(kāi)放性?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具備開(kāi)放性特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，傳感器測(cè)量、工程量處理與控制都將能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成，也就是說(shuō)，火電廠可以結(jié)合自身需求對(duì)各種功能模塊進(jìn)行選擇，并在此基礎(chǔ)之上完成控制系統(tǒng)的構(gòu)建，確保這一系統(tǒng)能最大化的發(fā)揮出輔助作用。（2）互操作性?；痣姀S熱工自動(dòng)化控制需要對(duì)熱工過(guò)程涉及到的溫度、壓力、流量、料位等多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制，以此來(lái)保障火電廠能在安全、高效的環(huán)境下運(yùn)行。結(jié)合這一點(diǎn)，火電廠熱工過(guò)程及控制系統(tǒng)中涵蓋的設(shè)備及儀表種類是非常多的，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)能輔助不同設(shè)備及儀表之間相互傳輸數(shù)據(jù)，并確保這些設(shè)備都能“理解”接收到的數(shù)據(jù)的含義，進(jìn)而做出正確響應(yīng)。

1.2 智能控制技術(shù)

上文中已經(jīng)提到，火電廠熱工控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，涵蓋的設(shè)備和儀表數(shù)量較多，而對(duì)于部分大型火電廠來(lái)說(shuō)，各類設(shè)備及儀表自身在結(jié)構(gòu)上就具備非常高的復(fù)雜性，若仍使用傳統(tǒng)控制辦法，那么延遲、誤控等現(xiàn)象就很有可能導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至出現(xiàn)安全問(wèn)題。通過(guò)智能控制技術(shù)的應(yīng)用，上述問(wèn)題將能得到有效的制約和解決。結(jié)合火電廠主要的熱工過(guò)程來(lái)說(shuō)，智能控制技術(shù)主要作用于以下2方面。

（1）對(duì)鍋爐燃燒過(guò)程的控制。對(duì)火電廠鍋爐燃燒過(guò)程的控制應(yīng)將重點(diǎn)放在提升燃燒效率、降低環(huán)境污染等方面，對(duì)于這樣的要求來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)控制辦法很難實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒狀態(tài)的精確控制，而在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等技術(shù)的輔助之下，鍋爐燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)將能得到有效的采集和監(jiān)測(cè)，進(jìn)而在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒狀態(tài)的精確控制，保障火電廠鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性和安全性。（2）對(duì)溫度的控制。鍋爐汽溫具備較強(qiáng)的時(shí)變性，傳統(tǒng)控制辦法難以應(yīng)對(duì)大型火電廠的運(yùn)轉(zhuǎn)需求，在汽溫模糊控制技術(shù)等的輔助之下，火電廠熱工控制系統(tǒng)將能更好的針對(duì)不同負(fù)荷下的鍋爐汽溫進(jìn)行控制，以此來(lái)保障大型火電廠的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 先進(jìn)控制策略

傳統(tǒng)的控制方式主要是基于被控對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的，而對(duì)于本文所討論的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，火電廠熱工過(guò)程具備非線性、動(dòng)態(tài)突變性以及不確定性等特點(diǎn)，若依然使用傳統(tǒng)控制策略，那么制效果必然也會(huì)因此而受到影響。先進(jìn)控制策略能有效的針對(duì)這一類無(wú)法使用精確數(shù)學(xué)模型描述的對(duì)象進(jìn)行控制，上文中提到的模糊控制就是現(xiàn)階段最為常用的先進(jìn)控制策略之一，本文主要針對(duì)以下兩類先進(jìn)控制策略及其在火電廠熱工控制中的應(yīng)用進(jìn)行介紹[2]：

（1）自適應(yīng)控制。從定義上來(lái)說(shuō)，自適應(yīng)控制主要是指在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)被控系統(tǒng)的參數(shù)或指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合測(cè)量結(jié)果調(diào)整控制參數(shù)，保障被控系統(tǒng)能處于最佳運(yùn)行狀態(tài)之下。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這一控制策略將能根據(jù)火電廠熱工過(guò)程參數(shù)變化自發(fā)的調(diào)整控制器參數(shù)，實(shí)際的控制效果自然能得到更好的保障。（2）預(yù)測(cè)控制。結(jié)合上文中的內(nèi)容，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程都是多變量的，且具備不確定性，而預(yù)測(cè)控制自身對(duì)模型精度要求較低，能很好的適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用需求，能有效應(yīng)對(duì)火電廠熱工過(guò)程各項(xiàng)參數(shù)的非線性或時(shí)變性特征。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，預(yù)測(cè)控制將利用預(yù)測(cè)模型預(yù)估過(guò)程未來(lái)的偏差值，進(jìn)而在此基礎(chǔ)之上優(yōu)化當(dāng)前最優(yōu)控制策略。通過(guò)這一控制策略的應(yīng)用，系統(tǒng)綜合控制性能將能得到有效提升。

2 ?火電廠熱工自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用方向

2.1 自動(dòng)檢測(cè)

在智能控制技術(shù)等的輔助之下，火電廠熱工過(guò)程中所產(chǎn)生的各項(xiàng)參數(shù)都將能得到有效的檢測(cè)，輔助相關(guān)管理人員掌握各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，火電廠工作人員將能有效的判斷出設(shè)備是否存在異常，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行處理，從根本上保障火電廠的安全運(yùn)行。

2.2 自動(dòng)報(bào)警

自動(dòng)報(bào)警主要是指對(duì)設(shè)備異常及參數(shù)異常等的預(yù)警，這一功能的實(shí)現(xiàn)需要火電廠相關(guān)工作人員提前針對(duì)各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置上下閾值，并制定應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，在這樣的控制模式下，火電廠運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在的影響因素都將得到更為有效的控制，進(jìn)而保障所有設(shè)備及儀表都能正常運(yùn)作并服務(wù)于電力供應(yīng)。

2.3 自動(dòng)保護(hù)

自動(dòng)保護(hù)主要是指：若自動(dòng)控制系統(tǒng)檢測(cè)出相關(guān)參數(shù)存在異常，將自發(fā)調(diào)整對(duì)應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀況，緊急情況下則可以直接控制部分設(shè)備停止工作。在自動(dòng)保護(hù)機(jī)制的作用之下，火電廠熱工過(guò)程的安全性將能得到更好的保障，設(shè)備故障率也能在原有基礎(chǔ)上有所降低，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備之間的協(xié)同工作。

2.4 自動(dòng)控制

自動(dòng)控制是火電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心功能，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，自動(dòng)控制主要是指對(duì)設(shè)備運(yùn)行流程及具體工序等的控制，火電廠工作人員只需要提前編寫(xiě)程序即可，并在程序中設(shè)置具體的判斷條件，由自動(dòng)化控制系統(tǒng)完成判斷過(guò)程并實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的控制。在這一功能的輔助之下，火電廠的自動(dòng)化水平自然能得到有效提升，人為因素及傳統(tǒng)控制辦法中存在的存在缺陷都將能得到很好的改善[3]。

3 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)、智能控制技術(shù)等新型自動(dòng)化控制技術(shù)在火電廠熱工過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)論述，并從自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)等方面對(duì)此類技術(shù)在火電廠中主要的應(yīng)用方向做了分析。在后續(xù)發(fā)展過(guò)程中，火電廠必須能進(jìn)一步將各類新型自動(dòng)化控制技術(shù)重視起來(lái)，在原有基礎(chǔ)之上提升火電廠熱工控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)火電廠的高經(jīng)濟(jì)性、高安全性運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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