智能控制技術(shù)在電廠熱工自動化中的應(yīng)用探究

新疆華電哈密熱電有限責(zé)任公司 新疆 哈密 839000

1 引言

目前我國各項科學(xué)技術(shù)在隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展而不斷進(jìn)步,且在各個行業(yè)中廣泛和深入應(yīng)用。以我國主要的火力發(fā)電企業(yè)為例,自動化和智能化控制技術(shù)在電廠熱工自動化中應(yīng)用,有助于提升其運(yùn)行水平,更是有助于實(shí)現(xiàn)對熱工設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測和控制。在目前火電廠規(guī)模逐漸擴(kuò)大的形勢下,電廠中的熱工自動化系統(tǒng)規(guī)模也隨之?dāng)U大,其中所應(yīng)用的各類電氣設(shè)備數(shù)量和種類也不斷增多,對設(shè)備控制的要求也逐漸提高,這也推動電廠熱工系統(tǒng)的智能化發(fā)展,成為電廠未來發(fā)展的必然趨勢。通過智能控制技術(shù)的應(yīng)用,有助于提升電廠熱工自動化運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和快速性、運(yùn)行效率與質(zhì)量,同時也提升電廠熱工自動化系統(tǒng)的自動控制水平和運(yùn)行水平,進(jìn)而可以提升電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

2 智能控制技術(shù)在電廠熱工自動化的主要控制方式

神經(jīng)控制、專家控制和模糊控制是目前電廠熱工自動化中比較常用的智能控制方式。一是針對神經(jīng)控制技術(shù)來說,就是針對控制目標(biāo)建立精確的神經(jīng)型網(wǎng)絡(luò)工具,實(shí)現(xiàn)對熱工系統(tǒng)運(yùn)行情況的監(jiān)測和控制的技術(shù)。此網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中含有較多的人工神經(jīng),其結(jié)合了生物學(xué)與先進(jìn)科學(xué)技術(shù),表現(xiàn)出較高的自我調(diào)節(jié)和自主學(xué)習(xí)能力。通過此技術(shù)的應(yīng)用,可以針對系統(tǒng)中無法精確描述的非線性對象建模來推理設(shè)備和診斷故障、優(yōu)化計算等,提升人工智能控制系統(tǒng)的技術(shù)水平,有利于滿足人們不斷提高的智能控制要求,且表現(xiàn)出良好的現(xiàn)場適應(yīng)性。二是針對專家控制技術(shù)來說,就是一種結(jié)合了理論與實(shí)踐控制技術(shù)、可以模仿專家操縱方式對熱工系統(tǒng)進(jìn)行控制的技術(shù)。此技術(shù)在具體應(yīng)用中可以采取在原有基礎(chǔ)上留有專家控制系統(tǒng)組成特征的方式,或者是基于控制算法來應(yīng)用專家控制技術(shù),前者會由于知識庫中的知識內(nèi)容和數(shù)據(jù)較少而導(dǎo)致推理邏輯過于簡單,而后者則可以顯著提升系統(tǒng)的判斷能力,有助于保證電廠熱工自動化系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。三是針對模糊控制技術(shù)來說,這是一種可以反映人類邏輯思維和經(jīng)驗的控制技術(shù),可以有機(jī)理代替人工控制方式而提升控制效率,同時,應(yīng)用此種技術(shù)無需建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型,可以針對特定的控制問題進(jìn)行快速處理,還可以在問題處理過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗和規(guī)律,進(jìn)而可以對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行高效控制。

3 電廠熱工自動化中智能控制技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

3.1 自動控制 智能控制技術(shù)的此種應(yīng)用,就是結(jié)合電廠熱工自動化的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行有效控制的應(yīng)用方式。這主要由于電廠熱工系統(tǒng)比較復(fù)雜,難以通過單純的人工控制方式來實(shí)現(xiàn)高效和準(zhǔn)確控制。但是通過此技術(shù)的應(yīng)用,可以結(jié)合其實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行自動調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制,有助于減少人工勞動強(qiáng)度,同時也起到對設(shè)備運(yùn)行工作流程的規(guī)范作用,設(shè)備也可以根據(jù)運(yùn)行環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié),進(jìn)而提升設(shè)備運(yùn)行效率并保證設(shè)備運(yùn)行安全,延長設(shè)備運(yùn)行期限。

3.2 自動保護(hù) 電廠熱工系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易在運(yùn)行中受到多種因素的影響而造成熱工設(shè)備故障,如果沒有及時發(fā)現(xiàn)和維修處理而會導(dǎo)致故障擴(kuò)大并造成嚴(yán)重的人身安全事故等危害。而通過智能控制技術(shù)的應(yīng)用,則可以結(jié)合電廠熱工系統(tǒng)運(yùn)行情況開展自動檢測,結(jié)合檢測結(jié)果來判斷設(shè)備運(yùn)行中的故障隱患,通過系統(tǒng)中心對所收集數(shù)據(jù)信息的分析與判斷來啟動自動暫停系統(tǒng)或者其他保護(hù)措施,防止電廠熱工系統(tǒng)由于設(shè)備故障而造成運(yùn)行偏差問題或者故障擴(kuò)大。

3.3 自動檢測 在電廠熱工自動化系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù)可以監(jiān)測好而控制各類儀表和設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),通過與預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)或者正常運(yùn)行數(shù)據(jù)的對比來判斷此運(yùn)行參數(shù)是否異常,進(jìn)而可以判斷熱工系統(tǒng)是否運(yùn)行正常。在通過其自動檢測功能的發(fā)揮來檢測到系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng)時,可以結(jié)合其自身運(yùn)行情況對參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)節(jié),或者可以作為自動報警的依據(jù)以及計算電廠收益的依據(jù)等。

3.4 自動報警 通過此技術(shù)的應(yīng)用,在電廠熱工控制系統(tǒng)中可以通過報警裝置或燈光的設(shè)置,在開展自我檢測并檢測到異常作出自動保護(hù)動作之后發(fā)出報警信息,通過聲音或者燈光等方式提醒工作人員,工作人員可以根據(jù)系統(tǒng)控制中心顯示屏上顯示的故障位置和其他信息來開展針對性的維修工作,及時處理系統(tǒng)運(yùn)行異常,排查設(shè)備故障,保障系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

4 智能化控制技術(shù)所包含的內(nèi)容及其應(yīng)用

4.1 在鍋爐燃燒中的應(yīng)用 鍋爐是電廠中的三大主機(jī)之一,其運(yùn)行效率直接決定電廠的發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)效益,因此鍋爐燃燒也是電廠熱工控制的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。在此控制環(huán)節(jié)中通過智能控制技術(shù)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對鍋爐燃燒的智能化控制并提升鍋爐燃燒效率。這主要由于通過此技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)鍋爐的自動化甚至是智能化燃燒控制,不僅可以保證鍋爐穩(wěn)定燃燒,而且可以實(shí)現(xiàn)對整個燃燒過程的高精度控制,保證鍋爐燃燒過程中燃料的充分燃燒、減少燃料浪費(fèi)。同時,通過此技術(shù)的應(yīng)用,可以對影響鍋爐燃燒過程的各種因素進(jìn)行有效檢測和智能化控制,防止這些因素對鍋爐燃燒造成干擾,還可以及時發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒過程中的潛在風(fēng)險并通過主控系統(tǒng)匯總給工作人員進(jìn)行判斷和處理,確保鍋爐的安全、穩(wěn)定與高效運(yùn)行。

4.2 在制粉系統(tǒng)中的應(yīng)用 電廠熱工自動化系統(tǒng)中的儲式制粉系統(tǒng)運(yùn)行中也存在運(yùn)行效率較低的問題,進(jìn)而會對電廠熱工運(yùn)行效率產(chǎn)生負(fù)面影響。而通過此智能控制技術(shù)的應(yīng)用,可以在復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上來接收和發(fā)送控制信號來實(shí)現(xiàn)對電廠熱工系統(tǒng)的智能化控制,通過此種方式有助于提升智能控制的精確性,不會出現(xiàn)模擬語言元素(確認(rèn)這個描述是否正確?)影響現(xiàn)行規(guī)則數(shù)據(jù)的問題,實(shí)現(xiàn)了電廠熱工運(yùn)行效率的提升。而且通過此技術(shù)可以不斷改進(jìn)和創(chuàng)新電廠制粉系統(tǒng),提升電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 在溫度控制中的應(yīng)用 電廠鍋爐運(yùn)行中的溫度控制是電廠熱工控制的重點(diǎn),溫度過高,會導(dǎo)致鍋爐受熱面及蒸汽管道金屬材料的蠕變速度加快,降低使用壽命;長期超溫,會造成爆管。也會減少各汽輪機(jī)部件的使用壽命。溫度過低,會降低機(jī)組的循環(huán)熱效率,通過智能控制技術(shù)的應(yīng)用有助于控制溫度穩(wěn)定,提升鍋爐燃燒溫度的控制效率,提升電廠熱工自動化質(zhì)量。在此技術(shù)應(yīng)用中,主要對鍋爐過熱現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測,一旦出現(xiàn)超溫現(xiàn)象則會自動啟動降溫措施,將溫度控制在合理范圍之內(nèi)。。同時,通過此技術(shù)的應(yīng)用,可以更加精準(zhǔn)的控制以往的慣性時間和滯后時間等,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)過熱溫度控制適應(yīng)力的提升。

4.4 在給水控制中的應(yīng)用 在電廠熱工自動化運(yùn)行中,給水加藥屬于比較重要的環(huán)節(jié),在此環(huán)節(jié)中通過智能控制技術(shù)的應(yīng)用,可以采取模糊控制方式來調(diào)節(jié)電廠變頻器,有助于控制變頻輸出并且自動和智能控制給水加藥系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)熱工系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。此外,通過此技術(shù)的應(yīng)用也改善了傳統(tǒng)控制模式下電廠熱工管理中的不足,提升了給水水質(zhì)控制和供應(yīng)控制水平,進(jìn)而可以提升電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

4.5 在機(jī)組負(fù)荷控制中的應(yīng)用 汽輪機(jī)同樣是電廠的三大主機(jī)之一,其運(yùn)行效率也直接決定電廠的生產(chǎn)運(yùn)行水平,尤其是對機(jī)組負(fù)荷控制水平則直接關(guān)系著電廠熱工自動化控制水平。因此,在發(fā)電機(jī)組負(fù)荷控制中應(yīng)用智能控制技術(shù),可以智能和自動控制機(jī)組負(fù)荷,也就是在全面分析和掌握機(jī)組的運(yùn)行情況之后,結(jié)合不同時間下機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的變化情況,可以通過此技術(shù)來對上述變化特殊性質(zhì)進(jìn)行精準(zhǔn)控制,更加精準(zhǔn)的掌握機(jī)組運(yùn)行情況并及時發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行中的異常,通過更加有效和具有針對性的智能控制策略的應(yīng)用來提升機(jī)組運(yùn)行效率。此外,還可以通過專項單元機(jī)組負(fù)荷控制裝置的安裝來保證機(jī)組負(fù)荷控制中智能控制技術(shù)應(yīng)有作用的發(fā)揮,實(shí)現(xiàn)電廠熱工控制模型準(zhǔn)確度的提升。而針對電廠熱工控制實(shí)際運(yùn)行中可能會遇到的各種干擾因素,也可以通過具有較強(qiáng)抗干擾能力的單元機(jī)組控制裝置的應(yīng)用來適應(yīng)電廠運(yùn)行環(huán)境,實(shí)現(xiàn)電廠熱工自動化控制有效性和準(zhǔn)確性的提升。

5 結(jié)束語

目前我國的火電廠規(guī)模在不斷擴(kuò)大,電網(wǎng)頻率控制較嚴(yán)格的環(huán)境下,傳統(tǒng)的電廠熱工控制模式已無法滿足要求,表現(xiàn)出容易受到干擾以及所用控制技術(shù)不足而導(dǎo)致熱工自動投入率低、控制效果較差、調(diào)節(jié)網(wǎng)頻速度慢等問題。而如果傳統(tǒng)的控制模式結(jié)合目前更為先進(jìn)的智能控制技術(shù)在其中的應(yīng)用,不僅可以應(yīng)用于鍋爐燃燒控制、發(fā)電機(jī)組負(fù)荷控制中,而且可以在制粉系統(tǒng)、溫度控制以及給水控制中應(yīng)用,發(fā)揮其真正地自動控制、自動保護(hù)、自動檢測和自動報警等功能,實(shí)現(xiàn)對電廠熱工自動化的智能自動控制。此種技術(shù)融合了多種算法模塊,而且在熱工自動化系統(tǒng)運(yùn)行過程中不斷積累高級算法模塊,有助于提升電廠的運(yùn)行效率和安全、經(jīng)濟(jì)效益,因此可以推動傳統(tǒng)電廠的可持續(xù)健康發(fā)展。