自動(dòng)控制理論在火電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用

董金松 范珈銘 葛鵬飛

摘要：自我國(guó)進(jìn)入國(guó)家科技高速發(fā)展的期間以來，我國(guó)電力事業(yè)與科技結(jié)合的步伐越加強(qiáng)烈，并且結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)，使發(fā)電廠在進(jìn)行發(fā)電以及監(jiān)管的過程當(dāng)中，大量的使用自動(dòng)化控制理論，其目的是提高火電廠的工作效率與質(zhì)量，并且保障工作人員的人身安全。另一方面，電能不能儲(chǔ)存，火電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，要不間斷的發(fā)電，對(duì)此，為了增加火電廠運(yùn)作過程的安全性以及實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約，最好的辦法就是加大火電廠工作時(shí)的自動(dòng)化。因此，自動(dòng)控制理論及自動(dòng)化與火電廠生產(chǎn)運(yùn)行的結(jié)合是自發(fā)自然生成的。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制理論;火電廠;熱工自動(dòng)化;應(yīng)用

一、熱工儀表的非線性特性及校正

任何系統(tǒng)都或多或少的存在非線性特性，而火電廠的熱工儀表也不例外，普遍輕重不一的具有非線性特性，該性質(zhì)對(duì)儀表參數(shù)測(cè)量其準(zhǔn)確度以及顯示精確度等都有直接的影響，因此，為了減小熱工儀表的非線性特征給測(cè)量帶來的誤差，通常采用三種方法來進(jìn)行調(diào)節(jié)：減小儀表的測(cè)量范圍;采用非線性的顯示刻度;加入非線性的校正環(huán)節(jié)。其中第三種方法是較為重要的方法。校正熱工儀表非線性特性的方法主要分為兩種，一是模擬線性化，二是數(shù)字線性化。模擬線性化指的是在傳統(tǒng)模擬儀表的一出上，通過機(jī)器原件或是模擬電路來講儀表輸出的信號(hào)進(jìn)行線性化的處理，實(shí)現(xiàn)線性刻度的模擬現(xiàn)實(shí)，并將其作為自動(dòng)控制裝置信號(hào)。數(shù)字顯性化指的實(shí)在智能儀表的基礎(chǔ)上，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所得到的的數(shù)字量再經(jīng)過計(jì)算或是查表實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出的線性化，從而實(shí)現(xiàn)線性化的數(shù)字顯示。近幾年，隨著自動(dòng)控制原理中智能控制理論的不斷發(fā)展，且具有能夠適當(dāng)解決非線性問題的特點(diǎn)，將其結(jié)合到非線性特性校正的研究工作中，出現(xiàn)了更復(fù)雜和高端的校正方法。

二、火電廠熱工自動(dòng)化現(xiàn)狀

2.1 可靠性不高

火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，存在可靠性不高的問題。第一，部分企業(yè)為了能夠擴(kuò)大資金效益，大部分電廠主要使用的系統(tǒng)為PLC，但這一系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，運(yùn)行效率較低，降低了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。第二，由于火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中最重要的部分為輔助車間，其能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，一些企業(yè)在這一部分安裝了DSC系統(tǒng)，雖然其對(duì)系統(tǒng)有一定的保護(hù)能力，但當(dāng)發(fā)電量較大時(shí)，系統(tǒng)中存在一定的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性不高。

2.2 鍋爐壓力變化較大

火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，存在鍋爐壓力變化較大的問題。第一，由于人們的用電需求在不斷的變化，在調(diào)整發(fā)電量的過程中，需要調(diào)整燃燒周期，但由于部分技術(shù)人員的專業(yè)能力不強(qiáng)，進(jìn)而在調(diào)整的過程中，難以控制調(diào)整壓力，當(dāng)調(diào)整速度加快時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鍋爐的負(fù)荷壓力變大，甚至導(dǎo)致鍋爐設(shè)備受損，影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率。第二，在應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行管理時(shí)，分析系統(tǒng)的運(yùn)行情況需要對(duì)曲線進(jìn)行分析，但在這一過程中，由于部分技術(shù)人員對(duì)模糊算法的了解程度不足，進(jìn)而在調(diào)整設(shè)備運(yùn)行情況時(shí)，容易使系統(tǒng)產(chǎn)生一定的壓力。

2.3 自平衡能力較差

火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，存在自平衡能力較差的問題。第一，在對(duì)鍋爐液位進(jìn)行測(cè)量時(shí)，部分企業(yè)使用的設(shè)備難以控制液位，當(dāng)設(shè)備中的水量較多時(shí)，鍋爐難以對(duì)水量進(jìn)行合理控制，導(dǎo)致其在運(yùn)行的過程中，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性有一定的影響，甚至發(fā)生故障問題。第二，當(dāng)系統(tǒng)中的供水量發(fā)生變化時(shí)，其難以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理控制，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的液體發(fā)生汽化的現(xiàn)象，難以控制火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)問題。

三、自動(dòng)控制理論在火電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用策略

3.1 擴(kuò)展信息系統(tǒng)

為了使火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)能夠合理應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，需要擴(kuò)展信息系統(tǒng)，具體表現(xiàn)在：第一，由于火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，需要應(yīng)用智能儀表、計(jì)算機(jī)技術(shù)等設(shè)備進(jìn)行檢查，了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理調(diào)整。例如：在系統(tǒng)中應(yīng)用這一技術(shù)之前，需要先對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況、發(fā)電情況、用電需求等方面進(jìn)行合理的統(tǒng)計(jì)分析，之后適當(dāng)將控制系統(tǒng)與其結(jié)合，使其能夠進(jìn)一步提高運(yùn)行能力，擴(kuò)展信息系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的供電能力。第二，為了使其能夠應(yīng)用到火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要將發(fā)電系統(tǒng)與熱學(xué)方面的內(nèi)容聯(lián)系起來，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)量，合理控制系統(tǒng)的發(fā)電量，減少經(jīng)濟(jì)消耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 應(yīng)用節(jié)能理論

為了使火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)能夠合理應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，需要應(yīng)用節(jié)能理論，具體表現(xiàn)在：第一，為了改善我國(guó)空氣質(zhì)量，需要對(duì)火電廠進(jìn)行合理管理，使其能夠在改善發(fā)電能力的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。例如：技術(shù)人員可以將發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行方式進(jìn)行整理，并繪制出運(yùn)行方式圖像，并對(duì)系統(tǒng)中存在問題的部分進(jìn)行研究，找到資源消耗量大的原因，并在這一部分應(yīng)用智能控制系統(tǒng)，使鍋爐在燃燒的過程中，形成循環(huán)燃燒系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，并達(dá)到節(jié)能環(huán)保的理念。第二，為了能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，技術(shù)人員可以先將自動(dòng)控制系統(tǒng)安裝到系統(tǒng)中，并將運(yùn)行監(jiān)控設(shè)備與火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)相連接，通過這樣的方法，技術(shù)人員能夠及時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行情況，降低資源消耗量。

3.3 提高技術(shù)人員綜合能力

為了使火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)能夠合理應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，需要提高技術(shù)人員的綜合能力，具體表現(xiàn)在：第一，由于部分技術(shù)人員的專業(yè)能力不強(qiáng)，難以了解自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行情況，為了改善這一問題，需要管理人員提高招聘標(biāo)準(zhǔn)。例如：在招聘的過程中，需要對(duì)應(yīng)聘者的技術(shù)能力、工作經(jīng)驗(yàn)等方面進(jìn)行考察，將工作能力較強(qiáng)的應(yīng)聘者留下，并在入職之前，為其講解系統(tǒng)的控制方法、管理制度等，使其能夠在入職之后，快速投入到工作崗位中，促進(jìn)電廠發(fā)電能力的進(jìn)一步提高。第二，由于電廠方面的知識(shí)在不斷發(fā)展，為了使企業(yè)能夠進(jìn)一步提高系統(tǒng)的控制能力，建筑企業(yè)需要定期對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。例如：管理人員可以聘請(qǐng)火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)方面的專家為其培訓(xùn)，通過先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)、管理系統(tǒng)等方面進(jìn)行培訓(xùn)，使技術(shù)人員能夠提高綜合能力。另外，在培訓(xùn)的過程中，還可以為技術(shù)人員培訓(xùn)安全知識(shí)，促進(jìn)發(fā)電廠的持續(xù)發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著自動(dòng)化技術(shù)和自動(dòng)控制理論的不斷成熟和廣泛應(yīng)用，火電廠熱工自動(dòng)化程度也越來越高，但是隨之而來的是火電廠運(yùn)行成本、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性、技術(shù)更新速度加快，火電廠在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展常態(tài)化的形勢(shì)下，必須不斷地加強(qiáng)自動(dòng)控制理論應(yīng)用和自動(dòng)化設(shè)備的更新，才能保證企業(yè)能夠在激烈的市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)中持續(xù)發(fā)展。

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