基于智能控制的電廠熱工自動(dòng)化研究

李振榮

摘要：自二十一世紀(jì)以來(lái)，電力行業(yè)作為社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)軍產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中占據(jù)著重要的位置，與人們的生產(chǎn)生活有著緊密的聯(lián)系。現(xiàn)今社會(huì)在不斷發(fā)展，各項(xiàng)事業(yè)都在飛速前進(jìn)，各行各行業(yè)都有了很大的進(jìn)步，無(wú)論是人們的生活還是企業(yè)的生產(chǎn)都對(duì)于電力具有了更高的需求。由于電子技術(shù)在各行各業(yè)起到了引領(lǐng)的作用，電力行業(yè)也不再局限于傳統(tǒng)的生產(chǎn)和管理方式，電廠熱工也逐步開(kāi)啟了智能化自動(dòng)控制時(shí)代，節(jié)省了不少的人力和物力，并提高了生產(chǎn)控制的準(zhǔn)確性和便捷性，生產(chǎn)效率也大幅提升。這是因?yàn)殡姀S熱工設(shè)備因?yàn)楦邚?qiáng)度的工作狀態(tài)極易導(dǎo)致故障問(wèn)題的發(fā)生，而設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，一般的管控方式無(wú)法精準(zhǔn)找出故障點(diǎn)和故障原因，但運(yùn)用智能化自動(dòng)控制技術(shù)可以通過(guò)正常運(yùn)行狀態(tài)和故障時(shí)的運(yùn)行參數(shù)對(duì)比精準(zhǔn)斷定位和分析故障，從而降低故障發(fā)生率，提高故障檢修效率，還能夠與實(shí)際的生產(chǎn)方式進(jìn)行結(jié)合，提高電力企業(yè)的生產(chǎn)水平和管理水平。

關(guān)鍵詞：智能控制;電廠熱工;自動(dòng)化

引言

隨著電力行業(yè)的發(fā)展，電廠熱工生產(chǎn)已無(wú)法滿足電力行業(yè)的發(fā)展需求，其經(jīng)濟(jì)效益也逐漸呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。在這樣的情況下，為了提升電廠熱工自動(dòng)化的性能，提升其生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，逐漸將智能控制應(yīng)用到其中，主要就是針對(duì)電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程和狀態(tài)，加強(qiáng)其控制力度，以此減少生產(chǎn)問(wèn)題的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)良好的生產(chǎn)效益，促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展的進(jìn)程。但是，由于電廠熱工自動(dòng)化相對(duì)較為復(fù)雜，所以在智能控制應(yīng)用的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)智能控制的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了解，這樣才能保證其應(yīng)用效果，強(qiáng)化電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的控制力度。

1電廠熱工自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)的電廠熱工自動(dòng)化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息化的全面建設(shè)。在系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，主要采用了PLC技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變頻的控制及意見(jiàn)啟停。基于PLC的DCS智能控制新機(jī)組已經(jīng)具備了全廠級(jí)的管理信息系統(tǒng)和監(jiān)控信息系統(tǒng)，系統(tǒng)也具備全長(zhǎng)設(shè)備的信息共享和信息交換功能。利用各系統(tǒng)之間信息共享的方便，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠設(shè)備參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)和參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化。因自動(dòng)化控制系統(tǒng)引入了DCS模塊技術(shù)、數(shù)字電液控制技術(shù)、汽輪機(jī)危機(jī)遮段系統(tǒng)等，DCS系統(tǒng)可以在總線控制的基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)車(chē)間的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)控自動(dòng)化控制。部分電廠還對(duì)火電機(jī)組的控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，融入了人工網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等，將部分重要的設(shè)備也更換為智能設(shè)備。通過(guò)人工智能技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)及智能設(shè)備的應(yīng)用，構(gòu)架起電廠的全過(guò)程智能控制與監(jiān)控系統(tǒng)。智能控制采用了多種現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議，方便不同類(lèi)型的智能設(shè)備之間的信息共享及DCS智能控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備執(zhí)行智能控制。

2智能控制技術(shù)在電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1智能控制在鍋爐燃燒中的應(yīng)用

鍋爐是電廠經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的設(shè)備，在電廠熱工環(huán)境中有著無(wú)法取代的地位，然而鍋爐燃燒時(shí)有很多因素都會(huì)影響鍋爐燃燒的效果，例如時(shí)間、溫度等因素，繼而對(duì)電廠的發(fā)電量造成直接影響，還會(huì)浪費(fèi)大量的燃料，增加電力生產(chǎn)成本，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益率下降。而采用智能自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以全面控制鍋爐燃燒過(guò)程，提高鍋爐燃燒的自動(dòng)化控制水平，通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)獲取鍋爐工作時(shí)的燃燒時(shí)長(zhǎng)以及溫度等方面的參數(shù)，并就此分析找出限制鍋爐燃燒效率的因素，從而對(duì)鍋爐進(jìn)行更加科學(xué)合理的調(diào)控，提高鍋爐燃燒效率，解決燃料燃燒不充分的問(wèn)題，此外還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作之中的安全隱患，最大限度地保障鍋爐的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

2.2智能控制在溫度控制中的應(yīng)用

溫度對(duì)于電廠熱工的鍋爐燃燒可以稱(chēng)作是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。溫度一直以來(lái)都是艱難把控的一個(gè)外在因素。一旦當(dāng)溫度過(guò)高就會(huì)造成鍋爐的損害，不利于鍋爐的長(zhǎng)期使用。但是當(dāng)溫度過(guò)低的時(shí)候，卻會(huì)造成燃料燃燒不夠充分，熱量轉(zhuǎn)化效率低下等問(wèn)題。但是一旦引入智能控制就可以很好的掌控鍋爐燃燒中的溫度，講鍋爐燃燒時(shí)的溫度通過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)計(jì)算和實(shí)時(shí)操控講溫度按照燃燒的需要控制在一個(gè)精準(zhǔn)的合適范圍內(nèi)。在智能控制對(duì)于鍋爐燃燒的時(shí)刻記錄中，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒中可能存在的異常情況，對(duì)于鍋爐燃燒的溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾踊蛘呤墙档?，促使鍋爐燃燒的效率達(dá)到最理想的狀態(tài)。但是，同樣的，由于智能控制的技術(shù)水平還不夠完善，我們?cè)谑褂弥悄芸刂茖?duì)于鍋爐的溫度進(jìn)行控制的同時(shí)，也應(yīng)該適當(dāng)?shù)陌才殴ぷ魅藛T對(duì)于溫度的控制精準(zhǔn)度和效果按照以往的管理和習(xí)慣進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。

2.3智能控制在負(fù)荷裝置中的應(yīng)用

機(jī)組負(fù)荷裝置在電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)中主要承擔(dān)著對(duì)低負(fù)荷的自空化管控作用。智能控制應(yīng)用于電力負(fù)荷控制裝置中，有助于實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷裝置對(duì)電廠各種設(shè)備單元組運(yùn)行過(guò)程中的自動(dòng)化監(jiān)控。智能控制還賦予了負(fù)荷控制裝置抗干擾的功能。通過(guò)在負(fù)荷裝置上安裝智能機(jī)器人，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行智能巡檢。智能機(jī)器人所搭載的智能傳感器、聲吶傳感器、光攝像儀、激光雷達(dá)導(dǎo)航傳感器等，都具有自動(dòng)檢測(cè)的功能。當(dāng)智能機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)到電廠設(shè)備負(fù)荷時(shí)，就會(huì)發(fā)出狀態(tài)監(jiān)測(cè)及智能檢修提示，或發(fā)出故障預(yù)警。DCS智能控制系統(tǒng)的智能生產(chǎn)監(jiān)管層就會(huì)將監(jiān)測(cè)信息傳輸給智能控制層，由智能控制層向智能設(shè)備層發(fā)出優(yōu)化指導(dǎo)的指令。智能設(shè)備層接收到優(yōu)化指導(dǎo)后，發(fā)出智能巡檢的指令，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能檢查。DCS智能控制系統(tǒng)利用模糊控制+人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，從而提升負(fù)荷裝置控制的精準(zhǔn)性。

2.4智能控制在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

電廠熱工自動(dòng)化在生產(chǎn)的時(shí)候，自動(dòng)控制系統(tǒng)利用智能控制，主要是對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，確保電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的穩(wěn)定性。智能控制可以根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行定期檢查，這樣可以為自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了基礎(chǔ)性的保證。同時(shí)，智能控制可以根據(jù)電廠熱工生產(chǎn)的需求，對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和更新，以此提升生產(chǎn)效率。另外，智能控制可以根據(jù)各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備的特性進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否存在故障，或者是電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)期間，一旦產(chǎn)生故障，可以及時(shí)做出反應(yīng)，對(duì)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)，并且將各項(xiàng)信息上傳到控制中心，向工作人員進(jìn)行反饋，工作人員根據(jù)所反饋的情況，做出相應(yīng)的維護(hù)，避免造成較大的影響。

2.5在給水控制中應(yīng)用

電廠發(fā)電過(guò)程中，水循環(huán)系統(tǒng)起著重要的作用，為了保證發(fā)電機(jī)組能夠正常運(yùn)行，需要嚴(yán)格控制水資源的供給。而傳統(tǒng)控制技術(shù)在給水的管理方面存在著嚴(yán)重的不足，對(duì)添加劑的量和加入時(shí)間衡量不準(zhǔn)，導(dǎo)致了加水、藥的作用發(fā)揮不到最大，資源不能被合理利用，水質(zhì)無(wú)法保證，設(shè)備容易積累水垢受損。而采用模糊控制模式進(jìn)行給水加藥自動(dòng)化管理，可以有效地對(duì)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制器進(jìn)行控制，使得對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行加水、藥過(guò)程變得可自動(dòng)化處理，保證了給水質(zhì)量和供應(yīng)，有效提升了熱工系統(tǒng)的工作效率，滿足了電廠電力生產(chǎn)的快速高效發(fā)展要求。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所示，基于智能控制的電廠熱工自動(dòng)化控制實(shí)際上是一個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化的過(guò)程。它主要應(yīng)用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、專(zhuān)家控制技術(shù)等，使電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有部分人腦的功能，體現(xiàn)對(duì)鍋爐和發(fā)電機(jī)組控制過(guò)程中的智能算法。智能算法的應(yīng)用是確?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐燃燒、汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)速、負(fù)荷裝置調(diào)速、燃燒系統(tǒng)風(fēng)量、給水系統(tǒng)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)智能控制的關(guān)鍵。依靠人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、專(zhuān)家控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火力發(fā)電廠所有重要設(shè)備運(yùn)行更加精準(zhǔn)的智能化控制，有效確保了大型發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)過(guò)程的安全，實(shí)現(xiàn)了火電廠發(fā)電綜合效益的最大化。

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