自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應(yīng)用

俞凱倫

[摘 ? ?要]隨著我國科學技術(shù)水平不斷提升，自動化技術(shù)擴大了應(yīng)用范圍，并在各行業(yè)發(fā)展中發(fā)揮主導作用，充分凸顯自身優(yōu)勢與價值。基于新時代背景下，在企業(yè)建設(shè)與發(fā)展中，自動化控制技術(shù)受到良好的青睞，其中就包括火電廠，在熱工自動化中應(yīng)加大資金投入力度，借助科技手段代替人工勞作，有效降低人工操作安全事故發(fā)生率。同時，依據(jù)自動控制理論，完善火電廠熱工自動化應(yīng)用流程與制度，能為科學技術(shù)手段實施提供有利條件，并在實施階段合理化管控，規(guī)避常規(guī)問題持續(xù)性發(fā)生。

[關(guān)鍵詞]自動控制理論;火電廠;熱工;自動化系統(tǒng)

[中圖分類號]TM621 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）08–0–03

[Abstract]With the continuous improvement of China's science and technology level， automation technology has expanded the scope of application， and played a leading role in the development of various industries， fully highlighting its own advantages and values. Based on the background of the new era， in the construction and development of enterprises， automation control technology is favored， including thermal power plants. In the thermal automation， increase capital investment， with the help of scientific and technological means instead of manual labor， effectively reduce the incidence of manual operation safety accidents. At the same time， according to the automatic control theory， improving the application process and system of thermal automation in thermal power plants can provide favorable conditions for the implementation of scientific and technological means， rationalize the management and control in the implementation stage， and avoid the continuous occurrence of conventional problems.

[Keywords]automatic control theory; thermal power plant; thermal engineering; automatic system

自改革開放以來，我國各領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展均取得良好效果，其中就包括電力工業(yè)，在發(fā)展階段加大了對自動化技術(shù)的應(yīng)用力度，具備調(diào)動控制、分散控制等功能，通過創(chuàng)新自動化技術(shù)控制手段，有效解決電力供應(yīng)短缺問題。結(jié)合當前我國火電廠發(fā)展實況，關(guān)于熱工自動化應(yīng)用，是以自動控制理論為基礎(chǔ)，詳細探究生產(chǎn)環(huán)節(jié)中“連續(xù)發(fā)電”穩(wěn)定性與安全性，既能滿足火電廠創(chuàng)新發(fā)展需求，又能在技術(shù)水平提升方面有顯著效果，為火電廠穩(wěn)定發(fā)展帶來積極影響。

1 熱工自動化系統(tǒng)對火電廠生產(chǎn)的影響

1.1 強化系統(tǒng)功能

熱工自動化系統(tǒng)穩(wěn)定運行受控制器、網(wǎng)絡(luò)等因素影響，也是該系統(tǒng)內(nèi)部組成重要部分，從自動控制理論角度分析，控制器、網(wǎng)絡(luò)是強化熱工自動化系統(tǒng)功能的主要條件，有較大的開發(fā)潛力。同時，在火電廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對熱工自動化系統(tǒng)應(yīng)用，依據(jù)計算機原理，以“輔助”角色存在，依據(jù)火電廠生產(chǎn)要求，有相應(yīng)的配套設(shè)施，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與運行安全性[1]。其中，DCS架構(gòu)模式以分布式控制系統(tǒng)為核心，在當前我國自動化技術(shù)水平提升方面，屬于一項較成功與成熟的控制系統(tǒng)。該結(jié)構(gòu)模式具備較強的控制能力，主要負責對DCS控制器、新型PLC控制器管理。同時，在系統(tǒng)運行階段還與其他控制設(shè)備相互作用，擴大其影響范圍，拓展不同的運行模式，強化系統(tǒng)功能，在熱工自動化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

1.2 模塊設(shè)計

關(guān)于自動化系統(tǒng)構(gòu)建，主要是以自動化技術(shù)為主，并在應(yīng)用中不斷地開發(fā)，使系統(tǒng)能自行積累眾多高級算法模塊，因工作內(nèi)容不同、模塊設(shè)計要求不同，所具備的功能、優(yōu)勢等也會有差異性?；痣姀S所應(yīng)用的機械設(shè)備中，所具備的計算模塊，從其總量上對比分析，無論是計算機模塊還是應(yīng)用形式均有一定的復雜性，建議在應(yīng)用階段分析PLC作業(yè)階段所需的模塊類別與數(shù)量。基于高級算法模塊應(yīng)用下，在創(chuàng)新階段與現(xiàn)代化計算機傳遞技術(shù)綜合應(yīng)用，能對信息數(shù)據(jù)進行對接傳輸，既快速又有效，為火電廠生產(chǎn)質(zhì)量提升、效率提升、技術(shù)水平提升等帶來巨大影響。同時，因PLC自身還有待創(chuàng)新與優(yōu)化的空間，會在應(yīng)用過程中出現(xiàn)異常情況，需火電廠與工作人員引起重視。

2 火電廠熱工中的自動化應(yīng)用

2.1 提升主廠房控制系統(tǒng)性能

①生產(chǎn)工作開展，最主要的要求就是主廠房控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，各項工作均需在系統(tǒng)支持下有序開展，分析各指令傳達、信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)认妮^長的時間，需增加信號模擬量。②分析經(jīng)濟因素影響實況，因大部分熱電廠習慣性地集中處理DCS系統(tǒng)，并設(shè)置在主廠房中，但極易因工作地點要求不同而影響系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。對此，建議在工作方式方面進行相應(yīng)的創(chuàng)新，既可合理化管控系統(tǒng)，又能依據(jù)實況節(jié)約成本，為火電廠熱工處理提供基礎(chǔ)保障，同時為火電廠創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。

2.2 檢測鍋爐壓力技術(shù)

結(jié)合火電廠發(fā)展實況探究，在鍋爐壓力檢測、檢驗、結(jié)果計算等方面，能全面性掌握火電廠鍋爐壓力值。而在鍋爐使用階段，會因煤礦燃燒因素影響，鍋爐壓力發(fā)生變化。對此，需在設(shè)備運行階段以壓力控制、壓力檢測與計算為核心內(nèi)容，能保證壓力差值的正確性，并為煤礦燃燒率管控及提升提供基礎(chǔ)條件。

此外，在火電廠熱工開展環(huán)節(jié)，為保證鍋爐工作穩(wěn)定性與可靠性，建議在設(shè)計階段明確鍋爐設(shè)備使用位置，能在特定區(qū)域內(nèi)限制鍋爐壓力，而在日常監(jiān)管過程中，工作人員只需依據(jù)AP理念就可準確、實時檢測鍋爐壓力，從而確保鍋爐設(shè)備運行良好性[2]。

2.3 測量鍋爐汽包液位

鍋爐汽包液位測量工作也是火電廠熱工開展核心內(nèi)容之一，因鍋爐汽包液位測量過程中會產(chǎn)生眾多信息數(shù)據(jù)，而各項信息數(shù)據(jù)均會對各項工作開展產(chǎn)生一定影響，充分說明此環(huán)節(jié)中所測量到的信息數(shù)據(jù)要精確、完整。基于汽包液位正常條件下，測量核心是鍋爐內(nèi)蒸汽供水量、蒸汽流量，依據(jù)測量到的信息數(shù)據(jù)分析鍋爐汽包液位值。如果其液位值出現(xiàn)錯誤，需工作人員結(jié)合實況及時調(diào)整，避免對后續(xù)工作開展造成阻礙。

3 火電廠熱工自動化中主蒸汽壓力應(yīng)用

3.1 優(yōu)化調(diào)節(jié)

從火電廠鍋爐本質(zhì)特點方面分析，較突出的是容量大、熱慣性強等。但在主蒸汽壓力調(diào)節(jié)過程中，也會受其自身本質(zhì)特點影響，出現(xiàn)調(diào)節(jié)延遲情況，無法保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性，使火電廠鍋爐設(shè)備運行存在安全隱患。對此問題，一般情況下是應(yīng)用預估器、調(diào)節(jié)器，可在火電廠鍋爐設(shè)備功能上進行改善。以自動控制理論為基礎(chǔ)，通過調(diào)節(jié)分析自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、模塊等，控制其延遲維度，既不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，又提升火電廠鍋爐技術(shù)水平[3]。

此外，在調(diào)控階段也對工作人員專業(yè)能力與職業(yè)技能等提出較高要求，為保證調(diào)控效果，建議選擇近似模型建立方式，用數(shù)學函數(shù)對其維度狀態(tài)表達。再加上預估器、調(diào)節(jié)器可對自動化系統(tǒng)優(yōu)化處理，能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行過程中的不足問題，并深度探究各項問題，全面掌握引發(fā)問題的具體原因，工作人員只需依據(jù)所提示的相關(guān)內(nèi)容與信息數(shù)據(jù)，就可制定出合理的解決措施，從根源上處理系統(tǒng)各類問題，從而保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，并對系統(tǒng)進行相應(yīng)的保護與管理。

3.2 主蒸汽壓力調(diào)節(jié)

影響火電機組運行安全性的關(guān)鍵性條件是主蒸汽壓力，依據(jù)檢測環(huán)節(jié)中所獲得到的主蒸汽壓力參數(shù)，為機組負荷調(diào)節(jié)提供重要依據(jù)，實時掌控鍋爐汽機平衡狀態(tài)。大部分火電廠對鍋爐燃燒系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，會通過分析系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，保證調(diào)節(jié)方法的合理性，強化系統(tǒng)功能。火電廠熱工自動化生產(chǎn)有良好的安全保證，工作人員實操難度降低，只需結(jié)合系統(tǒng)反饋的各項數(shù)據(jù)，全面掌握系統(tǒng)運行實況，減化火電廠熱工自動化生產(chǎn)流程。

其中，鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括送風調(diào)節(jié)、引風調(diào)節(jié)、燃料調(diào)節(jié)單方面，最突出的特點是既獨立存在又在運行階段相互影響，依據(jù)實況探究，可選擇單回路調(diào)節(jié)方式與雙回路調(diào)節(jié)方式。

單回路調(diào)節(jié)方式：控制信號是排差，整定方便、參數(shù)少、控制系統(tǒng)簡單。而在實際應(yīng)用的過程中也有不足之處，包括克服擾動能力較差、響應(yīng)速度較慢等。

雙回路調(diào)節(jié)方式：控制信號是導前信號與偏差，超調(diào)小、抗擾動能力較強、享獨家速度較快。而缺點是參數(shù)整定不便捷、控制系統(tǒng)有一定的復雜性[4]。

基于調(diào)節(jié)方式選擇條件下，以自動控制理論為主開展模擬實驗，對比鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)處理效果，有目的性、針對性地調(diào)整系統(tǒng)模塊、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，突出鍋爐燃燒系統(tǒng)特性。同時，還能在系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程中對燃料側(cè)內(nèi)問題合理解決，從而滿足火電廠熱工生產(chǎn)要求。

4 自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應(yīng)用

4.1 設(shè)備應(yīng)用

自動控制理論在火電廠熱工自動化設(shè)備中的應(yīng)用，是新時代背景下促進我國工業(yè)領(lǐng)域自動化、智能化發(fā)展的必要條件，并對先進科學技術(shù)、配套設(shè)施引進與應(yīng)用，改變傳統(tǒng)化、單一化的工作模式，也是現(xiàn)代化火電廠熱工自動化發(fā)展的必要趨勢[5]。同時，在火電廠熱工自動化中對自動控制理論應(yīng)用，可影響火電廠內(nèi)部設(shè)備運行穩(wěn)定性與安全性，把工作重心放在熱工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，不僅是生產(chǎn)效率、技術(shù)水平、生產(chǎn)質(zhì)量等有效提升，而且還能為工作人員對各項工作開展提供良好的安全保障，降低設(shè)備故障發(fā)生率，實施階段均能嚴格遵循各項制度要求，降低火電廠熱工生產(chǎn)損耗，能把更多的資金投入設(shè)備技術(shù)引進與更新等方面，利用先進設(shè)備代替人工，也降低工作人員管理難度。

此外，分析火電廠熱工自動化發(fā)展階段的自動化控制理論作用，火電廠所應(yīng)用的技術(shù)類別較多，在眾多技術(shù)手段支持下能提升工作效率，降低人員管控難度。如智能儀器儀表、信息技術(shù)、熱工自動化技術(shù)等，均能為生產(chǎn)、設(shè)備檢測、性能強化、系統(tǒng)功能拓展等帶來積極影響。同時，各項工作環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)也被詳細記錄，關(guān)于火電廠熱工自動化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的管理工作，只需依據(jù)各項技術(shù)所檢測到的信息數(shù)據(jù)分析，就可了解與掌控系統(tǒng)運行實況，便于第一時間發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題，充分發(fā)揮出自動控制理論在火電廠熱工自動化設(shè)備中的應(yīng)用價值。

4.2 新產(chǎn)品引發(fā)應(yīng)用

基于新時期背景下，現(xiàn)代化社會快速發(fā)展使各領(lǐng)域的競爭形勢越來越激烈，各領(lǐng)域中的企業(yè)為穩(wěn)定自身發(fā)展地位，并創(chuàng)新巨大的經(jīng)濟效益，還需增強自身綜合實力，在發(fā)展過程中對新技術(shù)引進與應(yīng)用，組建專業(yè)化研發(fā)隊伍，可在日常發(fā)展環(huán)節(jié)中加大對新產(chǎn)品創(chuàng)新與研發(fā)力度，并投入到日常生產(chǎn)中，通過實際行動說明新技術(shù)應(yīng)用價值與影響性，在各領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用[6]。其中，在火電廠熱工自動化發(fā)展階段，火電廠不單單是對工作重心進行相應(yīng)調(diào)整，而且還會在發(fā)展階段優(yōu)化自動化設(shè)備性能，創(chuàng)新多樣化的技術(shù)手段，嚴控各類材料質(zhì)量與性能，保證產(chǎn)品工藝質(zhì)量與技術(shù)水平。依然是受自動控制理論影響，火電廠可對自身實況全面性掌握，無論是對機械設(shè)備換代，還是改變生產(chǎn)材料等，均能革新自動控制理論，對火電廠熱工自動化生產(chǎn)起到促進作用，實現(xiàn)預期發(fā)展目標。

5 結(jié)語

自動控制理論應(yīng)用于火電廠熱工自動化中的應(yīng)用價值與影響性，能提升主廠房控制系統(tǒng)性能，也是火電廠熱工自動化發(fā)展的主要條件之一，可對火電廠熱工工作開展有效控制，是火電廠熱工自動化控制的核心技術(shù)，但是在實際應(yīng)用的過程中，也有較高的要求，需依據(jù)火電廠發(fā)展實況展開探究，具備完善的管理制度與措施，能在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對操作流程、人員行為等嚴格管束，才可保證火電廠熱工工作質(zhì)量與技術(shù)水平。

參考文獻

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