自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用

刘庆

【摘 要】近年来，随着我国科学技术的快速发展，社会上各个行业对自动化技术的应用也逐渐的得到了完善。在目前的生产及生活环境中，自动化的控制工作也得到了极大的发展，进而在企业的建设中深受人们的普遍关注。在对自动化控制技术的应用方面，极大的降低了人力和物力的投入，所以这在一定程度上有效的降低了危险事件的发生。本文就针对自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用进行深入探讨。

【关键词】自动控制；火电厂；热工；应用

自改革开放以来，我国的电力工业有了飞速的进步，电力生产开始引入分散控制以及调度自动化等，有效缓解了短缺的电力供应，促进国民经济的发展。但当前我国的电力市场红人存在一些不足的问题，例如，电力供应的自动化及电气化水平较低，发电煤耗大、管理水平差等。电力工业在其生产过程中，必须连续进行发电，为了保证其生产过程的安全性以及经济型，就必须采用大量的自动化设备以及技术，因此，将自动控制理论应用到火电厂热工自动化中，是具有重要意义的。

1、自动化控制理论的内涵

所谓自动化控制理论是指关于在生产过程中，没有人的活动痕迹，通过对外加的设备以及装置的使用，让机器、设备或是生产过程中的某一个参数或是工作时的状态，按照之前设定的数据信息开始自动生产及运行技术有关的理论，是对自动控制规律进行研讨的技术型科学。在自动控制理论初期发展的阶段中，主要形式是对基础的现场实际自动反馈调节过程原理在理论上进行总结和反馈，并反向继续指导并应用于实际的工业控制领域。比如：在二战期间的飞机与轮船使用的自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达探测系统等等，这些系统就是通过对自动化的反馈原理的运用，从而达到自动定位与导航的功能，并且随着时代的改变与发展，反馈原理被不断重复的使用与更新，已达到现代社会对技术使用的标准。自二战后到今为止，经过科学界的不断研究与发展，自动控制理论体系不断得到完善，并不断与现代工厂生产设备、管理系统等电子设备结合使用。自20世纪60年代以来，随着国家经济社会的发展，自动化控制理论发展到一个新的阶段“现代控制理论”，主要的研究方向是对高性能、高精度的多变性变量参数的控制优化，主要解决的方式是将状态空间规则运用在其中。当自动化控制理论在机器设备使用中通过对系统的建立，实现自动化控制，其中对主要系统的使用是：自动控制系统、反馈控制系统。自动控制系统是将控制对象与控制设备按照设定的形式进行连接，并结合其他系统构成一个完整的个体。反馈控制系统是将控制对象以及控制设备运行的信息进行反馈，并且不断修改被控制量与控制量之间的差数。通过对自动控制系统与反馈控制系统的运用，提高自动化控制理论在社会生活中的运用效率，同时增加自动控制理论在火电厂自动化中的应用。

2、自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用

现在，我国的火电厂一般具有以下几种特征：燃煤种类多、电网负荷要求变动大、容量大和热惯性大等等，从而让锅炉等燃烧容具的调节难度变大。另外，因为机组体积的不断加大，从而导致主汽温度和参数以及压力都会相应的变高，所以，在生产的过程中，使得锅炉的安全性能和经济性能都无法得到保障，从而需要有关单位实行有效的措施和对策来保证正常的生产。

2.1主蒸汽压力的普遍调节措施

主蒸汽压力一般是在锅炉燃烧的过程中進行调节系统的，该压力由一系列的监测数据组成的，其不仅保证了火电机组的安全运行，还保证了锅炉汽机能量的平等分配，也是机组调节压力的重要数据。主蒸汽调节压力的普遍措施有两种，一种是在能量平衡的状态下进行调节，另一种是在特定值出现偏差和主蒸汽压力的状态下进行调节。第二种措施还可以分成两小类，一个是在特定值出现偏差和主蒸汽压力的状态下进行单回路调节，另一个是在特定值出现偏差和主蒸汽压力的状态下进行双回路调节。在调节燃煤量的过程中，单回路的控制信号主要只包括了偏差，双回路不仅包括偏差，还有导前信号。

2.2主蒸汽压力LQ次优化调节

火电厂在进行运作过程中的锅炉具有极强的热惯性与容量大的特征。由此可以推理出，在锅炉进行工作的过程中相应的燃烧调节对象在锅炉特征的影响下是具有一定的时延性，主蒸汽压力当然具有这种时延特性。这种时延性导致在对主蒸汽压力进行调节时，其中调节过度的时间被延长可能导致调节变量得增强，进而经过时延后使得主汽压力上升，对设备运行的安全经济性造成威胁。通过现代控制技术的发展，以及从事相关专业的研究人员的努力，研究出按LQ次优调节原理的PID调节器。PID调节器就是在实际工程中运用范围最广，其调节控制规律为比例、积分、微分控制。PID调节器具有结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便等技术特点。在现代工业生产过程中，PID调节器能最大限度的对调节系统中的延迟性进行有效的改善。依据PID所具有的优缺点以及控制理论相关的技术理论，线性二次型的性能指标对主蒸汽压力调节器进行优化设计，并通过主蒸汽压力LQ次优化调节策略来实现。

2.3加强对电厂生产管理的控制

火电厂要想在当前社会发展过程中得到良好的发展和变化，在实际管理工作开展过程中就应该制定相应的方案或是对策，做到对发电厂的定期分析和节能工作的有效落实。此外在每一项工作的开展过程中，相关的工作人员也应该适当开展培训和学习工作，从而对相关技术人员的工作水平或能力进行提升，以便更好的实现稳定性工作。同时火电厂还应该对相关的维护制度进行落实，定期报这个设备检修工作的有效开展，从而将设备中可能存在的隐患进行排查，从而保证火电厂中的设备始终处于良好、稳定的工作状态。

2.4对系统进行运行管理

为了使火电厂热工自动化系统能够合理应用自动控制系统，需要提高技术人员综合能力，具体表现在：第一，在应用自动控制系统后，为了进一步提高发电的稳定性，不仅需要技术人员研究系统的运行方式，还需要管理人员对系统进行运行管理。例如：为了能够提高火电厂热工自动化系统的运行情况，管理人员可以聘请这一方面的专家与技术人员共同研究这一技术，并应用仿真模拟技术对系统运行的合理性进行研究，找到其中存在问题的部分并合理改进，提高系统运行的合理性。第二，当系统运行时，为了提高系统运行的稳定性，管理人员需要合理分配系统的维护工作，并将工作分配情况进行记录，为了提高技术人员系统维护的工作效率，需要落实奖惩制度，在检查的过程中，一旦发现系统存在问题，需要根据工作记录表找到影响的负责人，并对其进行处罚，提高技术人员的工作积极性，促进发电厂的稳定运行。

3、结论

随着自动控制理论在火电厂的应用，使得火电企业在生产过程中，实现了对生产过程的智能检测和控制，有利于提高火电企业的生产效率，缩减人力物力成本，为火电企业的现代化转型提供了技术支撑，为我国火电事业的发展做出理论指导。

参考文献：

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[2]杨莹.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].低碳地产，2016，26（8）：228.

[3]陈磊.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].科技传播，2016，14（15）：164-165

（作者单位：大唐珲春发电厂热控车间）