電廠熱工自動(dòng)控制技術(shù)研究

趙 亮

(哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150001)

電廠熱工自動(dòng)控制技術(shù)研究

趙 亮

(哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150001)

在國(guó)內(nèi)電廠熱工自動(dòng)化控制過(guò)程中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟，有效解決了傳統(tǒng)電廠熱工自動(dòng)化及其發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題與弊端，可有效滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，促進(jìn)我國(guó)智能化管控事業(yè)的發(fā)展。通過(guò)分析電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成，闡述了電廠熱工自動(dòng)化及智能控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐。

電廠；熱工；自動(dòng)控制；技術(shù)

1 電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成：第一，DCS系統(tǒng)。電廠DCS控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等高新技術(shù)的結(jié)合，可以有效完成電廠的過(guò)程控制和管理。DCS控制系統(tǒng)在電廠中的廣泛應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電廠機(jī)組的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行的自動(dòng)控制。第二，煙氣脫硫系統(tǒng)。煙氣脫硫系統(tǒng)主要采用PLC和FGD2DCS。電廠煙氣脫硫系統(tǒng)通過(guò)fgd2dcs和PLC，結(jié)合計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)來(lái)控制開(kāi)啟和關(guān)閉的煙氣脫硫系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控操作。電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的控制點(diǎn)設(shè)置可以結(jié)合電廠實(shí)際情況，將其結(jié)合在除灰系統(tǒng)外的電氣控制室中。同時(shí)，連接到電廠DCS控制系統(tǒng)，保證電廠穩(wěn)定運(yùn)行。第三，輔助系統(tǒng)集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。為了滿(mǎn)足電廠的安裝、調(diào)試和初始運(yùn)行過(guò)渡需要，在電廠集中監(jiān)控系統(tǒng)中的輔助系統(tǒng)，采用的是控制器+交換機(jī)+人機(jī)接口的方式集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合一些水、煤和灰點(diǎn)位置來(lái)安排調(diào)試終端。

2 電廠熱工自動(dòng)化

對(duì)于電廠熱工管控中的自動(dòng)化而言，其主要包括自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、順序管控和自動(dòng)保護(hù)等環(huán)節(jié)，具體分析如下：

第一，電廠熱工管控中的自動(dòng)檢測(cè)。自動(dòng)檢測(cè)是對(duì)熱工生產(chǎn)實(shí)踐中的各種化學(xué)量、物理量和相對(duì)熱工設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的嚴(yán)格監(jiān)控，從而及時(shí)掌握熱工設(shè)備運(yùn)行狀況。通常情況下，在鍋爐汽輪機(jī)內(nèi)會(huì)裝有大量的檢測(cè)設(shè)備和測(cè)量?jī)x表，可對(duì)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和顯示，同時(shí)還可以根據(jù)數(shù)據(jù)信息對(duì)溫度、水位以及轉(zhuǎn)速等進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和管控，這對(duì)確保機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全可靠性具有非常重要的作用。目前，國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)自動(dòng)檢測(cè)項(xiàng)目有：蒸汽壓力、潤(rùn)滑油壓、真空度、調(diào)速油壓、轉(zhuǎn)速和主軸撓度等，對(duì)這些熱工設(shè)備和裝置進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，可以有效確保電廠熱工控制效率。

第二，電廠熱工管控中的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在電廠熱工管控過(guò)程中，自動(dòng)調(diào)節(jié)即在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)既定條件下的具體施工情況有效管控。在汽輪機(jī)發(fā)電過(guò)程中，對(duì)于電力用戶(hù)而言，最基本的要求是確保發(fā)電裝置所需電力質(zhì)量，堅(jiān)決避免不必要的損失和影響。電廠供電質(zhì)量評(píng)定過(guò)程中，需要對(duì)電頻率數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄，并以此作為重要的參考指標(biāo)。實(shí)踐中，為了能夠確保用電頻率在預(yù)定精度范圍內(nèi)能夠合理的持續(xù)和維護(hù)，汽輪機(jī)硬件設(shè)施的性能一定要強(qiáng)大，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。在鍋爐運(yùn)行實(shí)踐中，應(yīng)采用可有效反映鍋爐狀況的相關(guān)參數(shù)保證既定范圍內(nèi)的變化。

第三，電廠熱工管控中的順序管控。順序管控通常非常簡(jiǎn)單，按照既定的條件、預(yù)設(shè)步驟，對(duì)電廠熱工設(shè)備進(jìn)行規(guī)范化操作和管控。順序控制的目的在于有效處理機(jī)組啟停、事故解決等問(wèn)題，其中每項(xiàng)順序管控內(nèi)容、控制步驟等，均立足于熱工生產(chǎn)設(shè)備所處的情況條件、具體運(yùn)行狀態(tài)。在此過(guò)程中，順序管控流程主要是基于操作次序、環(huán)境條件編制而形成的，通過(guò)智能自動(dòng)化設(shè)備方可實(shí)現(xiàn)。其中采用的自動(dòng)化設(shè)備，又稱(chēng)作順序管控裝置，該裝置必須具有較強(qiáng)的邏輯分析和判斷能力，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)。在每一環(huán)節(jié)的任務(wù)完成后，都應(yīng)當(dāng)對(duì)該環(huán)節(jié)工作進(jìn)行確定，從而為下一道工序的開(kāi)展，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第四，電廠熱工管控中的自我保護(hù)。自我保護(hù)是在電廠熱工設(shè)備運(yùn)行中，出現(xiàn)異常現(xiàn)象、參數(shù)超過(guò)既定限值時(shí)，及時(shí)預(yù)警，并采取有效的措施或執(zhí)行自動(dòng)聯(lián)鎖命令，避免因熱工設(shè)備自身問(wèn)題而造成安全事故，威脅人們的生命安全。近年來(lái)，隨著電廠熱工機(jī)組容量的擴(kuò)大，熱力系統(tǒng)也因此而變得非常復(fù)雜，操作控制煩瑣、管理難度增大。在該種情況下，對(duì)電廠熱工管控過(guò)程中的自動(dòng)保護(hù)提出了更高的要求。我們研究的自我保護(hù)內(nèi)容比較廣泛，比如：滅火保護(hù)、超壓超溫保護(hù)及安全事故聯(lián)鎖保護(hù)等。以汽輪機(jī)自動(dòng)保護(hù)為例，其中又包括了一些具體內(nèi)容，如超速、軸向位移、低油壓、差脹和低真空保護(hù)等。

3 電廠熱工自動(dòng)化中的智能控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

火電廠自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中仍存在許多問(wèn)題，應(yīng)優(yōu)化創(chuàng)新火電廠控制技術(shù)的熱工過(guò)程自動(dòng)化，不斷完善火電廠熱工過(guò)程自動(dòng)化控制技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)火電廠自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。一方面，電廠應(yīng)擴(kuò)大技術(shù)資源，優(yōu)化熱自動(dòng)控制技術(shù)的管理。充分注重?zé)嶙詣?dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化配置，提高電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，電廠應(yīng)加強(qiáng)熱自動(dòng)化控制技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)踐。

3.1 智能控制技術(shù)在過(guò)熱溫度控制中的應(yīng)用

在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，溫度過(guò)熱會(huì)造成一系列的問(wèn)題和不便，同時(shí)它也是電廠熱工自動(dòng)化水平的一個(gè)重要衡量指標(biāo)。實(shí)踐中，利用智能控制技術(shù)即可在過(guò)熱溫度產(chǎn)生變化時(shí)對(duì)熱量管控系統(tǒng)進(jìn)行操控，進(jìn)而減少熱量損失。在此過(guò)程中，還需要不斷加強(qiáng)對(duì)滯后、慣性時(shí)間的管控，只有這樣才能有效增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)過(guò)熱溫度的有效適應(yīng)性。在過(guò)熱溫度控制過(guò)程中，采用的是智能控制自動(dòng)化模糊，可不間斷地對(duì)過(guò)熱溫度進(jìn)行有效管控，并對(duì)高性能熱負(fù)荷實(shí)現(xiàn)有效管控。

3.2 智能控制技術(shù)在給水加藥控制中的應(yīng)用

在電廠熱工運(yùn)行過(guò)程中，尤其是給水加藥時(shí)，可采用智能控制技術(shù)中的模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器輸出的控制和調(diào)節(jié)，并且在給水加藥時(shí)可基于電動(dòng)自行旋轉(zhuǎn)管控設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)其有效控制。從應(yīng)用實(shí)踐來(lái)看，該項(xiàng)智能控制技術(shù)有效克服了以往電廠熱工控制過(guò)程中的給水質(zhì)量差、效率不高等問(wèn)題。模糊控制為電廠熱工自動(dòng)化提供了經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)濟(jì)效果非常顯著。

3.3 智能控制技術(shù)在鍋爐燃燒控制中的應(yīng)用

智能控制技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以有效對(duì)熱工自動(dòng)化進(jìn)行管控，可以對(duì)鍋爐燃燒時(shí)的不穩(wěn)定性加強(qiáng)控制。另一方面，還可對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)運(yùn)行的精確度進(jìn)行嚴(yán)格管控。在此過(guò)程中，存在著很多影響因素，對(duì)于電廠熱工系統(tǒng)而言，鍋爐燃燒情況直接關(guān)系著整個(gè)電廠的運(yùn)作，所以對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)加強(qiáng)管控至關(guān)重要。燃料、空氣嚴(yán)格按照比例輸送到燃燒室中，在具體的燃燒過(guò)程中產(chǎn)生熱量，然后傳到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)之中，進(jìn)而形成飽和的水蒸氣，通過(guò)調(diào)節(jié)閥為負(fù)荷設(shè)備供應(yīng)。在此過(guò)程中，燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣，其中的飽和蒸汽會(huì)轉(zhuǎn)變成過(guò)熱蒸汽。基于此，應(yīng)加強(qiáng)電廠熱工自動(dòng)化過(guò)程中的鍋爐燃燒智能化控制，對(duì)具體的環(huán)節(jié)加強(qiáng)管控，只有這樣才能有效促進(jìn)熱工自動(dòng)化發(fā)展。

3.4 單元機(jī)組負(fù)荷管控設(shè)備施工安裝

電廠熱工自動(dòng)化機(jī)組負(fù)荷管控設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，采用智能化控制技術(shù)手段，其隨著時(shí)間的變化而變化。基于該種特殊性質(zhì)，企業(yè)需要在電廠熱工自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中安裝單元機(jī)組負(fù)荷管控設(shè)備，只有這樣才能提高電廠熱工自動(dòng)化模型的準(zhǔn)確度。對(duì)于測(cè)試智能控制單元結(jié)果而言，單元機(jī)組荷載管控設(shè)備抗干擾能力非常強(qiáng)大，而且具有高度的技術(shù)適應(yīng)性，可有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

3.5 對(duì)中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制

智能控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用，面臨著非常大的困境，部分電廠在自動(dòng)化熱工智能控制過(guò)程中，需要以復(fù)雜、科學(xué)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，只有這樣才能接收到良好的信號(hào)。在此過(guò)程中，部分電廠熱工自動(dòng)化過(guò)程中應(yīng)用智能控制技術(shù)，有效提高了電廠熱工效率和經(jīng)濟(jì)性。

[1] 顧宏斌.探析火電廠中熱工自動(dòng)化控制的應(yīng)用和發(fā)展[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)(下旬刊)，2016，(04)：117-118.

[2] 黃遵華.探討火電廠熱工自動(dòng)化及控制[J].科技與企業(yè)，2016，(04)：84-85.

Studyonautomaticcontroltechnologyofthermalpowerplant

ZHAO Liang

(Harbin Thermoelectric Co., Ltd., Harbin 150001, China)

In the process of thermal power automation control in domestic power plants, the application of intelligent control technology has gradually matured, which effectively solves the problems and drawbacks of thermal power automation and its development in traditional power plants. It can effectively meet the needs of social and economic development and promote China’s intelligence management. By analyzing the composition of thermal power automation control system in power plant, the application of thermal power automation and intelligent control technology in power plant is expounded.

Power plant; Thermal engineering; Automatic control; Technology

TM621.6

A

1674-8646(2017)21-0060-02

2017-09-29