探討火電廠熱工自動化及控制實踐

陳兆旭

摘 ? 要：隨著我國社會的不斷發展，人們對于電力供應質量也提出了更高的要求，在這樣的背景之下，各電力企業必須能通過各類新型技術的應用來滿足不斷上漲的用電需求，火電廠自動化水平的不斷升高是保障電力供應能滿足我國社會發展需求的關鍵。本文針對火電廠熱工自動化控制進行探討，在介紹火電廠熱工自動化控制新技術的基礎之上，針對此類技術在火電廠中主要的應用方向進行研究。

關鍵詞：火電廠 ?熱工 ?自動化控制 ?技術

中圖分類號：TM6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（a）-0008-02

火電廠是我國電能源的主要來源，而火電廠自動化水平則決定著其自身的運轉效率及各類設備應用的可靠性，因此，對火電廠熱工自動化控制技術進行研究是非常有必要的。結合現狀來看，火電廠熱工自動化已經在我國有了初步的發展，但根據現有研究資料進行分析不難看出，這一領域主要的討論方向仍是對傳統熱控自動化技術的改造，即使部分火電廠有意愿通過熱工自動化控制新技術進行改造，也很難做到有據可依。為了針對這樣的狀況進行改善，本文將針對火電廠熱工自動化控制新技術進行深入探討。

1 ?火電廠熱工自動化控制新技術

1.1 現場總線控制技術

現場總線實際上就是一種通信總線，主要應用于智能化現場設備及自動化系統之中，這一類總線具備開放式、數字化、多節點等特點。結合這一定義，現場總線控制系統主要是指將自動化系統內的傳感器、控制器等通過現場控制網絡連接起來，進而以網絡通信的形式完成信息傳輸，最后實現對各硬件設備的協調，即自動化控制[1]。對于火電廠熱工自動化控制來說，這一系統相較于傳統的分散控制系統主要具備以下優勢：

（1）開放性。現場總線控制系統具備開放性特點，在實際應用過程中，傳感器測量、工程量處理與控制都將能通過現場設備完成，也就是說，火電廠可以結合自身需求對各種功能模塊進行選擇，并在此基礎之上完成控制系統的構建，確保這一系統能最大化的發揮出輔助作用。（2）互操作性。火電廠熱工自動化控制需要對熱工過程涉及到的溫度、壓力、流量、料位等多項參數進行檢測和控制，以此來保障火電廠能在安全、高效的環境下運行。結合這一點，火電廠熱工過程及控制系統中涵蓋的設備及儀表種類是非常多的，現場總線控制系統能輔助不同設備及儀表之間相互傳輸數據，并確保這些設備都能“理解”接收到的數據的含義，進而做出正確響應。

1.2 智能控制技術

上文中已經提到，火電廠熱工控制系統結構較為復雜，涵蓋的設備和儀表數量較多，而對于部分大型火電廠來說，各類設備及儀表自身在結構上就具備非常高的復雜性，若仍使用傳統控制辦法，那么延遲、誤控等現象就很有可能導致設備出現故障，甚至出現安全問題。通過智能控制技術的應用，上述問題將能得到有效的制約和解決。結合火電廠主要的熱工過程來說，智能控制技術主要作用于以下2方面。

（1）對鍋爐燃燒過程的控制。對火電廠鍋爐燃燒過程的控制應將重點放在提升燃燒效率、降低環境污染等方面，對于這樣的要求來說，傳統控制辦法很難實現對鍋爐燃燒狀態的精確控制，而在人工神經網絡、模糊控制等技術的輔助之下，鍋爐燃燒過程中所產生的各類數據將能得到有效的采集和監測，進而在此基礎之上實現對鍋爐燃燒狀態的精確控制，保障火電廠鍋爐燃燒的經濟性和安全性。（2）對溫度的控制。鍋爐汽溫具備較強的時變性，傳統控制辦法難以應對大型火電廠的運轉需求，在汽溫模糊控制技術等的輔助之下，火電廠熱工控制系統將能更好的針對不同負荷下的鍋爐汽溫進行控制，以此來保障大型火電廠的高效運轉。

1.3 先進控制策略

傳統的控制方式主要是基于被控對象精確數學模型構建的，而對于本文所討論的問題來說，火電廠熱工過程具備非線性、動態突變性以及不確定性等特點，若依然使用傳統控制策略，那么制效果必然也會因此而受到影響。先進控制策略能有效的針對這一類無法使用精確數學模型描述的對象進行控制，上文中提到的模糊控制就是現階段最為常用的先進控制策略之一，本文主要針對以下兩類先進控制策略及其在火電廠熱工控制中的應用進行介紹[2]：

（1）自適應控制。從定義上來說，自適應控制主要是指在系統運轉過程中對被控系統的參數或指標進行測量，結合測量結果調整控制參數，保障被控系統能處于最佳運行狀態之下。在實際應用過程中，這一控制策略將能根據火電廠熱工過程參數變化自發的調整控制器參數，實際的控制效果自然能得到更好的保障。（2）預測控制。結合上文中的內容，實際工業生產過程都是多變量的，且具備不確定性，而預測控制自身對模型精度要求較低，能很好的適應工業生產應用需求，能有效應對火電廠熱工過程各項參數的非線性或時變性特征。在實際應用過程中，預測控制將利用預測模型預估過程未來的偏差值，進而在此基礎之上優化當前最優控制策略。通過這一控制策略的應用，系統綜合控制性能將能得到有效提升。

2 ?火電廠熱工自動化控制技術應用方向

2.1 自動檢測

在智能控制技術等的輔助之下，火電廠熱工過程中所產生的各項參數都將能得到有效的檢測，輔助相關管理人員掌握各項設備的運行狀況。通過對這些數據的分析，火電廠工作人員將能有效的判斷出設備是否存在異常，進而在此基礎上進行處理，從根本上保障火電廠的安全運行。

2.2 自動報警

自動報警主要是指對設備異常及參數異常等的預警，這一功能的實現需要火電廠相關工作人員提前針對各項參數設置上下閾值，并制定應急響應機制，在這樣的控制模式下，火電廠運轉過程中存在的影響因素都將得到更為有效的控制，進而保障所有設備及儀表都能正常運作并服務于電力供應。

2.3 自動保護

自動保護主要是指：若自動控制系統檢測出相關參數存在異常，將自發調整對應設備運行狀況，緊急情況下則可以直接控制部分設備停止工作。在自動保護機制的作用之下，火電廠熱工過程的安全性將能得到更好的保障，設備故障率也能在原有基礎上有所降低，最終實現系統內所有設備之間的協同工作。

2.4 自動控制

自動控制是火電廠熱工自動化控制系統的核心功能，在實際應用過程中，自動控制主要是指對設備運行流程及具體工序等的控制，火電廠工作人員只需要提前編寫程序即可，并在程序中設置具體的判斷條件，由自動化控制系統完成判斷過程并實現對設備運行狀況的控制。在這一功能的輔助之下，火電廠的自動化水平自然能得到有效提升，人為因素及傳統控制辦法中存在的存在缺陷都將能得到很好的改善[3]。

3 ?結語

綜上所述，本文主要針對現場總線控制技術、智能控制技術等新型自動化控制技術在火電廠熱工過程中的應用進行了詳細論述，并從自動控制、自動檢測、自動保護等方面對此類技術在火電廠中主要的應用方向做了分析。在后續發展過程中，火電廠必須能進一步將各類新型自動化控制技術重視起來，在原有基礎之上提升火電廠熱工控制系統自動化水平，實現火電廠的高經濟性、高安全性運行。

參考文獻

[1] 寧旭紅.火電廠熱工自動化控制技術應用及展望[J].自動化應用，2018（10）：101-102.

[2] 孫翔.火力發電廠熱工自動化設備的改造[J].科技創新與應用，2018（36）：102-103.

[3] 張凱林.智能控制及其在火電廠熱工自動化中的應用[J].通信電源技術，2018，35（12）：140-141.