自動化控制技術在電廠的綜合應用

郭峰

摘要：現代社會隨著科學技術進步，電氣自動化技術在電廠的應用效果不斷提升，特別是從監控、自動化控制方面，均能有效提高電廠運行效率與質量，其未來的發展將會依據電氣自動化技術的革新，向著低頻逐漸發展到高頻，與計算機技術緊密結合等方面更深自動化方向前進。

關鍵詞：電廠熱工;自動化控制;技術應用

引言

電廠熱工智能自動化控制過程的先進方法，依托于科學技術的進步和社會觀念的的更新，是時代背景下的必然過程。火電是需要消耗不可再生資源的行業，未來必將要轉型、替代或淘汰，現階段我們能做到是讓火電廠運行中能最大化實現經濟、科學、環保，研究熱工智能自動控制是實現以上目標最有效的途徑。

1電廠熱工智能自動化控制過程的方法研究的意義

電廠熱工自動控制系統主要是指對熱工過程的自動檢測、自動報警、自動調節、自動保護以及實現程控、遙控等自動控制功能，能夠做到對于熱工過程重要參數，如溫度、壓力、流量、料位、電壓、電流、功率、振動、氣體成分、汽水比例等的精確檢測，對系統采集信息快速響應，對熱工過程主動調節，對電廠熱工工作系統實時保護。隨著我國產業升級和環境保護的重視程度不斷提升，對火電廠的節能環保、效率提高、經濟運行的要求不斷提高。為實現火電廠高效、經濟、環保運行，需要不斷升級和優化火電廠自動化控制系統。熱工控制系統作為電廠自動化控制系統的重要組成部分，研究其控制過程自動化、信息化、智能化對熱電廠有著重要的意義。

2電廠熱控自動化系統運行過程中存在的主要問題

近年來隨著經濟社會的發展，我國電網的規模越來越大，電網分布范圍越來越廣，電網傳輸距離越來越遠，在傳輸過程中需要大量的中間接口，這一定程度上影響了信號傳輸效率，出現信號傳輸不及時或者誤傳等現象，導致熱控系統由于信號傳輸不及時，導致熱控自動化系統運行混亂，系統保護信號傳輸時間太長，系統失去保護功能。當前科學技術日新月異，計算機信息技術、網絡技術、傳感技術、自動化技術廣泛應用在電力系統中，極大地提高了電網的自動化水平。但是熱控自動化系統更新速度比較慢，無法滿足現代電網發展要求。目前大部分火電廠依然采取定期檢修的管理方式，定期檢修不僅造成電力設備的過度維修，存在嚴重的浪費，因此需要探討適合熱控自動化系統管理模式。

3自動化控制技術在電廠的綜合應用

3.1 DCS 自動控制系統的應用

3.1.1 控制鍋爐汽包水位

為了確保鍋爐運行的安全性，相關技術人員需要注重汽包水位等參數，應用給水流量、汽包液位、蒸汽流量調節主給水閥等方式，實現鍋爐汽包水位的穩定性。一般而言，鍋爐提供的給水調節閥主要有主調節閥和備用閥，其中，主調節閥是DN150，在正常負荷和高負荷運行中發揮著重要作用;備用閥是 DN100，在低負荷的應用過程中作用比較明顯。鍋爐汽包給水控制系統的目標是確保汽包水位在規定的范圍內，實現鍋爐運行的穩定性，工作原理是在液體汽包液位調節輸出后，融合蒸汽流量完成加法運算，并將運算結果設定成給水量定值，并合理地調節偏差，輸出后通過執行結構調節給水閥。在蒸汽負荷增加的過程中，汽包內的壓力會在一定時間后恢復平衡，這時液位會在蒸發量增加的情況下逐漸下降，給水量不斷增加，指導汽包液位恢復到給定位置。

3.1.2調節爐膛負壓

爐膛負壓是鍋爐燃燒自動控制系統的重要參數之一，爐膛負壓的測量結果直接關系著燃燒控制過程。爐膛負壓自動控制是在調節引風機入口風門開度的情況下，確保負壓在-20～-100Pa 之間的微負壓處于穩定狀態，為鍋爐系統運行的安全性提供保障。為了控制爐膛負壓，技術人員需要改變引風量的大小，在鼓風量穩定的情況下，鼓風量可以作為引風控制的前饋量，在鼓風 OP 值增加的情況下，引風 OP 值也有所增加，在鼓風 OP 值減少的情況下，需要等待一定的時間后，減少引風OP 值。

3.1.3控制鍋爐送風

鍋爐送風自動控制的主要目標是在鍋爐添加的燃料在爐膛內燃燒的過程中，自動送入風量，為鍋爐燃燒的經濟性提供保障。送風自動控制系統的參數有送風壓力、煤氣壓力，在調整送風機擋板開度的過程中，需要自動調節送風壓力和煤氣壓力，進而提升燃料的使用率。

3.1.4鍋爐過熱蒸汽溫度自動調節

鍋爐過熱蒸汽溫度調節的原理是應用自制冷凝水噴水裝置合理地調整蒸汽溫度，根據集汽集箱和減溫器出口蒸汽溫度的測量結果，合理地調節減溫水調節閥的開度、減溫水量的溫度等，確保溫度在 430℃到 450℃范圍內，在集汽集箱出口蒸汽溫度升高的過程中，則減溫水的水量會自動增加，在汽溫降低時，減溫水量會減少，進而為蒸汽溫度的穩定性提供支持。

3.2自動化控制的應用

3.2.1智能控制

智能化應用可以在電氣工程發揮智能診斷故障、智能控制設備、優化整體設計等作用，電氣工程也早已脫離傳統的概念，已經有著更加新穎的含義。首先，智能控制要在電廠內建立系統管理組件系統，便于對電廠的自動化設備進行有效地控制調節，包括測量值、設定值和輸出值的動態棒圖與數字雙重顯示，所有的PID調節均設手自動切換按鈕，可實現手動與自動控制之間的無擾切換。

3.2.2MATLAB仿真

現階段電廠能耗指標評估主要使用傳統數理統計方法，這些方法難以挖掘數據深層次的信息。所以，電廠內部采用MATLAB仿真技術，利用自動化仿真控制能夠避免安裝和維護費用過大等問題。因為，MATLAB仿真技術能夠利用軟件計算，通過數值分析、矩陣運算、信號處理等手段，對電廠內部的DEH（汽輪機數字電液控制系統）等內容進行模擬化的動態系統參數處理，讓各系統的工作運行過程有動態的仿真預測，通過這樣的預測能夠避免一些不必要的設備維護，讓電廠自動化控制系統能夠更高效地工作。

3.2.3總線技術革新

總線技術能夠形成自動化的通信連接，實現智能儀器儀表、控制器和電力執行系統等設備的有效連接，使這些設備能夠形成一個有機的整體，各設備能夠互相配合。特別是分布式控制在一定程度上意味著，PLC、I/O模塊與現場設備之間建立了連接，能夠將輸入和輸出模塊逐漸進行轉換，變為現場的檢測器或執行器。逐漸實現統一系統平臺的全面建設，為各種自動化項目進行設計、測試以及實施的過程中提供周期性的支持，并使效率得到全面提高。

3.3自動化節能減排

燃料管理水平對于火電廠經濟效益及安全生產具有重要作用。電廠燃料管理系統使用自動化控制技術，能夠顯著提高電廠燃料管理水平及效率，對于提高電廠節能減排工作有著重要的作用。（1）自動化節能減排設置要在電廠自動化電氣設施內使用變頻技術，這種技術能夠自動調整開關頻率，按照電動機噪聲、溫升變化的要求持續動態調整，適應電動機狀態，確保不會發生降容問題。（2）要適當地運用燃料預測控制算法，根據生產過程響應對過程動態行為進行描述的一種數學模型，然后根據優化指標將控制量時間序列確定出來，使未來一段時間中被控制變量和期望軌跡之間的誤差降到最低。這樣做能夠確保節能工作一直在可控范圍之內。

3.4完善熱控自動化系統的檢修管理模式

當前大量先進的設備、技術廣泛應用在電力系統中，電網的自動化、智能化不斷提高，對熱控自動化系統的運行提出了新的挑戰。但是我國電廠的熱控自動化系統依然采用傳統的運行方式，遠遠落后電網的發展。因此，需要完善熱控自動化系統的檢修管理方式。熱控自動化系統采用溫度測量儀、傳感技術等對熱控自動化系統進行實時監測，及時了解設備運行情況，根據設備的實際運行狀態，進行檢修，避免過度檢修。其次，需要對電廠熱控自動化系統的各個分散子系統進行優化設計，提高子系統的信息處理能力、計算能力、控制能力，對熱控系統運行的各項程序可以積極響應，提高熱控自動化系統的運行效率。

結束語

熱控自動化系統是發電廠正常運行的關鍵，隨著我國發電廠裝機容量越大，對熱控自動化系統要求越來越高。為了提高熱控自動化系統的運行穩定性和可靠行，必須提高熱控自動化運行的智能化水平、控制水平、抗干擾能力，才能確保整個熱控自動化系統運行穩定性和安全性。

參考文獻

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