自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用

劉慶

【摘 要】近年來，隨著我國科學技術的快速發展，社會上各個行業對自動化技術的應用也逐漸的得到了完善。在目前的生產及生活環境中，自動化的控制工作也得到了極大的發展，進而在企業的建設中深受人們的普遍關注。在對自動化控制技術的應用方面，極大的降低了人力和物力的投入，所以這在一定程度上有效的降低了危險事件的發生。本文就針對自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用進行深入探討。

【關鍵詞】自動控制；火電廠；熱工；應用

自改革開放以來，我國的電力工業有了飛速的進步，電力生產開始引入分散控制以及調度自動化等，有效緩解了短缺的電力供應，促進國民經濟的發展。但當前我國的電力市場紅人存在一些不足的問題，例如，電力供應的自動化及電氣化水平較低，發電煤耗大、管理水平差等。電力工業在其生產過程中，必須連續進行發電，為了保證其生產過程的安全性以及經濟型，就必須采用大量的自動化設備以及技術，因此，將自動控制理論應用到火電廠熱工自動化中，是具有重要意義的。

1、自動化控制理論的內涵

所謂自動化控制理論是指關于在生產過程中，沒有人的活動痕跡，通過對外加的設備以及裝置的使用，讓機器、設備或是生產過程中的某一個參數或是工作時的狀態，按照之前設定的數據信息開始自動生產及運行技術有關的理論，是對自動控制規律進行研討的技術型科學。在自動控制理論初期發展的階段中，主要形式是對基礎的現場實際自動反饋調節過程原理在理論上進行總結和反饋，并反向繼續指導并應用于實際的工業控制領域。比如：在二戰期間的飛機與輪船使用的自動駕駛儀、火炮定位系統、雷達探測系統等等，這些系統就是通過對自動化的反饋原理的運用，從而達到自動定位與導航的功能，并且隨著時代的改變與發展，反饋原理被不斷重復的使用與更新，已達到現代社會對技術使用的標準。自二戰后到今為止，經過科學界的不斷研究與發展，自動控制理論體系不斷得到完善，并不斷與現代工廠生產設備、管理系統等電子設備結合使用。自20世紀60年代以來，隨著國家經濟社會的發展，自動化控制理論發展到一個新的階段“現代控制理論”，主要的研究方向是對高性能、高精度的多變性變量參數的控制優化，主要解決的方式是將狀態空間規則運用在其中。當自動化控制理論在機器設備使用中通過對系統的建立，實現自動化控制，其中對主要系統的使用是：自動控制系統、反饋控制系統。自動控制系統是將控制對象與控制設備按照設定的形式進行連接，并結合其他系統構成一個完整的個體。反饋控制系統是將控制對象以及控制設備運行的信息進行反饋，并且不斷修改被控制量與控制量之間的差數。通過對自動控制系統與反饋控制系統的運用，提高自動化控制理論在社會生活中的運用效率，同時增加自動控制理論在火電廠自動化中的應用。

2、自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用

現在，我國的火電廠一般具有以下幾種特征：燃煤種類多、電網負荷要求變動大、容量大和熱慣性大等等，從而讓鍋爐等燃燒容具的調節難度變大。另外，因為機組體積的不斷加大，從而導致主汽溫度和參數以及壓力都會相應的變高，所以，在生產的過程中，使得鍋爐的安全性能和經濟性能都無法得到保障，從而需要有關單位實行有效的措施和對策來保證正常的生產。

2.1主蒸汽壓力的普遍調節措施

主蒸汽壓力一般是在鍋爐燃燒的過程中進行調節系統的，該壓力由一系列的監測數據組成的，其不僅保證了火電機組的安全運行，還保證了鍋爐汽機能量的平等分配，也是機組調節壓力的重要數據。主蒸汽調節壓力的普遍措施有兩種，一種是在能量平衡的狀態下進行調節，另一種是在特定值出現偏差和主蒸汽壓力的狀態下進行調節。第二種措施還可以分成兩小類，一個是在特定值出現偏差和主蒸汽壓力的狀態下進行單回路調節，另一個是在特定值出現偏差和主蒸汽壓力的狀態下進行雙回路調節。在調節燃煤量的過程中，單回路的控制信號主要只包括了偏差，雙回路不僅包括偏差，還有導前信號。

2.2主蒸汽壓力LQ次優化調節

火電廠在進行運作過程中的鍋爐具有極強的熱慣性與容量大的特征。由此可以推理出，在鍋爐進行工作的過程中相應的燃燒調節對象在鍋爐特征的影響下是具有一定的時延性，主蒸汽壓力當然具有這種時延特性。這種時延性導致在對主蒸汽壓力進行調節時，其中調節過度的時間被延長可能導致調節變量得增強，進而經過時延后使得主汽壓力上升，對設備運行的安全經濟性造成威脅。通過現代控制技術的發展，以及從事相關專業的研究人員的努力，研究出按LQ次優調節原理的PID調節器。PID調節器就是在實際工程中運用范圍最廣，其調節控制規律為比例、積分、微分控制。PID調節器具有結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便等技術特點。在現代工業生產過程中，PID調節器能最大限度的對調節系統中的延遲性進行有效的改善。依據PID所具有的優缺點以及控制理論相關的技術理論，線性二次型的性能指標對主蒸汽壓力調節器進行優化設計，并通過主蒸汽壓力LQ次優化調節策略來實現。

2.3加強對電廠生產管理的控制

火電廠要想在當前社會發展過程中得到良好的發展和變化，在實際管理工作開展過程中就應該制定相應的方案或是對策，做到對發電廠的定期分析和節能工作的有效落實。此外在每一項工作的開展過程中，相關的工作人員也應該適當開展培訓和學習工作，從而對相關技術人員的工作水平或能力進行提升，以便更好的實現穩定性工作。同時火電廠還應該對相關的維護制度進行落實，定期報這個設備檢修工作的有效開展，從而將設備中可能存在的隱患進行排查，從而保證火電廠中的設備始終處于良好、穩定的工作狀態。

2.4對系統進行運行管理

為了使火電廠熱工自動化系統能夠合理應用自動控制系統，需要提高技術人員綜合能力，具體表現在：第一，在應用自動控制系統后，為了進一步提高發電的穩定性，不僅需要技術人員研究系統的運行方式，還需要管理人員對系統進行運行管理。例如：為了能夠提高火電廠熱工自動化系統的運行情況，管理人員可以聘請這一方面的專家與技術人員共同研究這一技術，并應用仿真模擬技術對系統運行的合理性進行研究，找到其中存在問題的部分并合理改進，提高系統運行的合理性。第二，當系統運行時，為了提高系統運行的穩定性，管理人員需要合理分配系統的維護工作，并將工作分配情況進行記錄，為了提高技術人員系統維護的工作效率，需要落實獎懲制度，在檢查的過程中，一旦發現系統存在問題，需要根據工作記錄表找到影響的負責人，并對其進行處罰，提高技術人員的工作積極性，促進發電廠的穩定運行。

3、結論

隨著自動控制理論在火電廠的應用，使得火電企業在生產過程中，實現了對生產過程的智能檢測和控制，有利于提高火電企業的生產效率，縮減人力物力成本，為火電企業的現代化轉型提供了技術支撐，為我國火電事業的發展做出理論指導。

參考文獻：

[1]趙佳昕.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用[J].中國新技術新產品，2016，54（10）：11-12.

[2]楊瑩.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用[J].低碳地產，2016，26（8）：228.

[3]陳磊.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用[J].科技傳播，2016，14（15）：164-165

（作者單位：大唐琿春發電廠熱控車間）