智能控制技術在電廠熱工自動化中的應用探究

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1 引言

目前我國各項科學技術在隨著我國經濟社會的發展而不斷進步,且在各個行業中廣泛和深入應用。以我國主要的火力發電企業為例,自動化和智能化控制技術在電廠熱工自動化中應用,有助于提升其運行水平,更是有助于實現對熱工設備的運行監測和控制。在目前火電廠規模逐漸擴大的形勢下,電廠中的熱工自動化系統規模也隨之擴大,其中所應用的各類電氣設備數量和種類也不斷增多,對設備控制的要求也逐漸提高,這也推動電廠熱工系統的智能化發展,成為電廠未來發展的必然趨勢。通過智能控制技術的應用,有助于提升電廠熱工自動化運行的安全性、穩定性和快速性、運行效率與質量,同時也提升電廠熱工自動化系統的自動控制水平和運行水平,進而可以提升電廠運行的經濟和社會效益。

2 智能控制技術在電廠熱工自動化的主要控制方式

神經控制、專家控制和模糊控制是目前電廠熱工自動化中比較常用的智能控制方式。一是針對神經控制技術來說,就是針對控制目標建立精確的神經型網絡工具,實現對熱工系統運行情況的監測和控制的技術。此網絡技術中含有較多的人工神經,其結合了生物學與先進科學技術,表現出較高的自我調節和自主學習能力。通過此技術的應用,可以針對系統中無法精確描述的非線性對象建模來推理設備和診斷故障、優化計算等,提升人工智能控制系統的技術水平,有利于滿足人們不斷提高的智能控制要求,且表現出良好的現場適應性。二是針對專家控制技術來說,就是一種結合了理論與實踐控制技術、可以模仿專家操縱方式對熱工系統進行控制的技術。此技術在具體應用中可以采取在原有基礎上留有專家控制系統組成特征的方式,或者是基于控制算法來應用專家控制技術,前者會由于知識庫中的知識內容和數據較少而導致推理邏輯過于簡單,而后者則可以顯著提升系統的判斷能力,有助于保證電廠熱工自動化系統的安全與穩定運行。三是針對模糊控制技術來說,這是一種可以反映人類邏輯思維和經驗的控制技術,可以有機理代替人工控制方式而提升控制效率,同時,應用此種技術無需建立復雜的數學模型,可以針對特定的控制問題進行快速處理,還可以在問題處理過程中不斷總結經驗和規律,進而可以對復雜系統進行高效控制。

3 電廠熱工自動化中智能控制技術的實際運用

3.1 自動控制 智能控制技術的此種應用,就是結合電廠熱工自動化的實際運行情況進行有效控制的應用方式。這主要由于電廠熱工系統比較復雜,難以通過單純的人工控制方式來實現高效和準確控制。但是通過此技術的應用,可以結合其實際運行情況進行自動調節和遠程控制,有助于減少人工勞動強度,同時也起到對設備運行工作流程的規范作用,設備也可以根據運行環境實現自動調節,進而提升設備運行效率并保證設備運行安全,延長設備運行期限。

3.2 自動保護 電廠熱工系統由于結構復雜,容易在運行中受到多種因素的影響而造成熱工設備故障,如果沒有及時發現和維修處理而會導致故障擴大并造成嚴重的人身安全事故等危害。而通過智能控制技術的應用,則可以結合電廠熱工系統運行情況開展自動檢測,結合檢測結果來判斷設備運行中的故障隱患,通過系統中心對所收集數據信息的分析與判斷來啟動自動暫停系統或者其他保護措施,防止電廠熱工系統由于設備故障而造成運行偏差問題或者故障擴大。

3.3 自動檢測 在電廠熱工自動化系統中應用智能控制技術可以監測好而控制各類儀表和設備的運行數據,通過與預先設定數據或者正常運行數據的對比來判斷此運行參數是否異常,進而可以判斷熱工系統是否運行正常。在通過其自動檢測功能的發揮來檢測到系統運行系統時,可以結合其自身運行情況對參數進行自動調節,或者可以作為自動報警的依據以及計算電廠收益的依據等。

3.4 自動報警 通過此技術的應用,在電廠熱工控制系統中可以通過報警裝置或燈光的設置,在開展自我檢測并檢測到異常作出自動保護動作之后發出報警信息,通過聲音或者燈光等方式提醒工作人員,工作人員可以根據系統控制中心顯示屏上顯示的故障位置和其他信息來開展針對性的維修工作,及時處理系統運行異常,排查設備故障,保障系統的安全與穩定運行。

4 智能化控制技術所包含的內容及其應用

4.1 在鍋爐燃燒中的應用 鍋爐是電廠中的三大主機之一,其運行效率直接決定電廠的發電效率和經濟效益,因此鍋爐燃燒也是電廠熱工控制的重點環節。在此控制環節中通過智能控制技術的應用,可以實現對鍋爐燃燒的智能化控制并提升鍋爐燃燒效率。這主要由于通過此技術的應用可以實現鍋爐的自動化甚至是智能化燃燒控制,不僅可以保證鍋爐穩定燃燒,而且可以實現對整個燃燒過程的高精度控制,保證鍋爐燃燒過程中燃料的充分燃燒、減少燃料浪費。同時,通過此技術的應用,可以對影響鍋爐燃燒過程的各種因素進行有效檢測和智能化控制,防止這些因素對鍋爐燃燒造成干擾,還可以及時發現鍋爐燃燒過程中的潛在風險并通過主控系統匯總給工作人員進行判斷和處理,確保鍋爐的安全、穩定與高效運行。

4.2 在制粉系統中的應用 電廠熱工自動化系統中的儲式制粉系統運行中也存在運行效率較低的問題,進而會對電廠熱工運行效率產生負面影響。而通過此智能控制技術的應用,可以在復雜的數學模型基礎上來接收和發送控制信號來實現對電廠熱工系統的智能化控制,通過此種方式有助于提升智能控制的精確性,不會出現模擬語言元素(確認這個描述是否正確?)影響現行規則數據的問題,實現了電廠熱工運行效率的提升。而且通過此技術可以不斷改進和創新電廠制粉系統,提升電廠運行的經濟效益。

4.3 在溫度控制中的應用 電廠鍋爐運行中的溫度控制是電廠熱工控制的重點,溫度過高,會導致鍋爐受熱面及蒸汽管道金屬材料的蠕變速度加快,降低使用壽命;長期超溫,會造成爆管。也會減少各汽輪機部件的使用壽命。溫度過低,會降低機組的循環熱效率,通過智能控制技術的應用有助于控制溫度穩定,提升鍋爐燃燒溫度的控制效率,提升電廠熱工自動化質量。在此技術應用中,主要對鍋爐過熱現象進行監測,一旦出現超溫現象則會自動啟動降溫措施,將溫度控制在合理范圍之內。。同時,通過此技術的應用,可以更加精準的控制以往的慣性時間和滯后時間等,實現系統過熱溫度控制適應力的提升。

4.4 在給水控制中的應用 在電廠熱工自動化運行中,給水加藥屬于比較重要的環節,在此環節中通過智能控制技術的應用,可以采取模糊控制方式來調節電廠變頻器,有助于控制變頻輸出并且自動和智能控制給水加藥系統,實現熱工系統運行效率的提升。此外,通過此技術的應用也改善了傳統控制模式下電廠熱工管理中的不足,提升了給水水質控制和供應控制水平,進而可以提升電廠運行的經濟效益。

4.5 在機組負荷控制中的應用 汽輪機同樣是電廠的三大主機之一,其運行效率也直接決定電廠的生產運行水平,尤其是對機組負荷控制水平則直接關系著電廠熱工自動化控制水平。因此,在發電機組負荷控制中應用智能控制技術,可以智能和自動控制機組負荷,也就是在全面分析和掌握機組的運行情況之后,結合不同時間下機組運行狀態的變化情況,可以通過此技術來對上述變化特殊性質進行精準控制,更加精準的掌握機組運行情況并及時發現其運行中的異常,通過更加有效和具有針對性的智能控制策略的應用來提升機組運行效率。此外,還可以通過專項單元機組負荷控制裝置的安裝來保證機組負荷控制中智能控制技術應有作用的發揮,實現電廠熱工控制模型準確度的提升。而針對電廠熱工控制實際運行中可能會遇到的各種干擾因素,也可以通過具有較強抗干擾能力的單元機組控制裝置的應用來適應電廠運行環境,實現電廠熱工自動化控制有效性和準確性的提升。

5 結束語

目前我國的火電廠規模在不斷擴大,電網頻率控制較嚴格的環境下,傳統的電廠熱工控制模式已無法滿足要求,表現出容易受到干擾以及所用控制技術不足而導致熱工自動投入率低、控制效果較差、調節網頻速度慢等問題。而如果傳統的控制模式結合目前更為先進的智能控制技術在其中的應用,不僅可以應用于鍋爐燃燒控制、發電機組負荷控制中,而且可以在制粉系統、溫度控制以及給水控制中應用,發揮其真正地自動控制、自動保護、自動檢測和自動報警等功能,實現對電廠熱工自動化的智能自動控制。此種技術融合了多種算法模塊,而且在熱工自動化系統運行過程中不斷積累高級算法模塊,有助于提升電廠的運行效率和安全、經濟效益,因此可以推動傳統電廠的可持續健康發展。