基于智能控制的電廠熱工自動化研究

劉江山

摘? 要：隨著信息時代的發(fā)展，我國科學(xué)技術(shù)水平也得到了顯著提升，尤其是人工智能控制表現(xiàn)最為突出，智能控制的影響力將到達(dá)各個行業(yè)領(lǐng)域。而電廠作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的排頭兵，在對于應(yīng)用智能控制技術(shù)和自動化技術(shù)上已經(jīng)相對成熟。本文主要針對與電廠的發(fā)展情況，基于智能控制的電廠熱工自動化技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。希望能促進(jìn)電廠發(fā)展，保障電廠生產(chǎn)品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：自動化? 智能控制? 研究? 發(fā)展

中圖分類號：TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）07（a）-0003-03

Abstract： With the development of the information age， the level of science and technology in China has also been significantly improved， especially the performance of artificial intelligence control is the most prominent， and the influence of intelligent control will reach various industries. As the vanguard of economic development， power plants have been relatively mature in the application of intelligent control technology and automation technology. This paper analyzes the application of thermal automation technology based on intelligent control for the development of power plant， hope to promote the development of power plants and ensure the production quality of power plants.

Key Words： Automation; Intelligent control; Research; Development

1? 智能控制技術(shù)的發(fā)展及探究

1.1 智能控制的電廠熱工自動化技術(shù)的現(xiàn)狀

智能控制觀念發(fā)源于20世紀(jì)70年代，是1967年由美國人萊昂德斯提出智能控制觀念，隨著時代、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各個企業(yè)不斷發(fā)展、擴(kuò)大，企業(yè)的需求也在逐漸增大，尤其是對設(shè)備實(shí)施的需求量變得越來越多，對特定的設(shè)備要求也逐漸變高。因此，大力發(fā)展智能控制電廠熱工系統(tǒng)就逐漸顯得越來越關(guān)鍵，只有這樣才能更好地發(fā)揮出智能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢、強(qiáng)化電廠熱工設(shè)備設(shè)施的安全數(shù)值，確保其平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，為電力工程智能控制發(fā)展做出不可替代的技術(shù)支持[1]。

1.2 智能控制的電廠熱工自動化的主要控制方式

1.2.1 神經(jīng)控制技術(shù)方式

所謂神經(jīng)控制技術(shù)通俗來說就是經(jīng)過建立神經(jīng)型網(wǎng)絡(luò)工具的方法，在確保講述目標(biāo)精確的基礎(chǔ)上，進(jìn)而監(jiān)測并且控制熱工系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。神經(jīng)控制技術(shù)是由許多的人工神經(jīng)組成的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將生物學(xué)與科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的，此項(xiàng)技術(shù)的好處就是具有極強(qiáng)的自調(diào)節(jié)能力和自主學(xué)習(xí)能力，可使人工智能控制系統(tǒng)的發(fā)展邁向下一個臺階。由于用戶對智能控制系統(tǒng)的要求變高，要求系統(tǒng)能夠適應(yīng)現(xiàn)場，導(dǎo)致傳統(tǒng)人工控制系統(tǒng)很難達(dá)到要求。但是神經(jīng)控制系統(tǒng)就能高效地解決這一問題，所以受到廣泛關(guān)注[2]。

1.2.2 專家控制技術(shù)方式

專家控制技術(shù)方式就是把專家提出理論和相應(yīng)的控制技術(shù)相結(jié)合，將理論和實(shí)踐融合，模仿專家操縱的方法控制其整個熱工系統(tǒng)，為電廠熱工自動化系統(tǒng)的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。專家式控制技術(shù)在自動控制系統(tǒng)中運(yùn)用較多，實(shí)現(xiàn)方式分為兩種：一種是在原有基礎(chǔ)上留有專家控制系統(tǒng)組成特征，它的缺點(diǎn)在于知識庫內(nèi)的知識內(nèi)容量少，造成推理邏輯簡單;另一種是在運(yùn)用控制算法的基礎(chǔ)之上，將專家控制技術(shù)運(yùn)用其中，從而提高原本系統(tǒng)的判斷能力。

1.2.3 模糊控制技術(shù)

模糊控制技術(shù)關(guān)鍵是能反映人類的邏輯思維和經(jīng)驗(yàn)，但是上述思維和經(jīng)驗(yàn)都是運(yùn)用語言進(jìn)行表達(dá)的。如“溫度上升過快，則降低升溫速度”。運(yùn)用控制系統(tǒng)前期，因?yàn)榧夹g(shù)人員對系統(tǒng)了解不夠全面，導(dǎo)致自動控制效果不佳，但是經(jīng)過技術(shù)人員思考探索，升級了模糊控制技術(shù)。與傳統(tǒng)自動控制技術(shù)對比，模糊控制技術(shù)的優(yōu)勢在于：可以規(guī)避繁鎖的數(shù)學(xué)模型，加快解決特定的控制問題，能夠總結(jié)經(jīng)驗(yàn)知識，提煉控制規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的控制[3]。

2? 電廠熱工自動化的控制系統(tǒng)中的實(shí)際運(yùn)用

2.1 電廠熱工自動化的控制系統(tǒng)的智能檢測

將自動化儀器測量出的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并記錄，然后依照熱系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行判斷系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如：溫度、流量、壓力、液位等。利用這些數(shù)據(jù)使用智能控制系統(tǒng)來檢測數(shù)據(jù)，如果發(fā)生問題，系統(tǒng)可以自動進(jìn)行預(yù)警，這樣便于相關(guān)工作人員進(jìn)行技術(shù)操作。

2.2 電廠熱工自動化的控制系統(tǒng)中的自我保護(hù)

自我保護(hù)功能是智能化自我檢測向外延伸出的重要技術(shù)功能，其主要作用是能對熱工系統(tǒng)故障做出更詳細(xì)的監(jiān)測和解析，并將其故障數(shù)據(jù)自動傳至控制系統(tǒng)中心，這樣能夠有效地避免因局部故障影響整體系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)工作。

2.3 電廠熱工自動化的控制系統(tǒng)中的自動控制

電廠熱工系統(tǒng)能否安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵性因素就是電廠熱工自動化系統(tǒng)的自動控制，由于熱工系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的步驟較為繁瑣和復(fù)雜，若是單單憑借員工手動進(jìn)行操控，是絕不可能保證其安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的。因此，強(qiáng)化電廠熱工自動化智能控制的研發(fā)力度是必須要邁出的關(guān)鍵性步伐，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)智能控制電廠熱工系統(tǒng)自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣不但能使其系統(tǒng)整套控制更加規(guī)范化，還能削減其他因素對整個系統(tǒng)產(chǎn)生的擾動，進(jìn)而達(dá)到提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率的目的[4]。

3? 智能化控制技術(shù)所包含的內(nèi)容及應(yīng)用

3.1 對燃?xì)廨啓C(jī)溫度的智能控制

燃?xì)廨啓C(jī)是整個電廠熱工系統(tǒng)的關(guān)鍵性設(shè)備，智能控制技術(shù)是運(yùn)用自主控制燃?xì)廨啓C(jī)的溫度的方式來強(qiáng)化其運(yùn)轉(zhuǎn)功效的平穩(wěn)增強(qiáng)。除此之外，運(yùn)用智能化技術(shù)控制燃?xì)廨啓C(jī)的溫度，防止設(shè)備溫度不穩(wěn)定等其他問題的出現(xiàn)，直接有效地提高了工作效率。雖然影響燃?xì)廨啓C(jī)的其他因素還有很多種，但在這一環(huán)節(jié)智能控制的應(yīng)用得到了很大改善，為其他環(huán)節(jié)智能化的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如：在鍋爐運(yùn)行中，溫度控制也是極為關(guān)鍵的，所以需要對鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的溫度進(jìn)行有效控制，以減少溫度過高帶來的安全問題，同時也能夠優(yōu)化因溫度過高而燃料過度浪費(fèi)的問題，達(dá)到機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行[5]。

3.2 對鍋爐燃燒時進(jìn)行控制

鍋爐燃燒時有很多不利因素會影響鍋爐燃燒的效果，例如：燃燒是否充分、燃料質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)等等。但運(yùn)用智能控制技術(shù)是完全可以有效地控制鍋爐燃燒過程，優(yōu)化燃燒調(diào)整，有效控制并提高鍋爐燃燒效率，提高煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，減少對環(huán)境造成的污染。基于以上所述，鍋爐燃燒必須實(shí)施智能化控制，通過智能化控制能實(shí)時監(jiān)控鍋爐的運(yùn)行情況，能夠最大限度地保障鍋爐的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3 對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行加水、藥的控制

水循環(huán)系統(tǒng)是保證發(fā)電機(jī)組能夠正常運(yùn)行的基本條件，所以要保證發(fā)現(xiàn)機(jī)組平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，就要適時在水循環(huán)設(shè)備中加入添加劑，以改變水質(zhì)，防止其在設(shè)備內(nèi)形成水垢等有害物質(zhì)。傳統(tǒng)的工作模式中大部分都是相關(guān)工作人員通過自身的工作經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷需要加多少量，并沒有準(zhǔn)確的儀器來進(jìn)行衡量，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致了加水、藥的作用發(fā)揮不到最大，質(zhì)量問題得不到保障。而智能化控制技術(shù)的應(yīng)用極大程度地改善了這一現(xiàn)狀，智能化控制技術(shù)運(yùn)用專業(yè)儀器使用模糊控制技術(shù)來進(jìn)行控制，很好地實(shí)現(xiàn)了對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行加水、藥的控制，將這一過程轉(zhuǎn)變了自動化處理。這種轉(zhuǎn)變極大地提高了這一環(huán)節(jié)的工作效率，且提高了整個電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 對制粉系統(tǒng)進(jìn)行智能化化控制

中儲式制粉在整個電廠制粉系統(tǒng)中是最為普遍且應(yīng)用最為廣泛的，但由于眾多因素導(dǎo)致中儲式制粉系統(tǒng)還是處在傳統(tǒng)模式下的手動控制狀態(tài)，這會致使系統(tǒng)產(chǎn)生丟粉和跑空磨的情況出現(xiàn)，這對于系統(tǒng)能否平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)影響是非常大的，特別是隨著時代的發(fā)展，多數(shù)國外電廠已實(shí)現(xiàn)機(jī)組FCB功能，磨的控制模式必須適應(yīng)FCB工況，面對這一現(xiàn)象，專家運(yùn)用了模糊控制技對磨進(jìn)行優(yōu)化控制。不僅滿足了磨的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行同時滿足機(jī)組在各大功能試驗(yàn)及惡劣工況下的需求。

3.5 對發(fā)電機(jī)組的智能化預(yù)警控制

在傳統(tǒng)模式生產(chǎn)過程中，發(fā)電機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)時極易出現(xiàn)單元組超出負(fù)荷的情況，當(dāng)發(fā)電機(jī)單元機(jī)組產(chǎn)生超負(fù)荷情況時，必須要及時加以干預(yù)，若不能及時加以控制并有效解決，會對電廠安全生產(chǎn)造成一定的影響。但由于發(fā)電單元機(jī)組數(shù)量多、控制過程繁瑣，傳統(tǒng)模式控制方式，已無法滿足綜合性大型電廠要求，特別是廠級控制。通過智能化控制就能很好地改變這一現(xiàn)狀，通過應(yīng)用智能控制能夠?qū)γ恳粋€發(fā)電單元組進(jìn)行單獨(dú)掌控，同時能夠?qū)崿F(xiàn)全廠機(jī)組間的整體控制，實(shí)現(xiàn)全廠燃料、負(fù)荷的優(yōu)化匹配。這樣可以有效地避免人工檢測失誤的出現(xiàn)，進(jìn)而確保工作中不會突發(fā)安全隱患[5]。

4? 結(jié)語

現(xiàn)今，時代、社會的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)化建設(shè)不斷增強(qiáng)，致使基于智能控制的電廠熱工自動化進(jìn)行研究，是電廠在當(dāng)今社會中發(fā)展所要進(jìn)行的必要路程，此舉對當(dāng)今國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民群眾生活水平都有著非常深遠(yuǎn)的影響。研討智能化控制技術(shù)在電廠熱工系統(tǒng)里的運(yùn)用，解析潛在的隱患，并且制定改良的策略，發(fā)揮出智能化控制技術(shù)的優(yōu)勢，是當(dāng)下社會發(fā)展的必要要求。

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