自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用

俞凱倫

[摘 ? ?要]隨著我國科學技術水平不斷提升，自動化技術擴大了應用范圍，并在各行業發展中發揮主導作用，充分凸顯自身優勢與價值。基于新時代背景下，在企業建設與發展中，自動化控制技術受到良好的青睞，其中就包括火電廠，在熱工自動化中應加大資金投入力度，借助科技手段代替人工勞作，有效降低人工操作安全事故發生率。同時，依據自動控制理論，完善火電廠熱工自動化應用流程與制度，能為科學技術手段實施提供有利條件，并在實施階段合理化管控，規避常規問題持續性發生。

[關鍵詞]自動控制理論;火電廠;熱工;自動化系統

[中圖分類號]TM621 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）08–0–03

[Abstract]With the continuous improvement of China's science and technology level， automation technology has expanded the scope of application， and played a leading role in the development of various industries， fully highlighting its own advantages and values. Based on the background of the new era， in the construction and development of enterprises， automation control technology is favored， including thermal power plants. In the thermal automation， increase capital investment， with the help of scientific and technological means instead of manual labor， effectively reduce the incidence of manual operation safety accidents. At the same time， according to the automatic control theory， improving the application process and system of thermal automation in thermal power plants can provide favorable conditions for the implementation of scientific and technological means， rationalize the management and control in the implementation stage， and avoid the continuous occurrence of conventional problems.

[Keywords]automatic control theory; thermal power plant; thermal engineering; automatic system

自改革開放以來，我國各領域創新發展均取得良好效果，其中就包括電力工業，在發展階段加大了對自動化技術的應用力度，具備調動控制、分散控制等功能，通過創新自動化技術控制手段，有效解決電力供應短缺問題。結合當前我國火電廠發展實況，關于熱工自動化應用，是以自動控制理論為基礎，詳細探究生產環節中“連續發電”穩定性與安全性，既能滿足火電廠創新發展需求，又能在技術水平提升方面有顯著效果，為火電廠穩定發展帶來積極影響。

1 熱工自動化系統對火電廠生產的影響

1.1 強化系統功能

熱工自動化系統穩定運行受控制器、網絡等因素影響，也是該系統內部組成重要部分，從自動控制理論角度分析，控制器、網絡是強化熱工自動化系統功能的主要條件，有較大的開發潛力。同時，在火電廠生產環節中對熱工自動化系統應用，依據計算機原理，以“輔助”角色存在，依據火電廠生產要求，有相應的配套設施，保證系統結構穩定性與運行安全性[1]。其中，DCS架構模式以分布式控制系統為核心，在當前我國自動化技術水平提升方面，屬于一項較成功與成熟的控制系統。該結構模式具備較強的控制能力，主要負責對DCS控制器、新型PLC控制器管理。同時，在系統運行階段還與其他控制設備相互作用，擴大其影響范圍，拓展不同的運行模式，強化系統功能，在熱工自動化系統中發揮著重要作用。

1.2 模塊設計

關于自動化系統構建，主要是以自動化技術為主，并在應用中不斷地開發，使系統能自行積累眾多高級算法模塊，因工作內容不同、模塊設計要求不同，所具備的功能、優勢等也會有差異性。火電廠所應用的機械設備中，所具備的計算模塊，從其總量上對比分析，無論是計算機模塊還是應用形式均有一定的復雜性，建議在應用階段分析PLC作業階段所需的模塊類別與數量。基于高級算法模塊應用下，在創新階段與現代化計算機傳遞技術綜合應用，能對信息數據進行對接傳輸，既快速又有效，為火電廠生產質量提升、效率提升、技術水平提升等帶來巨大影響。同時，因PLC自身還有待創新與優化的空間，會在應用過程中出現異常情況，需火電廠與工作人員引起重視。

2 火電廠熱工中的自動化應用

2.1 提升主廠房控制系統性能

①生產工作開展，最主要的要求就是主廠房控制系統穩定性，各項工作均需在系統支持下有序開展，分析各指令傳達、信息數據傳輸等消耗較長的時間，需增加信號模擬量。②分析經濟因素影響實況，因大部分熱電廠習慣性地集中處理DCS系統，并設置在主廠房中，但極易因工作地點要求不同而影響系統運行穩定性。對此，建議在工作方式方面進行相應的創新，既可合理化管控系統，又能依據實況節約成本，為火電廠熱工處理提供基礎保障，同時為火電廠創造良好的經濟效益。

2.2 檢測鍋爐壓力技術

結合火電廠發展實況探究，在鍋爐壓力檢測、檢驗、結果計算等方面，能全面性掌握火電廠鍋爐壓力值。而在鍋爐使用階段，會因煤礦燃燒因素影響，鍋爐壓力發生變化。對此，需在設備運行階段以壓力控制、壓力檢測與計算為核心內容，能保證壓力差值的正確性，并為煤礦燃燒率管控及提升提供基礎條件。

此外，在火電廠熱工開展環節，為保證鍋爐工作穩定性與可靠性，建議在設計階段明確鍋爐設備使用位置，能在特定區域內限制鍋爐壓力，而在日常監管過程中，工作人員只需依據AP理念就可準確、實時檢測鍋爐壓力，從而確保鍋爐設備運行良好性[2]。

2.3 測量鍋爐汽包液位

鍋爐汽包液位測量工作也是火電廠熱工開展核心內容之一，因鍋爐汽包液位測量過程中會產生眾多信息數據，而各項信息數據均會對各項工作開展產生一定影響，充分說明此環節中所測量到的信息數據要精確、完整。基于汽包液位正常條件下，測量核心是鍋爐內蒸汽供水量、蒸汽流量，依據測量到的信息數據分析鍋爐汽包液位值。如果其液位值出現錯誤，需工作人員結合實況及時調整，避免對后續工作開展造成阻礙。

3 火電廠熱工自動化中主蒸汽壓力應用

3.1 優化調節

從火電廠鍋爐本質特點方面分析，較突出的是容量大、熱慣性強等。但在主蒸汽壓力調節過程中，也會受其自身本質特點影響，出現調節延遲情況，無法保證調節系統穩定性，使火電廠鍋爐設備運行存在安全隱患。對此問題，一般情況下是應用預估器、調節器，可在火電廠鍋爐設備功能上進行改善。以自動控制理論為基礎，通過調節分析自動化系統結構、功能、模塊等，控制其延遲維度，既不影響系統穩定性，又提升火電廠鍋爐技術水平[3]。

此外，在調控階段也對工作人員專業能力與職業技能等提出較高要求，為保證調控效果，建議選擇近似模型建立方式，用數學函數對其維度狀態表達。再加上預估器、調節器可對自動化系統優化處理，能發現系統運行過程中的不足問題，并深度探究各項問題，全面掌握引發問題的具體原因，工作人員只需依據所提示的相關內容與信息數據，就可制定出合理的解決措施，從根源上處理系統各類問題，從而保證系統運行穩定性，并對系統進行相應的保護與管理。

3.2 主蒸汽壓力調節

影響火電機組運行安全性的關鍵性條件是主蒸汽壓力，依據檢測環節中所獲得到的主蒸汽壓力參數，為機組負荷調節提供重要依據，實時掌控鍋爐汽機平衡狀態。大部分火電廠對鍋爐燃燒系統的調節，會通過分析系統組成結構，保證調節方法的合理性，強化系統功能。火電廠熱工自動化生產有良好的安全保證，工作人員實操難度降低，只需結合系統反饋的各項數據，全面掌握系統運行實況，減化火電廠熱工自動化生產流程。

其中，鍋爐燃燒調節系統主要包括送風調節、引風調節、燃料調節單方面，最突出的特點是既獨立存在又在運行階段相互影響，依據實況探究，可選擇單回路調節方式與雙回路調節方式。

單回路調節方式：控制信號是排差，整定方便、參數少、控制系統簡單。而在實際應用的過程中也有不足之處，包括克服擾動能力較差、響應速度較慢等。

雙回路調節方式：控制信號是導前信號與偏差，超調小、抗擾動能力較強、享獨家速度較快。而缺點是參數整定不便捷、控制系統有一定的復雜性[4]。

基于調節方式選擇條件下，以自動控制理論為主開展模擬實驗，對比鍋爐燃燒調節系統處理效果，有目的性、針對性地調整系統模塊、內部結構等，突出鍋爐燃燒系統特性。同時，還能在系統調節過程中對燃料側內問題合理解決，從而滿足火電廠熱工生產要求。

4 自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用

4.1 設備應用

自動控制理論在火電廠熱工自動化設備中的應用，是新時代背景下促進我國工業領域自動化、智能化發展的必要條件，并對先進科學技術、配套設施引進與應用，改變傳統化、單一化的工作模式，也是現代化火電廠熱工自動化發展的必要趨勢[5]。同時，在火電廠熱工自動化中對自動控制理論應用，可影響火電廠內部設備運行穩定性與安全性，把工作重心放在熱工生產環節中，不僅是生產效率、技術水平、生產質量等有效提升，而且還能為工作人員對各項工作開展提供良好的安全保障，降低設備故障發生率，實施階段均能嚴格遵循各項制度要求，降低火電廠熱工生產損耗，能把更多的資金投入設備技術引進與更新等方面，利用先進設備代替人工，也降低工作人員管理難度。

此外，分析火電廠熱工自動化發展階段的自動化控制理論作用，火電廠所應用的技術類別較多，在眾多技術手段支持下能提升工作效率，降低人員管控難度。如智能儀器儀表、信息技術、熱工自動化技術等，均能為生產、設備檢測、性能強化、系統功能拓展等帶來積極影響。同時，各項工作環節中所產生的信息數據也被詳細記錄，關于火電廠熱工自動化生產環節中的管理工作，只需依據各項技術所檢測到的信息數據分析，就可了解與掌控系統運行實況，便于第一時間發現問題、探究問題、解決問題，充分發揮出自動控制理論在火電廠熱工自動化設備中的應用價值。

4.2 新產品引發應用

基于新時期背景下，現代化社會快速發展使各領域的競爭形勢越來越激烈，各領域中的企業為穩定自身發展地位，并創新巨大的經濟效益，還需增強自身綜合實力，在發展過程中對新技術引進與應用，組建專業化研發隊伍，可在日常發展環節中加大對新產品創新與研發力度，并投入到日常生產中，通過實際行動說明新技術應用價值與影響性，在各領域中發揮著重要作用[6]。其中，在火電廠熱工自動化發展階段，火電廠不單單是對工作重心進行相應調整，而且還會在發展階段優化自動化設備性能，創新多樣化的技術手段，嚴控各類材料質量與性能，保證產品工藝質量與技術水平。依然是受自動控制理論影響，火電廠可對自身實況全面性掌握，無論是對機械設備換代，還是改變生產材料等，均能革新自動控制理論，對火電廠熱工自動化生產起到促進作用，實現預期發展目標。

5 結語

自動控制理論應用于火電廠熱工自動化中的應用價值與影響性，能提升主廠房控制系統性能，也是火電廠熱工自動化發展的主要條件之一，可對火電廠熱工工作開展有效控制，是火電廠熱工自動化控制的核心技術，但是在實際應用的過程中，也有較高的要求，需依據火電廠發展實況展開探究，具備完善的管理制度與措施，能在生產環節中對操作流程、人員行為等嚴格管束，才可保證火電廠熱工工作質量與技術水平。

參考文獻

[1] 王冬生.火電廠熱工自動化中自動控制理論及實際應用研究[J].應用能源技術，2020，32（10）：14-16.

[2] 陳亞凱.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的有效運用分析[J].科學技術創新，2019，48（34）：195-196.

[3] 陸曄，薛輝.火電廠熱工自動化中自動控制理論的實際應用[J].科學技術創新，2019（26）：38-39.

[4] 洪盤.淺談自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用[J].中國設備工程，2018（16）：185-186.

[5] 鄭輝.淺析火電廠熱工自動化中自動控制理論的應用[J].山東工業技術，2018，42（2）：145.

[6] 寧中偉.試論火電廠熱工自動化中自動控制理論的應用[J].科技創新與應用，2017（33）：149，151.