智能控制在電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

王更云

（北京順政環(huán)保科技有限公司，北京 101309）

0 引言

當(dāng)前我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了較快發(fā)展，對(duì)電力能源的需求不斷提升，只有保證電力能源的穩(wěn)定供應(yīng)才能為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造有利條件，這就對(duì)電廠的電力生產(chǎn)提出了更高的要求。熱工控制水平對(duì)電廠的運(yùn)行狀態(tài)具有重要影響，為提升電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，需要從技術(shù)層面來(lái)提高熱工控制的水平。

近些年來(lái)隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，其適用性不斷提升。在電廠熱工控制中智能控制技術(shù)具有較大優(yōu)勢(shì)，它能夠讓控制系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)靈活、合理地采取相關(guān)措施，大大提升熱工控制的效率及應(yīng)用水平。因此，加大對(duì)智能控制技術(shù)的研究，提升智能控制技術(shù)的應(yīng)用水平，對(duì)促進(jìn)電廠熱工控制自動(dòng)化發(fā)展具有重要意義。

1 智能控制技術(shù)在熱工控制中的應(yīng)用

在電廠運(yùn)行中，熱工控制具有重要意義，同時(shí)也有很高的復(fù)雜性。傳統(tǒng)的系統(tǒng)控制通常采用人工手段，一方面系統(tǒng)控制的效率較低，另一方面控制的精確性也有一定缺陷，當(dāng)前該方式已經(jīng)很難滿足實(shí)際工作的需求。在電廠熱工管理中智能技術(shù)能夠讓系統(tǒng)具有自動(dòng)判斷及自動(dòng)控制的能力，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行相應(yīng)控制，有效提升控制的效率和精確性。在智能技術(shù)的支持下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠熱工的遠(yuǎn)程控制，提升管理的規(guī)范性以及時(shí)效性，對(duì)提升系統(tǒng)整體管理效率具有重要作用。

1.1 自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用

在電廠控制過(guò)程中，智能控制技術(shù)的作用主要是對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，只有保證監(jiān)測(cè)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，才能保證相關(guān)控制措施的合理性，因此在智能控制中，自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用十分重要。它不僅可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)及參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能對(duì)所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀態(tài)，有利于采取針對(duì)性的措施來(lái)解決設(shè)備故障、提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。電廠熱工設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，溫度、濕度等都會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)Νh(huán)境的溫度、濕度以及流量等信息進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，保證設(shè)備在最佳的環(huán)境中運(yùn)行。自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)所監(jiān)測(cè)到的參數(shù)也可以直觀顯示，相關(guān)工作人員能根據(jù)相關(guān)數(shù)值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)整，提升設(shè)備維護(hù)的水平。

1.2 自動(dòng)保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

自動(dòng)保護(hù)技術(shù)也是智能控制技術(shù)的重要組成部分。在運(yùn)行過(guò)程中熱工設(shè)備會(huì)受諸多因素的影響而出現(xiàn)一些故障，如果故障得不到及時(shí)解決將影響電廠的正常運(yùn)行，甚至還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。而自動(dòng)保護(hù)技術(shù)能夠在故障產(chǎn)生的瞬間就對(duì)設(shè)備采取保護(hù)措施，并將相關(guān)故障信息發(fā)送到系統(tǒng)控制中心，智能系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障類型進(jìn)行科學(xué)判斷，故障比較嚴(yán)重時(shí)將直接關(guān)停設(shè)備，防止故障問(wèn)題加劇。

1.3 模糊控制技術(shù)

模糊控制技術(shù)是智能控制技術(shù)的重要特征，在應(yīng)用過(guò)程中將模糊控制器設(shè)置在系統(tǒng)上。模糊控制器具有模糊語(yǔ)言系統(tǒng)及模糊操作原則，能夠?qū)Ρ豢刂茖?duì)象實(shí)施動(dòng)態(tài)管理，大大提升控制管理的靈活性及效率。智能控制技術(shù)在電廠熱工控制中有效應(yīng)用的前提是相關(guān)工作人員具有一定信息技術(shù)基礎(chǔ)，這樣才能全面掌握智能控制技術(shù)，充分發(fā)揮模糊控制技術(shù)的自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)。

2 智能控制技術(shù)在電廠熱工自動(dòng)化控制中的重點(diǎn)應(yīng)用

2.1 在鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

鍋爐是電廠熱工系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其燃燒效率直接影響著電廠的發(fā)電量以及燃料成本。因此有必要在鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù)，提升其燃燒效率。智能控制技術(shù)能夠通過(guò)相關(guān)的算法以及控制策略對(duì)鍋爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行有效控制，以自動(dòng)化的控制手段取代傳統(tǒng)的人工控制手段。傳統(tǒng)的燃燒控制由于缺乏控制的依據(jù)，在控制過(guò)程中并未充分考慮到溫度以及濕度等因素，因此控制策略不夠合理，未能充分發(fā)揮現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)的效率潛力，很多燃料在鍋爐內(nèi)得不到充分燃燒，不僅增加了燃料成本，電力輸出也比較低。智能控制技術(shù)能夠有效避免傳統(tǒng)燃燒控制的弊端，根據(jù)各項(xiàng)環(huán)境因素自動(dòng)合理地調(diào)整燃燒控制策略，使燃料在鍋爐內(nèi)充分燃燒，提升發(fā)電的效率。其次，智能控制技術(shù)還能提升鍋爐燃燒的安全性，在燃燒過(guò)程中對(duì)鍋爐狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃燒過(guò)程中存在的安全隱患，并對(duì)故障進(jìn)行原因分析、精確定位，促進(jìn)故障的及時(shí)解決（圖1）。

圖1 鍋爐智能燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)原理示意

2.2 在制粉系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電廠的發(fā)展和建設(shè)過(guò)程中，很早就應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)提升運(yùn)行效率了，但是由于技術(shù)尚未成熟，在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題，其中關(guān)鍵性的問(wèn)題就是所控制的制粉系統(tǒng)存在較多缺陷，對(duì)電廠運(yùn)行的效率、經(jīng)濟(jì)效益造成很大影響。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展成熟，其在電廠制粉系統(tǒng)中已經(jīng)得到有效應(yīng)用，目前已經(jīng)可以采用先進(jìn)的軟測(cè)量技術(shù)進(jìn)行煤質(zhì)的在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)根據(jù)制粉系統(tǒng)運(yùn)行的特征建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行及時(shí)控制，大大提升制粉系統(tǒng)運(yùn)行的效率以及有效性，能夠有效防止模糊語(yǔ)言數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)則的影響，只有這樣才能保證自動(dòng)化技術(shù)在電廠熱工控制中真正發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，提升電廠運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。從現(xiàn)代電廠的發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看，智能技術(shù)的應(yīng)用是電廠發(fā)展的重要方向，尤其在電廠制粉系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù)，有效解決以往電廠制粉系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，為熱工系統(tǒng)的良好運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

2.3 在溫度控制中的應(yīng)用

對(duì)鍋爐溫度進(jìn)行控制是熱工控制中十分重要的環(huán)節(jié)，鍋爐溫度關(guān)系到整個(gè)熱工系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及發(fā)電的效率。熱工系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐溫度過(guò)高則會(huì)增加鍋爐的損耗，而溫度過(guò)低將在很大程度上影響燃燒效率、浪費(fèi)燃料。對(duì)鍋爐溫度進(jìn)行有效控制，控制技術(shù)的應(yīng)用是關(guān)鍵，也是電廠熱工系統(tǒng)中的關(guān)鍵，對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平具有重要影響。智能技術(shù)能夠?qū)﹀仩t的溫度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果在監(jiān)控的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)存在異常，系統(tǒng)能夠根據(jù)相關(guān)的溫度參數(shù)自動(dòng)采取相應(yīng)的措施對(duì)溫度進(jìn)行控制，確保鍋爐溫度處于合理的范圍（圖2）。在熱工系統(tǒng)中對(duì)鍋爐超溫情況的觀測(cè)以及預(yù)防非常關(guān)鍵，相關(guān)工作人員應(yīng)重視溫度控制，提升智能控制技術(shù)在溫度控制中的應(yīng)用水平，確保溫度控制的效果。

圖2 主蒸汽溫度智能控制原理

2.4 在給水控制中的應(yīng)用

電廠運(yùn)行過(guò)程中對(duì)給水系統(tǒng)有著明確要求，現(xiàn)代智能控制技術(shù)的發(fā)展為給水系統(tǒng)控制提供了有利條件，能夠在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中智能化地控制機(jī)組，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)對(duì)運(yùn)行策略進(jìn)行調(diào)整（圖3）。運(yùn)行過(guò)程中給水系統(tǒng)一般是動(dòng)態(tài)變化的，在一定熱工系統(tǒng)條件下機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。智能控制系統(tǒng)能夠?qū)@種變化進(jìn)行更加智能的控制，保證給水的合理性，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組的異常、對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)機(jī)組進(jìn)行智能控制，提升系統(tǒng)運(yùn)行的整體水平。

圖3 給水智能控制原理

2.5 在負(fù)荷控制中的應(yīng)用

熱工系統(tǒng)應(yīng)用智能控制技術(shù)的主要目的是提升系統(tǒng)運(yùn)行的整體效率及整體水平，在這個(gè)過(guò)程中對(duì)機(jī)組負(fù)荷的控制是關(guān)鍵（圖4）。智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的整體狀態(tài)對(duì)機(jī)組的主要參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證機(jī)組參數(shù)始終處于合理的范圍內(nèi)。因?yàn)殡姀S熱工控制容易受到各種干擾因素的影響，應(yīng)用智能控制時(shí)應(yīng)立足于實(shí)際，因此電廠應(yīng)盡量選擇抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備，充分發(fā)揮智能控制的應(yīng)用效果和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升熱工系統(tǒng)運(yùn)行效率，促進(jìn)電廠控制管理現(xiàn)代化水平以及信息化水平的提升。

圖4 智能優(yōu)化協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

3 總結(jié)

在現(xiàn)代化電廠的建設(shè)及發(fā)展過(guò)程中，技術(shù)性因素發(fā)揮著重要作用，尤其隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，智能控制技術(shù)在電廠熱工控制中展現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢(shì)及潛力，對(duì)實(shí)現(xiàn)電廠的現(xiàn)代化發(fā)展具有重要意義。因此，在現(xiàn)代化電廠建設(shè)中應(yīng)重視智能控制技術(shù)的應(yīng)用、加強(qiáng)對(duì)智能控制的技術(shù)的研究，并結(jié)合電廠熱工系統(tǒng)的實(shí)際情況提升技術(shù)應(yīng)用水平，保證智能控制技術(shù)在電廠自動(dòng)化控制出發(fā)揮出應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，提升能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。