火电厂热工自动化中自动控制理论及实际应用研究

火电厂热工自动化中自动控制理论及实际应用研究

张恒

内蒙古创源金属有限公司 内蒙古自治区 029200

摘要：火电厂热工自动化中自动控制理论的实际应用需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的优化热控制系统、机组负荷经济分配、变频控制技术、新型检测仪表等内容，则提供了可行性较高的自动控制理论应用路径。为更好服务于火电厂热工自动化，自动控制理论的应用还应关注锅炉过热气温控制、锅炉燃烧过程控制、锅炉给水全程控制等方面内容。

关键词：火电厂热工自动化；自动控制理论；应用

1火电厂热工自动化控制概述

火电厂热工自动化控制是火电厂和使用热工设备开展发电生产工作期间，涉及热力全过程的测量、数据处理等参数的一项管理工作，以此可以保证各项热力发电生产作业的参数符合要求。但是，该种常规的热力参数管理工作过度依赖人力，增加了火电厂进行发电生产作业的经济负担，而且人工进行的参数管理工作易出现检测不及时、误检等问题，后续会引发热力发电生产质量问题。所以采用自动化技术进行热工自动化控制系统的构建，使火电厂的热工控制管理工作可以自动化开展，尤其可以做好自动检测、自动控制、自动报警、自动保护等工作，后续可以更好地进行发电生产工作。整体的热工自动化控制工作通过自动化仪表、自动化控制装置进行具体的控制工作，提高火电厂进行的发电生产工作自动化程度，发电机组进行发电生产期间的作业效率有较大的进步，人力资源成本得到一定的节约利用。如果在火电厂热工设备进行发电生产作业过程中，出现了相应的问题，该自动化控制系统的报警装置可以及时发出警报提醒，促使工作人员可以尽快到相应的地方，进行参数调节或者故障维修，避免问题继续严重化发展。如果相应的参数到达相应的限定值，自动化控制系统可以进行自动保护检测、保护及控制处理。热工自动化控制的应用对于火电厂的发电生产工作开展和可持续发展具有重要的作用，需要火电厂在之后的发展活动中，积极引用先进自动化控制技术，使得自动化控制技术的优势可以充分发挥出来。

2火电厂热工自动化中自动控制理论的实际应用

2.1系统设计优化

2.1.1优化热控制系统

在基于自动控制理论的热控制系统优化实践中，优化可围绕汽轮机监视仪表系统性能、接地可靠性和抗干扰能力、热控制系统逻辑展开。汽轮机监视仪表系统性能优化需结合反复的调查研究，以此降低汽轮机监视仪表系统故障概率，机组误动的概率也可随之降低;接地可靠性和抗干扰能力优化需关注外界环境因素带来的干扰，控制系统因此出现的运行不稳定、测量数据不准确问题需得到重视，控制系统可能出现的发出错误指令问题也不容忽视，这会引发设备故障或机组跳闸，因此必须设法强化热控制系统的接地可靠性和抗干扰能力，以此保证系统的安全稳定运行;热控制系统逻辑优化需关注热控制系统运行环境中存在较大电磁强度，由此产生的环境干扰和自身异常往往会导致信号错误，如错误测量信号存在于连锁保护中，系统误动问题将随之出现，因此需采用单点测量信号方式进行优化，系统信号的准确传递可由此得到保障。

2.1.2机组负荷经济分配优化

在传统的火电机组控制系统中，直接调控对各台单位机组的目标负荷属于自动发电控制的关键，通过硬接线的方式将电厂端机组DCS与远程终端连接，即可保证远程调控效果，电厂及电网运行的安全性和可靠性可同时得到保障，但在节能减排方面的表现欠佳。随着“竞价上网”和“厂网分开”的深入实施，传统自动发电控制方式已无法满足实际需要，为实现电网营运的经济性提升，各个机组分配电厂经济负荷需要以各发电公司单独发送负荷指令为依据，自动发电控制与火力发电机组可有效连接起来。

2.1.3安全指标优化

在火电厂热工自动化系统设计过程中，需优先确保其平稳运行，随后再考虑日常运行中的节能降耗问题。如日常运行中火电厂热工自动化系统出现异常并导致无法正常运行的机械设备出现，大量的整修资源会因此耗费，机械设备的再次启动也会浪费大量燃煤，火电厂节能减排工作在这种情况下受到的严重负面影响必须得到重视。因此，火电厂热工自动化系统设计必须实现设备故障概率的针对性控制，降低非正常原因导致的火电厂停工时长，同时需关注不同工作区域、不同工作机械的检查工作，以此预判各类事故，降低故障出现概率。此外，智能化自动监察系统的针对性设计和充分利用也需要得到重视，人工巡查的陈旧模式可由此逐步淘汰，人力资源节约、检修时长缩短、火电厂经济效益提升及污染物排放数量降低也可同时实现。

2.2新技术应用

火电厂热工自动化中自动控制理论的实际应用还需要关注各类新技术，如等离子点火技术、机组自动控制和脱硫、变频控制技术、新型检测仪表。

2.2.1等离子点火技术

在技术先进性和节能环保性能方面，等离子点火技术的优势明显，这使得其近年来在我国火电领域的应用日趋广泛。传统点火技术在应用中会受到煤炭质量的影响，在遇到褐煤、贫煤、烟煤时，传统点火系统的有效点火很难实现。对于采用开放式磁稳、机械压缩、电磁于一体的等离子发生器来说，由于功率可调、连续，等离子点火技术的应用可成功点燃褐煤、贫煤、烟煤。在等离子点火技术的支持下，火电厂对燃煤质量要求的降低和锅炉运行效率提升均可实现。等离子点火系统采用不易氧化、高导热、高导电的特殊合金材料制成两级，辅以强化冷却结构可做到长期稳定使用。特殊合金材料的使用使得等离子点火技术可将空气作为等离子载体，等离子点火系统因此进一步简化，运行费用也得以降低。

2.2.2机组自动控制和脱硫

碳酸钙湿法脱硫技术在火电厂尾气脱硫处理中的应用较为广泛，由于脱硫部分和燃炉部分相互独立，仅通过导线相互串联的二者在安全性方面存在欠缺，节能减排作用的发挥也会受到限制。为响应国家节能减排号召，火电厂必须联动改造机组脱硫系统和自动控制系统，以此在DCS控制系统中集成脱硫部分，脱硫部分的交换器和增压风机数量也需要同时减少，以此加强脱硫系统烟气通道控制与燃炉控制的联动，节能减排目的可更好实现。

2.2.3变频控制技术

通过安装变频器，火电厂的节能效果可大幅提升，但变频器的购入和安装同时会消耗大量资金，价格不菲的高压变频器便属于其中代表。此外，变频控制技术的应用还需要专门建设机房，使用过程中周围信号受到的高次谐波干扰也需要引起重视，因此基于变频控制技术的变频器优选必须得到重视，以此开展针对性的可行性分析并编制技术规范，配合变频器使用前的经济技术分析，即可优选变频方式，同时可以综合考虑变频器的电压等级和控制方式。

2.2.4新型检测仪表

火电厂热工自动化控制离不开仪表的支持，因此需科学应用各类新型检测仪表，如蒸汽管道疏水时间可基于快速热电偶提高，煤堆温度检测可通过大型圆筒煤场的设立更好实现，阀门管道故障概率可通过超声检漏技术的应用降低，锅炉燃烧工况优化控制可基于声波检测技术更好实现，新型检测仪表的合理应用必须引起重视。

结束语

随着科学技术的快速发展，近年来我国火电领域进步迅速，自动控制理论在火电厂热工自动化的深入应用便能够证明这一认知，相关研究也随之大量涌现。基于此，本文将简单分析火电厂热工自动化中自动控制理论及基本应用，并深入探讨自动控制理论的具体应用，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。

参考文献

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