自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用研究

自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用研究

朱卓凤

大唐华银攸县能源有限公司 湖南 株洲412307

摘要：当前，我国的火电厂主要采用的均是自动化控制系统，即使有一些传统的控制方式，也正在向自动化系统方向转变。自动化系统在火力发电中的应用，充分保证了火力发电厂的运行效率，也充分证明了自动化系统的作用和价值，得到了火力发电行业的重视。本文对火力发电厂热工自动化的运行状态进行分析，阐述自动化控制系统的作用，供大家参考借鉴。

关键词：自动控制理论；火电厂；热工自动化；应用

1. 火电厂热工自动化现状

首先，在火力发电厂热工自动化运用过程中，主厂房大多采用的是DCS控制系统，其他的配套厂房则多采用的是PLC控制系统。出现这种情况的主要原因就是，在火力发电厂热工自动化运用的初期，由于 DCS 控制系统的价格比较昂贵，而且，在人们的认识当中，主厂房是最重要的，需要持续生产，而一些其他的配套厂房则是可以断断续续生产，对配套厂房的要求也不是很高，对模拟的空置量要求也不是很严格，所以，为了降低设备成本，在配套厂房当中采用了 PLC 控制系统。而对于主厂房中的发电机、汽机以及锅炉等控制系统而言，则需要长时间持续生产，对模拟的空置量要求比较严格，所以需要采用 DCS 控制系统。

其次，火力发电厂的锅炉在燃烧过程中，一定要加强对AP 论域的控制，对燃烧的周期进行自动化的控制，这样才能够对燃烧速度进行有效的控制。另外，锅炉技术能力与煤的质量也会对燃烧效果产生一定的影响，所以，在对其进行控制的过程中，一定要加强对锅炉运行情况的分析与控制，以此来保证发电的需要。最后，在对锅炉汽包液位进行测量的过程中，因为汽包液位缺乏一定的平衡能力，所以控制比较困难，特别是在供 水量发生变化时，很容易导致大量的液体汽化的现象，导致汽包液位与真实的测量结果不符合，究其原因，主要的原因有以下两个方面，第一，如果出现供水量减少或者蒸汽量剧增的情况，其测量的结果也会发生极大的变化。第二，如果出现供水量变化或者蒸汽量减少的情况，其测量值要比实际的数值要有所减少，就会出现汽包虚假液位的情况。一般情况，在设计锅炉汽包液位检测过程中，很容易忽视这个情况，进而导致锅炉无法正常运行，严重影响了火力发电厂的工作效率。

2.自动化控制系统作用

首先，火力发电厂的自动化控制系统是以 PLC 控制系统和网络为基础的，并在两者基础上形成的一种自动化控制系统。从理论上来讲，这种形式的自动化控制系统能够拓展一些管理信息系统，但是，从实际运用角度来看，所扩容的管理系统发挥的空间有效。从本质上来讲，火力发电厂主厂房所采用的 DCS 控制系统也是一种分布式控制系统的架构形式，其控制器能够兼容传统的 DCS 控制器，也可以兼容 PLC 控制器，或者是一些其他类型的控制器。所以，我们能够看出，PLC 控制系统也是属于分布式控制系统的架构形式。其次，随着我国科技的不断发展进步，出现了更为高级、更为先进的控制形式，例如 NT6000 模块，就是一种设备控制模块，在这种的控制模块当中，能够有效实现控制与故障报警功能，并且能够在第一时间进行反馈， 也能够实现模块之间的互相传递。我们来做一个假设，将一个设备模块比作为 0.5K 梯形图编辑量，如果我们想让 PLC控制也同样具有 0.5K 梯形图编辑量，需要完成很多复杂的操作。比如需要进行运行调试、修改剪辑、远程控制等操作，而且需要的时间也比较长，严重影响了工作效率。而采用 DCS控制系统则可以迅速实现相应的操作和控制，提高了工作效 率，保证了工作质量。最后，随着我国经济的迅速发展，我国对节能环保、节能减排工作十分重视，在这种情况下，我国的火力发电也需要进行一些调整。在火力发电过程中，我们首先要抓火电电源的管理，不断优化配置，科学有效的布置电力传输线路，保证我国供电地区的稳定性。不仅如此，在自动化控制方面也需要加大投入，火力发电厂要投入相应的资金或者与相应的科研机构展开合作，促进自动化控制在火力发电厂的运用，以此来促进火力发电厂的工作效率和工作质量，保持火力发电厂的持续稳定发展，同时满足国家提倡的节能减排的要求。

3.自动化控制理论在火电厂热工自动化中的具体应用

3.1 主蒸汽压力调节

主蒸汽压力是火力发电厂重要的参数，它是能够保证火电机组平稳有效运行的重要参考，同时也是调整机组负荷与平衡锅炉汽机能力的重要依据。在调节主蒸汽压力的过程中，主要是依靠锅炉燃烧调节系统进行有效的调节。一般而言，锅炉燃烧系统包括：送风机调节系统、燃烧调节系统、排风调节系统等。在调节主蒸汽压力的过程中，要保持能量平衡，以及对影响的规定值进行有效的调节。我们对整个过程进行着重的分析，在调节过程中，按照调节的方式可分为单回路调节和双回路调节。所谓的单回路调节就是指根据给出的响应值就能进行有效的调节，在调节过程中要与主蒸汽压力进行互相配合，要具有一定的自主调节能力，在自主调节工程中，要根据相应的参数，发挥自动化的优势。双回路调节是在单回路调节的基础上，增设了燃煤量的报警信号控制，而且，在调节的过程中，无法有效对回路内容参数进行调节，而且操作比较烦琐，但是其优势就是控制的速度比较快。在调节过程中的方法也十分灵活，操作人员可以根据实际情况进行有选择性的操作。

3.2 热工自动化技术

对于热工自动化技术而言，主要是根据自动化控制理论，利用相应的程序，对仪表盘的仪表、相应的信息，以及相应的技术进行科学合理的操作，对于热力学的一些参数进行有效的控制和检测，进而实现生产自动化、检测自动化、检修自动化、整理优化自动化的效果，提高生产的效率和质量，提高火力发电厂的产能，降低在生产过程中能源的消耗，实现节能减排的效果。从本质上来讲，热工自动化就是实现了锅炉、汽机以及一些辅助设备的自动化运行，进而保证整个机组高效、可靠、平稳地运行，保证火力发电厂的经济效益和生态效益。随着我国科技水平的不断发展进步，自动化控制技术也在不断的更新发展，在一定程度上促进了热工自动化的变革与发展。在生产过程中，积极采用新的技术，新的材料以及新的设备，能够使自动化控制系统更加完善、更加先进，进而实现了热工自动化控制的全面展开。与此同时， 随着热工自动化理论的实践，广泛地运用到实际生产当中去，充分保证了火力发电的可持续发展。

3.3 节能增效

随着我国经济的迅速发展，人与环境之间的矛盾越来越突出，对能源的消耗也是越来越大，所以，在这种背景下，特别是对火力发电企业来讲，尤其需要重视节能减排。随着科技的不断发展和创新，在火力发电厂中普遍采用自动化、智能化、网络化的控制方式，有效地控制了生产过程中的消耗与浪费，有效地保证了火力发电产业的发展，探索出了一条可持续发展的道路。

结束语

综上所述，随着我国科技的不断发展和进步，在火力发电厂的生产和经营管理当中，热工自动化控制系统得到了广泛的应用，有效地保证火力发电厂的平稳有效运行，贯彻了安全生产的宗旨。不仅如此，随着火力发电厂自动化控制系统的不断完善，提高了火力发电厂的生产效率和生产质量，而且还实现了节能减排的目的，促进了电力企业的平稳有序发展，实现了电力工作可持续发展。

参考文献

[1]魏志青.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用研究[J].建材发展导向(上),2021,19(1):149-150.

[2]邹子锋.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用研究[J].中国设备工程,2021(1):217-219.