电厂热工智能自动化控制过程的先进方法研究

电厂热工智能自动化控制过程的先进方法研究

刘德明

通辽霍林河坑口发电有限责任公司

内蒙古自治区通辽市霍林郭勒市029200

摘要：随着现代科学技术的发展，火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组，其生产过程的操作由运行人员手动控制到陆续采用各种自动控制装置，实现生产过程的自动控制，使火力发电厂的自动化水平目益提高和发展。 关键词：电厂；热工自动化系统；方法 

一、电厂热工智能自动化概述

随着社会经济的不断发展，我国对电力的需求量也越来越大，而人工成本也不断增加，为了保证供电能力能够满足社会的用电需求，各大电厂都进行了自动化发电工程的建设。根据我国电厂的实际情况对电厂的设备加以设计，使得其产热过程中信息能够自动处理，设备可以自动进行监测、控制等，并保证设备的安全性、经济性和实用性，达到在没有操作人员的条件下，各种自动化设备和自动化仪表完全能够对电厂的产热过程进行控制的目的，这一系列过程叫做电厂的热工智能自动化。电厂的热工智能自动化一方面降低了电厂操作人员的工作量，改善了操作人员的整体工作环境，降低了电厂发电的人力成本，提升了单位产电的经济效益；另一方面提升了电厂产电的可靠性以及产电效率，提升了电厂生产的安全性。因此电厂的热工智能自动化在电力生产中有着举足轻重的作用。

二、电厂热工自动化水平的现状

随着我国科学技术改革越来越深入，当前电厂热工自动化水平也越来越高，其可以更好的优化系统、控制结构、设备以及控制范围等，不断对电厂传统的老旧机组进行淘汰，最终实现对电厂设备进行更加可靠和有效的控制。电厂热工自动化技术应用到电厂当中的核心技术是自动化控制系统。自动化控制系统能够自动控制电厂生产过程中的压力、温度、流量、液位等多种运行参数，保证机组设备的正常运行。在这些自动化系统设备组成中，测量仪表设备的功能是对被调量进行测量和对这类参数进行信号的转化；给定组件是对被调量给定值和电信号进行设置；调节器可以按照给定值和调量信号对比之后的偏差信号，按照控制指令的规律来将控制信号信号传递给执行器，然后执行器按照控制指令来对调节量进行改变；从整体来看，执行器指的是接受控制作用来对调节量变化的相关设备，执行器主要包括工艺流程中的电动执行器、气动执行器、泵与风机等旋转机械。

就目前而言，电厂的热工自动化系统主要采用分散控制系统（DCS）。分散控制系统主要由数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、电气控制系统（ECS）组成，这些组成部分实现数据采集、设备控制、故障报警、设备保护等一系列自动控制功能。除分散控制系统外，自动化控制系统还包括用于设备保护的炉膛安全监控系统（FSSS）、汽轮机数字电液控制系统（DEH）、汽轮机跳闸保护系统（ETS）和汽轮机的安全监测系统（TSI）。

三、热工自动化控制技术的发展趋势 

3.1分散式控制系统 

由于分散式控制可同步进行数据的传输与控制，可对电厂设备的实际运行工况进行有目的的调整，及时调整电厂运行方式，未来的电厂热工自动化技术必然会朝着分散式控制的方向发展，在分散式控制中应用数据总线与光纤技术可完成控制系统与远程机柜间进行数据传输，这样可使数据更真实、更有效。近年来，随着电厂生产规模的日益扩大，数据传输距离不断变远，未来的数据传输将朝着无线传输方向发展。 

3.2智能控制仪表的应用 

在电厂控制系统功能日益强大的影响下，这就要求仪表的功能应不断强大，利用智能化仪表把传统变送器取代，尤其是在测量流量方面，温压补偿一体式差压变送器的应用，可有效降低由于设备安装位置不当而引发的测量差异。智能控制仪表具有很多自身优点，智能仪表自身就具有一定的简单逻辑计算功能，如可温压补偿计算流量，有利于简化控制系统中的程序设计，同时可避免由于测量环境温度、压力仪表实际安装位置的不同，而引发数据采集误差，因此，智能控制仪表的应用也是未来自动化控制技术应重点研究的方向之一。

四、智能控制在电厂热工自动化中的应用领域

4.1利用智能化技术实现给水控制

将智能控制应用到电厂热工系统中，可以实现对给水系统的有效控制，并且提高了给水系统控制工作的自动化水平。智能控制的应用可以帮助工作人员实现对电厂变频器的有效调节，该功能的实现主要依靠的是智能控制中的模糊技术，以此来实现对电力输出系统的控制。与传统电厂热工系统中的给水系统不同的是，应用智能控制的给水系统可以改善给水的问题，并提高对给水系统水质的控制效果，进而提高了电厂给水系统的运行效率，为电厂系统的稳定运行奠定了基础。

4.2在温度控制方面的应用

热工自动化在检测电厂锅炉温度质量过程中具有较为广泛的应用，主要是检测锅炉是否存在过热现象，对于电厂锅炉的有效运行具有极其重要的现实意义。在此过程中，通过有效应用智能控制可以对热量系统进行更为有效的控制，可以使锅炉温度过热现象得到有效避免，不仅能够迅速降低过热温度，同时也可以更为有效控制滞后时间及其惯性，确保过热温度能够对系统运行环境具有更高的适用性。如果要实现更为有效的控制热负荷和过热温度，需要在应用自动化控制过程中有效应用模糊模式，确保过热温度能够始终处于标准范围之内，确保系统运行具有更高的稳定性，更为有效控制电厂热工，避免过热温度失控造成的经济损失，在电厂锅炉燃烧过程中有效应用智能控制，能够去更为有效的控制燃烧过程中存在的各种不确定因素，确保锅炉能源燃烧的充分性，避免能源浪费，从而保证能源具有更高利用率，同时该技术的合理应用，可以使自动化系统运行过程中，具有更高的精确度。

4.3在负荷装置中的应用

将智能控制应用在企业电厂热工自动化的单元机组负荷装置中，能够有效地使其自动化的准确度得到提升，使机组负荷装置在智能测试中的抗干扰能力得到很大程度的提升，同时在技术应用的适应性方面也得到大幅度的提升，加快系统运行的速度。电厂热工自动化通过智能控制的有效应用，在中储式制粉系统面临的难题解决上发挥着重要的作用。智能控制中的数学模式能够使模糊语言元素带来的影响大大降低，同时能够使其更好地接收电厂热工的控制信号，在扩大电厂热工自动化应用范围的同时，也使其自动化发展步伐得到加快。

4.4自动控制系统

电厂热工在有效开展自动化系统控制时，通常会涉及到大量设施装备，在实现系统运行时，各方面自动化的实现与智能控制密不可分，包括温度，引风和燃料等。这个环节工作内有效应用智能控制，能够进一步保障系统运行稳定性和安全性。在合理应用智能技术和相关设备过程中，能够确保热工系统具有更高的运行速度。同时，智能控制应用也可以在很大程度上实现电厂热能产量和热风管理水平。它有效控制，确保系统运行，具有更高的可靠性。

结论：

当前电厂在提高热电自动化技术方面还存在比较大的发展空间。因此，我们需要在对电厂热工自动化技术发展现状以及技术应用进行明确的前提下，强化对热工自动化技术的研究和自动化技术的掌握，并且对参数配置的细节进行细化，进而更好的提高热工自动化技术的应用效果，确保电厂可以在安全生产的基础上实现控制负荷更好的效果。

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