自动控制理论在火电厂热工自动化的应用研究

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　　【摘 要】随着科学技术的进步以及社会经济的飞速发展，火电厂建设规模不断扩大，热工控制要求也不断提升。火电厂热工自动化控制系统在火电厂生产运行中发挥着至关重要的作用，其直接决定着火电厂发电效率。鉴于此，对火电厂热工自动化控制相关技术进行了研究，以期为一线工作提供理论与技术指导。
　　【关键词】火电厂；热工自动化；自动化控制
　　引言
　　加强火电厂热工自动化中自动控制理论的应用研究，有利于提升其自动化水平，满足火电厂生产计划深入推进要求。因此，需要通过对火电厂热工自动化实际情况及要求的考虑，将自动控制理论应用于其中，促使火电厂热工自动化的实际作用得以充分发挥，并且增加其自动化方面的技术含量。
　　1火电厂热工自动化的现状
　　第一，主厂房的控制系统在火电厂的热工自動化中，绝大多数采用的是DCS，而PLC主要应用于辅助车间的控制系统里。产生这样情况的重要原素是什么呢？这是因为在开始初期，DCS系统应用的价格是非常高昂的，所以，想要最大限度的减少生产成本，就必须依靠锅炉、发电机和汽机等工具的长时间有效稳定的进行生产，同时信号模拟量要具备相当的比例，这样才可以进行DCS。因此，在辅助车间里就只能使用PLC，因为其价格便宜。第二，怎样形容两个运行周期锅炉压力变化差值的论域呢？其实可以通过AP论域的应用。要是燃烧周期进行了自动的调整，那么负荷会出现极大的变化，导致控制燃烧的响应速度变快，不过，煤质和炉况的不同也会影响调节的效果。在火电厂热工自动化中，因为隶属度函数曲线的变化、交错和重叠，使得在进行模糊控制计算的过程中，因为数据变化的适应性，出现了很强的鲁棒性问题。第三，在测量锅炉汽包液位的过程中，因为汽包液位的系统没有自我控制平衡的技能，如果出口的蒸汽量忽然变大，或者是供水量忽然变低的时候，因为锅炉没有及时的反应过来，导致汽包的热量没有发生变化，这样会使锅炉里的液体不体积的汽化，产生测量汽包液位结论过大的结果。但是，如果进行相反的做法，则会使得汽包液位的测量值变小，从而形成汽包虚假液位的现象。
　　2自动化控制理论在热工自动化中的应用
　　2.1自动检测
　　在火电厂生产过程中，工作人员要及时掌握不同设备的运行状态，这对于发电作业的正常运行有着重要作用。应用火电厂热工自动化控制系统后，可直接通过仪表监测温度、压力、流量等数据，动态监测各种生产数据，有助于工作人员及时发现设备问题，预防电力生产事故。例如，在火电厂热工自动化检测系统中，通常使用温度传感器对温度进行检测。300MW以上的火电机组均是将电阻信号传导到数据库中，然后经过不同控制模块将信号转化。不同控制系统对热电偶的控制方式不同，主要采用热电阻、冷端补偿器等测量接线盒温度，然后经由计算机处理器修正各种数据。
　　2.2主蒸汽压力特性调节方面的应用
　　实践中为了使火电厂热工自动化作用下发电机组、汽轮机等有着良好的应用工况，并且实现对主蒸汽压力特性的有效调节，则需要考虑使用自动控制理论。具体表现为：（1）在自动控制理论的作用下，通过对主蒸汽压力调节要求的考虑，在计算机三维空间中对其偏差进行科学分析，从而为主蒸汽压力有效调节提供参考信息，确保其调节有效性；（2）基于自动控制理论的火电厂热工自动化方面的主蒸汽压力调节，需要考虑使用双回路形式，且将控制信号作用于主蒸汽压力调节方面，促使主蒸汽压力所需的调节措施运用更具科学性。
　　2.3主蒸汽压力LQ次优调节的措施
　　因为火电厂锅炉具备以下几个特点：体积大、容量以及热惯性大等，所以，对应的调节部件也会出现迟延等这些特征，同时还包含了主蒸汽压力。通常情况下，迟延特征的出现很容易导致调节系统的超调量增大，还有调节过渡时间的变长，从而影响机组发电的经济效益以及设施运行的安全性能。在现代工业生产中，一般采用PID调节器和Smith预估器进行改变迟延特征的调节措施。这个措施十分的了解到调节器和预估器两者之间存在的不足和缺陷，结合了最优控制理论方面的线性二次型的问题进行相应的调节，该理论具有以下几种优势：容易进行闭环调节与动态的过程、理论成熟等等。
　　2.4热工仪表非线性特性校正方面的应用
　　火电厂热工自动化发展中通过精度性能可靠的热工仪表的引入与使用，为自身的生产效率提高带来了保障作用。在这类仪表应用过程中，如热电偶温度仪表的热电势与温度的关系、节流式流量仪表的流量与差压的关系等，都属于热工仪表的非线性热性，会对这类仪表的精度产生一定的影响。针对这种情况，需要在自动控制理论的支持下，对火电厂热工自动化中的热工仪表非线性特性进行校正处理，从而提高这类仪表的精度。具体表现为：（1）通过对自动控制理论的合理使用，将模拟线性化方式应用于热工仪表非线性校正过程中，确保其校正处理效果良好性。在此期间，需要通过对自动控制理论知识的灵活使用，以自动化的方式通过对硬件与模拟信号的整合利用，对热工仪表的输入信号进行线性化处理，从而为其非线性特性的校正处理提供所需的参考信息，保持其良好的校正处理效果；（2）针对智能热工仪表，需要在自动控制理论、计算机网络等要素的作用下，在计算机三维空间中对这类仪表进行数字线性化处理。在此期间，需要对输入的信号进行转换处理，得到所需的数字量，进而对其进行精确计算，实现智能热工仪表输入信号线性化，从而满足这类仪表的非线性特性校正处理要求。
　　结语
　　我国的科学技术正处于不断创新和进步的阶段，许多新的材料、新的技术、新的工作原理被不断的创造出来，从而制造出了变送器、传感器等高科技产品，促进了控制装置和系统的不断发展。对于火电厂热工自动化技术的发展趋势，一定是有关于环保节能，可持续发展的目标，早日实现自动化控制系统的全面一体化。通过自动化控制理论的广泛应用，火电厂的安全性得以极大的保证的同时，有效的增加企业的经济利益，从而早日实现节能减排的目标。
　　参考文献：
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