自動(dòng)控制理論在火電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

李鐘旭

[摘? ? 要]在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的大背景下，電力的需求不斷提升，火電廠作為電力系統(tǒng)中重要的部分必然要進(jìn)行完善。為了有效促進(jìn)火電廠發(fā)電效率的提升，減少帶來(lái)的環(huán)境污染，在火電廠熱工自動(dòng)化中應(yīng)用自動(dòng)控制理論具有重要的意義。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)控制理論;火電廠;熱工自動(dòng)化

[中圖分類號(hào)]TH16 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）09–0–02

[Abstract]Under the background of the continuous development of China's economy， the demand for electric power is constantly increasing， and the thermal power plant as an important part of the electric power system must inevitably be improved.In order to effectively promote the improvement of power generation efficiency of thermal power plant and reduce the environmental pollution， apply automatic control theory in thermal automation of thermal power plant

[Keywords]automatic control theory; thermal power plant; thermal engineering automation

近些年來(lái)，我國(guó)科技發(fā)展較為迅速，自動(dòng)化技術(shù)也有一定的進(jìn)步。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)可以有效提高工作效率，所以在現(xiàn)階段的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用?；痣姀S是我國(guó)重要的部分，在電力輸送中占有重要的地位，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活都有深刻的影響。雖然火電廠已經(jīng)有了多年的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)也較為完善，但是仍然存在一定的問(wèn)題，不利于發(fā)電效率的提升，影響到人們的日常用電，同時(shí)也在一定程度上加劇了環(huán)境污染。所以，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，火力發(fā)電必須要認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化技術(shù)的重要性，在當(dāng)前的發(fā)電背景下加入自動(dòng)化技術(shù)的使用，以此來(lái)提高發(fā)電效率。這樣不僅可以確保工業(yè)生產(chǎn)、居民用電的穩(wěn)定，同時(shí)還可以有效緩解環(huán)境污染的問(wèn)題。

1 火電廠熱工自動(dòng)化現(xiàn)狀

1.1 可靠性較低

可靠性是火力發(fā)電的重要內(nèi)容，但是在當(dāng)前許多火電廠中并不能確保較高的可靠性。在一些火電廠中，設(shè)計(jì)人員為了有效降低使用的資金，減少成本，通常會(huì)采用PLC系統(tǒng)，這種系統(tǒng)雖然可以滿足一定的發(fā)電需求，但是無(wú)法保證較高的運(yùn)行效率，所以在發(fā)電工作中也逐漸難以適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)電需求。另外，為了加強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，完善輔助車間也是火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的內(nèi)容，將DSC安裝進(jìn)去是許多企業(yè)的首選方案。

1.2 鍋爐壓力變化較大

在火電廠運(yùn)行的過(guò)程中，鍋爐壓力會(huì)出現(xiàn)一定的變化，甚至是較大的起伏，則是熱工自動(dòng)化系統(tǒng)面對(duì)的重要問(wèn)題。在不同的時(shí)間，發(fā)電廠內(nèi)的用電需求會(huì)出現(xiàn)一定的變化，所以為了有效地對(duì)發(fā)電量進(jìn)行調(diào)整，就必須要調(diào)整燃燒周期。在這個(gè)過(guò)程中，一些火電廠的工作人員缺乏足夠的專業(yè)能力，調(diào)整方式出現(xiàn)一定的問(wèn)題，如果引起調(diào)整速度過(guò)快，那么會(huì)加劇鍋爐的負(fù)荷，以至于鍋爐設(shè)備遭到破壞，進(jìn)而系統(tǒng)的工作效率也會(huì)受到影響。另外，在利用自動(dòng)化系統(tǒng)管理設(shè)備的過(guò)程中，通常會(huì)采用曲線來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)分析，但是一些工作人員相關(guān)專業(yè)知識(shí)匱乏，沒(méi)有完全掌握模糊算法，導(dǎo)致設(shè)備的調(diào)制出現(xiàn)偏差，進(jìn)而加大了系統(tǒng)的壓力。

1.3 自平衡能力較差

自平衡能力是火電廠運(yùn)轉(zhuǎn)不可或缺的部分，但是在熱工自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，這種能力仍然達(dá)不到較高的水平。鍋爐液位是設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的重要參數(shù)，需要對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。但是一些企業(yè)沒(méi)有使用較好的設(shè)備，很難對(duì)液位進(jìn)行控制，如果設(shè)備中出現(xiàn)了較多的水量，那么控制水量的工作也會(huì)更加困難，在運(yùn)行的過(guò)程中系統(tǒng)穩(wěn)定性也就會(huì)出現(xiàn)下降，甚至還會(huì)出現(xiàn)設(shè)備故障。另外，如果系統(tǒng)中的供水量產(chǎn)生變化，并且設(shè)備無(wú)法對(duì)其進(jìn)行有效控制，那么其中的液體很容易產(chǎn)生汽化的情況，這樣一來(lái)，火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)就會(huì)受到嚴(yán)重影響，進(jìn)而穩(wěn)定性也就很難得到控制，系統(tǒng)運(yùn)行也就會(huì)存在各種問(wèn)題。

2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用

2.1 拓展管理系統(tǒng)

將自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用在火電廠熱工自動(dòng)化中，可以對(duì)管理系統(tǒng)進(jìn)行有效拓展。拓展能力是自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要特征，所以如果在火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，那么系統(tǒng)的拓展能力也會(huì)得到一定的加強(qiáng)。同時(shí)，PLC系統(tǒng)是許多火電廠的主要應(yīng)用選擇，如果將自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用其中，那么系統(tǒng)就可以得到良好的管理，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性也會(huì)有一定的提升，火電廠運(yùn)行能力會(huì)得到明顯的加強(qiáng)。另外，一般情況下，為了控制自動(dòng)化系統(tǒng)，可以通過(guò)算法模塊來(lái)計(jì)算，根據(jù)計(jì)算得到的結(jié)果就可以整理當(dāng)前的系統(tǒng)，保證系統(tǒng)開(kāi)發(fā)率得到有效提升。

2.2 節(jié)能減排

將自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中，可以有效促進(jìn)節(jié)能減排。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以知道，如果采用傳統(tǒng)方式發(fā)電，那么電廠的諸多設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)較多的損耗，并且還會(huì)伴隨有較多的污染物，這對(duì)于環(huán)境保護(hù)有不利的影響。如果將自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用其中，那么用于發(fā)電的燃料就會(huì)燃燒的更為徹底，剩余的燃料也可以循環(huán)處理，這對(duì)于污染物的減少有重要的幫助。近些年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，但與此同時(shí)也出現(xiàn)了許多嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，霧霾現(xiàn)象頻繁發(fā)生，這不僅會(huì)影響大氣能見(jiàn)度，還會(huì)損傷人們的呼吸道，引發(fā)各類疾病。所以，為了有效避免這種情況的發(fā)生，將自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用在火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中具有重要的意義，可以有效減少污染物的排放，促進(jìn)火電廠的節(jié)能減排。

3 自動(dòng)控制理論在火電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

3.1 擴(kuò)展信息系統(tǒng)

為了使自動(dòng)控制系統(tǒng)可以充分發(fā)揮其價(jià)值，拓展信息系統(tǒng)是不可或缺的部分。實(shí)際上，火電廠是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能儀表等都是不可或缺的部分，可以對(duì)設(shè)備實(shí)施精確檢查，了解當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)，進(jìn)而根據(jù)檢查的結(jié)果來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。譬如，如果要將此技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)中，那么就要精確地統(tǒng)計(jì)當(dāng)前系統(tǒng)的用電需求、發(fā)電情況、運(yùn)行情況等，并對(duì)其進(jìn)行合理的分析。進(jìn)而將此技術(shù)同控制系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，并且在這個(gè)過(guò)程中可以加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行能力，擴(kuò)展信息系統(tǒng)，完善系統(tǒng)供電能力。另外，為了確保火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)可以很好的運(yùn)行，必須要深入了解熱學(xué)和發(fā)電系統(tǒng)的特征，并將二者聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)及時(shí)測(cè)量當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)發(fā)電量進(jìn)行合理的控制，這樣才可以避免資源的不必要損耗，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的提升。

3.2 應(yīng)用節(jié)能理論

節(jié)能理論的應(yīng)用也是不可或缺的部分，可以促進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的合理利用。在火電廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，必須要對(duì)其進(jìn)行良好的管理，這樣才可以在發(fā)電的過(guò)程中減少污染物的排放，促進(jìn)我國(guó)空氣質(zhì)量的提升。譬如，技術(shù)人員在實(shí)際工作的過(guò)程中可以制作發(fā)電廠的設(shè)備運(yùn)行方式圖像，對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分進(jìn)行深入研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題。針對(duì)性地引入智能控制系統(tǒng)，這樣一來(lái)，鍋爐在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中可以進(jìn)行循環(huán)燃燒，促進(jìn)燃燒效率的提升，有助于節(jié)能環(huán)保。另外如果想要更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，可以在系統(tǒng)中安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，同時(shí)，還要將火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)同運(yùn)行監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行連接，這樣一來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)就可以及時(shí)反映出來(lái)，技術(shù)人員在獲得相關(guān)信息后可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，避免不必要的資源消耗。

3.3 提高技術(shù)人員綜合能力

火電廠技術(shù)人員的能力對(duì)于火電廠系統(tǒng)運(yùn)行有重要的影響。在一部分火電廠中，一些工作人員的技術(shù)水平較低，沒(méi)有掌握專業(yè)的技術(shù)知識(shí)，所以無(wú)法對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀況有一個(gè)深入的了解。在火電廠實(shí)際招聘的過(guò)程中，除了對(duì)應(yīng)聘者的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行考察，還要對(duì)其技術(shù)水平進(jìn)行把關(guān)，保證留下的人的能力處于較高的水平。同時(shí)，在入職后也要將系統(tǒng)的管理制度、操控方法對(duì)其進(jìn)行講解，使其對(duì)當(dāng)前火電廠系統(tǒng)有一個(gè)全面的了解，可以完成其崗位的工作內(nèi)容，有效提升發(fā)電廠的發(fā)電能力。另外，發(fā)電技術(shù)在不斷提升，相關(guān)知識(shí)也在不斷增加，所以必須要對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，促進(jìn)系統(tǒng)控制能力的提升。譬如，管理人員可以聘請(qǐng)相關(guān)的專家來(lái)進(jìn)行培訓(xùn)，對(duì)管理系統(tǒng)、自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行講解，員工在不斷的學(xué)習(xí)中就可以掌握更加先進(jìn)的知識(shí)。在這個(gè)過(guò)程中。還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)安全培訓(xùn)的比例，確保電廠的安全運(yùn)行。

3.4 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行管理

實(shí)際上，員工的綜合能力不僅包含其技術(shù)水平，還涵蓋了運(yùn)行管理的控制。為了保證發(fā)電穩(wěn)定性可以達(dá)到目標(biāo)水平，自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用是必不可少的，在這個(gè)過(guò)程中還要將系統(tǒng)運(yùn)行方式牢牢掌握，使電廠的工作人員可以科學(xué)合理地管理系統(tǒng)。譬如，為了有效保證火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可以花費(fèi)一定的資金來(lái)聘請(qǐng)這方面的專家來(lái)與電廠的技術(shù)人員進(jìn)行合作，共同對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究。同時(shí)，還可以加入仿真技術(shù)的使用，發(fā)現(xiàn)其中不合理或者存在問(wèn)題的部分，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行改善，有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，火電廠具有較為復(fù)雜的系統(tǒng)，所以在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)保證工作人員的合理分工，對(duì)分工內(nèi)容進(jìn)行記錄，促進(jìn)系統(tǒng)維護(hù)工作效率的提升。獎(jiǎng)懲制度是不可或缺的部分，在進(jìn)行檢查的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)一定的問(wèn)題，那么可以根據(jù)分工內(nèi)容確認(rèn)此項(xiàng)問(wèn)題的負(fù)責(zé)人，并根據(jù)問(wèn)題大小進(jìn)行處罰，這樣才可以充分調(diào)動(dòng)員工工作積極性，保證發(fā)電廠運(yùn)行的穩(wěn)定。

4 自動(dòng)控制理論在火電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用策略

4.1 熱工儀表非線性特性校正方面的應(yīng)用

熱工儀表是火電廠運(yùn)行的重要部分，只有確保其具備高精度、高性能的特征，火電廠的生產(chǎn)效率才會(huì)得到有效的提升。實(shí)際上，一部分熱工儀表沒(méi)有較為嚴(yán)格的特征，有一定的非線性特性，這就在一定程度上影響了其精度。譬如，節(jié)流式流量?jī)x表同壓差之間的關(guān)系就是常見(jiàn)的非線性特性問(wèn)題。在這種情況下，必須要對(duì)這種問(wèn)題及時(shí)解決才可以提高儀表的質(zhì)量。一般情況下，可以通過(guò)自動(dòng)控制理論來(lái)校正這種非線性特性，自動(dòng)控制理論的合理利用可以有效加強(qiáng)非線性的校正。

此外，自動(dòng)控制理論知識(shí)的使用也是不可或缺的部分，在整合硬件設(shè)施以及模擬信號(hào)的過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)扮演著重要的角色。自動(dòng)控制理論和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)對(duì)于智能熱工儀表有重要的作用，同時(shí)計(jì)算機(jī)三維控制也可以帶來(lái)有效的幫助，能夠完成數(shù)字線性化處理。在這個(gè)過(guò)程中，要轉(zhuǎn)換處理輸入的信號(hào)，在得到數(shù)字量后要進(jìn)行精確計(jì)算，完成智能熱工儀表輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)線性化。

4.2 主蒸汽壓力特性調(diào)節(jié)方面的應(yīng)用

在實(shí)踐的過(guò)程中，自動(dòng)控制理論可以對(duì)主蒸汽壓力特性進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)還可以完善發(fā)電機(jī)組、汽輪機(jī)等部分的運(yùn)行環(huán)境。在得到主蒸汽壓力調(diào)節(jié)需求后，可以將自動(dòng)控制理論同計(jì)算機(jī)三維空間進(jìn)行結(jié)合，對(duì)偏差大小進(jìn)行分析，確保當(dāng)前分析內(nèi)容不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，這樣才可以有效調(diào)節(jié)主蒸汽壓力。同時(shí)，在將自動(dòng)控制理論應(yīng)用于主蒸汽壓力調(diào)節(jié)的過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)將雙回路設(shè)施應(yīng)用其中，這樣才可以將控制信號(hào)進(jìn)行合理利用。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展中，電力的需求不斷增加?；鹆Πl(fā)電作為電力系統(tǒng)中重要的部分，將自動(dòng)控制理論應(yīng)用于火電廠熱工自動(dòng)化中具有重要的意義。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)充分了解當(dāng)前火電廠存在的問(wèn)題，明確自動(dòng)控制理論的基本特征，這樣才可以保證自動(dòng)控制理論的合理使用，促進(jìn)火力發(fā)電效率的提升，減少環(huán)境污染。

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