智能控制在電廠熱工自動化中的應用研究

王更云

（北京順政環(huán)?？萍加邢薰荆本?101309）

0 引言

當前我國的社會經(jīng)濟實現(xiàn)了較快發(fā)展，對電力能源的需求不斷提升，只有保證電力能源的穩(wěn)定供應才能為我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造有利條件，這就對電廠的電力生產(chǎn)提出了更高的要求。熱工控制水平對電廠的運行狀態(tài)具有重要影響，為提升電力供應的穩(wěn)定性，需要從技術(shù)層面來提高熱工控制的水平。

近些年來隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，其適用性不斷提升。在電廠熱工控制中智能控制技術(shù)具有較大優(yōu)勢，它能夠讓控制系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)靈活、合理地采取相關(guān)措施，大大提升熱工控制的效率及應用水平。因此，加大對智能控制技術(shù)的研究，提升智能控制技術(shù)的應用水平，對促進電廠熱工控制自動化發(fā)展具有重要意義。

1 智能控制技術(shù)在熱工控制中的應用

在電廠運行中，熱工控制具有重要意義，同時也有很高的復雜性。傳統(tǒng)的系統(tǒng)控制通常采用人工手段，一方面系統(tǒng)控制的效率較低，另一方面控制的精確性也有一定缺陷，當前該方式已經(jīng)很難滿足實際工作的需求。在電廠熱工管理中智能技術(shù)能夠讓系統(tǒng)具有自動判斷及自動控制的能力，根據(jù)設(shè)備運行的實際情況來進行相應控制，有效提升控制的效率和精確性。在智能技術(shù)的支持下可以實現(xiàn)對電廠熱工的遠程控制，提升管理的規(guī)范性以及時效性，對提升系統(tǒng)整體管理效率具有重要作用。

1.1 自動監(jiān)測技術(shù)的有效應用

在電廠控制過程中，智能控制技術(shù)的作用主要是對設(shè)備運行狀態(tài)及各項參數(shù)進行有效監(jiān)測，只有保證監(jiān)測的及時性、準確性，才能保證相關(guān)控制措施的合理性，因此在智能控制中，自動監(jiān)測技術(shù)的應用十分重要。它不僅可以對設(shè)備運行的狀態(tài)及參數(shù)進行監(jiān)測，同時還能對所監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行分析，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀態(tài)，有利于采取針對性的措施來解決設(shè)備故障、提升設(shè)備運行穩(wěn)定性。電廠熱工設(shè)備運行的環(huán)境相對復雜，溫度、濕度等都會影響設(shè)備的運行狀態(tài)，自動監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)Νh(huán)境的溫度、濕度以及流量等信息進行綜合監(jiān)測，保證設(shè)備在最佳的環(huán)境中運行。自動監(jiān)測技術(shù)所監(jiān)測到的參數(shù)也可以直觀顯示，相關(guān)工作人員能根據(jù)相關(guān)數(shù)值對系統(tǒng)進行科學、合理的調(diào)整，提升設(shè)備維護的水平。

1.2 自動保護技術(shù)的應用

自動保護技術(shù)也是智能控制技術(shù)的重要組成部分。在運行過程中熱工設(shè)備會受諸多因素的影響而出現(xiàn)一些故障，如果故障得不到及時解決將影響電廠的正常運行，甚至還會導致設(shè)備損壞。而自動保護技術(shù)能夠在故障產(chǎn)生的瞬間就對設(shè)備采取保護措施，并將相關(guān)故障信息發(fā)送到系統(tǒng)控制中心，智能系統(tǒng)會對故障類型進行科學判斷，故障比較嚴重時將直接關(guān)停設(shè)備，防止故障問題加劇。

1.3 模糊控制技術(shù)

模糊控制技術(shù)是智能控制技術(shù)的重要特征，在應用過程中將模糊控制器設(shè)置在系統(tǒng)上。模糊控制器具有模糊語言系統(tǒng)及模糊操作原則，能夠?qū)Ρ豢刂茖ο髮嵤﹦討B(tài)管理，大大提升控制管理的靈活性及效率。智能控制技術(shù)在電廠熱工控制中有效應用的前提是相關(guān)工作人員具有一定信息技術(shù)基礎(chǔ)，這樣才能全面掌握智能控制技術(shù)，充分發(fā)揮模糊控制技術(shù)的自動化優(yōu)勢。

2 智能控制技術(shù)在電廠熱工自動化控制中的重點應用

2.1 在鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中的應用

鍋爐是電廠熱工系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其燃燒效率直接影響著電廠的發(fā)電量以及燃料成本。因此有必要在鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中應用智能控制技術(shù)，提升其燃燒效率。智能控制技術(shù)能夠通過相關(guān)的算法以及控制策略對鍋爐的燃燒狀態(tài)進行有效控制，以自動化的控制手段取代傳統(tǒng)的人工控制手段。傳統(tǒng)的燃燒控制由于缺乏控制的依據(jù)，在控制過程中并未充分考慮到溫度以及濕度等因素，因此控制策略不夠合理，未能充分發(fā)揮現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)的效率潛力，很多燃料在鍋爐內(nèi)得不到充分燃燒，不僅增加了燃料成本，電力輸出也比較低。智能控制技術(shù)能夠有效避免傳統(tǒng)燃燒控制的弊端，根據(jù)各項環(huán)境因素自動合理地調(diào)整燃燒控制策略，使燃料在鍋爐內(nèi)充分燃燒，提升發(fā)電的效率。其次，智能控制技術(shù)還能提升鍋爐燃燒的安全性，在燃燒過程中對鍋爐狀態(tài)進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)燃燒過程中存在的安全隱患，并對故障進行原因分析、精確定位，促進故障的及時解決（圖1）。

圖1 鍋爐智能燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)原理示意

2.2 在制粉系統(tǒng)中的應用

在電廠的發(fā)展和建設(shè)過程中，很早就應用自動控制技術(shù)來提升運行效率了，但是由于技術(shù)尚未成熟，在應用過程中出現(xiàn)了很多問題，其中關(guān)鍵性的問題就是所控制的制粉系統(tǒng)存在較多缺陷，對電廠運行的效率、經(jīng)濟效益造成很大影響。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展成熟，其在電廠制粉系統(tǒng)中已經(jīng)得到有效應用，目前已經(jīng)可以采用先進的軟測量技術(shù)進行煤質(zhì)的在線監(jiān)測，同時根據(jù)制粉系統(tǒng)運行的特征建立相關(guān)的數(shù)學模型，對相關(guān)的信號進行及時控制，大大提升制粉系統(tǒng)運行的效率以及有效性，能夠有效防止模糊語言數(shù)據(jù)對相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)則的影響，只有這樣才能保證自動化技術(shù)在電廠熱工控制中真正發(fā)揮優(yōu)勢，提升電廠運行效率和經(jīng)濟效益。從現(xiàn)代電廠的發(fā)展趨勢上來看，智能技術(shù)的應用是電廠發(fā)展的重要方向，尤其在電廠制粉系統(tǒng)中應用智能控制技術(shù)，有效解決以往電廠制粉系統(tǒng)中存在的問題，為熱工系統(tǒng)的良好運行奠定基礎(chǔ)。

2.3 在溫度控制中的應用

對鍋爐溫度進行控制是熱工控制中十分重要的環(huán)節(jié)，鍋爐溫度關(guān)系到整個熱工系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及發(fā)電的效率。熱工系統(tǒng)運行過程中，鍋爐溫度過高則會增加鍋爐的損耗，而溫度過低將在很大程度上影響燃燒效率、浪費燃料。對鍋爐溫度進行有效控制，控制技術(shù)的應用是關(guān)鍵，也是電廠熱工系統(tǒng)中的關(guān)鍵，對系統(tǒng)的整體運行水平具有重要影響。智能技術(shù)能夠?qū)﹀仩t的溫度變化進行實時監(jiān)控，如果在監(jiān)控的過程中發(fā)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)存在異常，系統(tǒng)能夠根據(jù)相關(guān)的溫度參數(shù)自動采取相應的措施對溫度進行控制，確保鍋爐溫度處于合理的范圍（圖2）。在熱工系統(tǒng)中對鍋爐超溫情況的觀測以及預防非常關(guān)鍵，相關(guān)工作人員應重視溫度控制，提升智能控制技術(shù)在溫度控制中的應用水平，確保溫度控制的效果。

圖2 主蒸汽溫度智能控制原理

2.4 在給水控制中的應用

電廠運行過程中對給水系統(tǒng)有著明確要求，現(xiàn)代智能控制技術(shù)的發(fā)展為給水系統(tǒng)控制提供了有利條件，能夠在機組運行過程中智能化地控制機組，根據(jù)機組運行狀態(tài)對運行策略進行調(diào)整（圖3）。運行過程中給水系統(tǒng)一般是動態(tài)變化的，在一定熱工系統(tǒng)條件下機組運行狀態(tài)也會進行相應調(diào)整。智能控制系統(tǒng)能夠?qū)@種變化進行更加智能的控制，保證給水的合理性，并及時發(fā)現(xiàn)機組的異常、對相關(guān)問題進行分析，根據(jù)實際情況對機組進行智能控制，提升系統(tǒng)運行的整體水平。

圖3 給水智能控制原理

2.5 在負荷控制中的應用

熱工系統(tǒng)應用智能控制技術(shù)的主要目的是提升系統(tǒng)運行的整體效率及整體水平，在這個過程中對機組負荷的控制是關(guān)鍵（圖4）。智能技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠根據(jù)系統(tǒng)運行的整體狀態(tài)對機組的主要參數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，保證機組參數(shù)始終處于合理的范圍內(nèi)。因為電廠熱工控制容易受到各種干擾因素的影響，應用智能控制時應立足于實際，因此電廠應盡量選擇抗干擾能力強的設(shè)備，充分發(fā)揮智能控制的應用效果和技術(shù)優(yōu)勢，提升熱工系統(tǒng)運行效率，促進電廠控制管理現(xiàn)代化水平以及信息化水平的提升。

圖4 智能優(yōu)化協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

3 總結(jié)

在現(xiàn)代化電廠的建設(shè)及發(fā)展過程中，技術(shù)性因素發(fā)揮著重要作用，尤其隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展進步，智能控制技術(shù)在電廠熱工控制中展現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢及潛力，對實現(xiàn)電廠的現(xiàn)代化發(fā)展具有重要意義。因此，在現(xiàn)代化電廠建設(shè)中應重視智能控制技術(shù)的應用、加強對智能控制的技術(shù)的研究，并結(jié)合電廠熱工系統(tǒng)的實際情況提升技術(shù)應用水平，保證智能控制技術(shù)在電廠自動化控制出發(fā)揮出應有的優(yōu)勢，提升能源供應的穩(wěn)定性。