楊航

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，火電廠建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，熱工控制要求也不斷提升?；痣姀S熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)在火電廠生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其直接決定著火電廠發(fā)電效率。鑒于此，對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化控制相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，以期為一線工作提供理論與技術(shù)指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】火電廠；熱工自動(dòng)化；自動(dòng)化控制

引言

加強(qiáng)火電廠熱工自動(dòng)化中自動(dòng)控制理論的應(yīng)用研究，有利于提升其自動(dòng)化水平，滿足火電廠生產(chǎn)計(jì)劃深入推進(jìn)要求。因此，需要通過(guò)對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化實(shí)際情況及要求的考慮，將自動(dòng)控制理論應(yīng)用于其中，促使火電廠熱工自動(dòng)化的實(shí)際作用得以充分發(fā)揮，并且增加其自動(dòng)化方面的技術(shù)含量。

1火電廠熱工自動(dòng)化的現(xiàn)狀

第一，主廠房的控制系統(tǒng)在火電廠的熱工自動(dòng)化中，絕大多數(shù)采用的是DCS，而PLC主要應(yīng)用于輔助車間的控制系統(tǒng)里。產(chǎn)生這樣情況的重要原素是什么呢？這是因?yàn)樵陂_(kāi)始初期，DCS系統(tǒng)應(yīng)用的價(jià)格是非常高昂的，所以，想要最大限度的減少生產(chǎn)成本，就必須依靠鍋爐、發(fā)電機(jī)和汽機(jī)等工具的長(zhǎng)時(shí)間有效穩(wěn)定的進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)信號(hào)模擬量要具備相當(dāng)?shù)谋壤@樣才可以進(jìn)行DCS。因此，在輔助車間里就只能使用PLC，因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜。第二，怎樣形容兩個(gè)運(yùn)行周期鍋爐壓力變化差值的論域呢？其實(shí)可以通過(guò)AP論域的應(yīng)用。要是燃燒周期進(jìn)行了自動(dòng)的調(diào)整，那么負(fù)荷會(huì)出現(xiàn)極大的變化，導(dǎo)致控制燃燒的響應(yīng)速度變快，不過(guò)，煤質(zhì)和爐況的不同也會(huì)影響調(diào)節(jié)的效果。在火電廠熱工自動(dòng)化中，因?yàn)殡`屬度函數(shù)曲線的變化、交錯(cuò)和重疊，使得在進(jìn)行模糊控制計(jì)算的過(guò)程中，因?yàn)閿?shù)據(jù)變化的適應(yīng)性，出現(xiàn)了很強(qiáng)的魯棒性問(wèn)題。第三，在測(cè)量鍋爐汽包液位的過(guò)程中，因?yàn)槠何坏南到y(tǒng)沒(méi)有自我控制平衡的技能，如果出口的蒸汽量忽然變大，或者是供水量忽然變低的時(shí)候，因?yàn)殄仩t沒(méi)有及時(shí)的反應(yīng)過(guò)來(lái)，導(dǎo)致汽包的熱量沒(méi)有發(fā)生變化，這樣會(huì)使鍋爐里的液體不體積的汽化，產(chǎn)生測(cè)量汽包液位結(jié)論過(guò)大的結(jié)果。但是，如果進(jìn)行相反的做法，則會(huì)使得汽包液位的測(cè)量值變小，從而形成汽包虛假液位的現(xiàn)象。

2自動(dòng)化控制理論在熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1自動(dòng)檢測(cè)

在火電廠生產(chǎn)過(guò)程中，工作人員要及時(shí)掌握不同設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，這對(duì)于發(fā)電作業(yè)的正常運(yùn)行有著重要作用。應(yīng)用火電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)后，可直接通過(guò)儀表監(jiān)測(cè)溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，有助于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題，預(yù)防電力生產(chǎn)事故。例如，在火電廠熱工自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)中，通常使用溫度傳感器對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。300MW以上的火電機(jī)組均是將電阻信號(hào)傳導(dǎo)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后經(jīng)過(guò)不同控制模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)化。不同控制系統(tǒng)對(duì)熱電偶的控制方式不同，主要采用熱電阻、冷端補(bǔ)償器等測(cè)量接線盒溫度，然后經(jīng)由計(jì)算機(jī)處理器修正各種數(shù)據(jù)。

2.2主蒸汽壓力特性調(diào)節(jié)方面的應(yīng)用

實(shí)踐中為了使火電廠熱工自動(dòng)化作用下發(fā)電機(jī)組、汽輪機(jī)等有著良好的應(yīng)用工況，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)主蒸汽壓力特性的有效調(diào)節(jié)，則需要考慮使用自動(dòng)控制理論。具體表現(xiàn)為：（1）在自動(dòng)控制理論的作用下，通過(guò)對(duì)主蒸汽壓力調(diào)節(jié)要求的考慮，在計(jì)算機(jī)三維空間中對(duì)其偏差進(jìn)行科學(xué)分析，從而為主蒸汽壓力有效調(diào)節(jié)提供參考信息，確保其調(diào)節(jié)有效性；（2）基于自動(dòng)控制理論的火電廠熱工自動(dòng)化方面的主蒸汽壓力調(diào)節(jié)，需要考慮使用雙回路形式，且將控制信號(hào)作用于主蒸汽壓力調(diào)節(jié)方面，促使主蒸汽壓力所需的調(diào)節(jié)措施運(yùn)用更具科學(xué)性。

2.3主蒸汽壓力LQ次優(yōu)調(diào)節(jié)的措施

因?yàn)榛痣姀S鍋爐具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：體積大、容量以及熱慣性大等，所以，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)部件也會(huì)出現(xiàn)遲延等這些特征，同時(shí)還包含了主蒸汽壓力。通常情況下，遲延特征的出現(xiàn)很容易導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)的超調(diào)量增大，還有調(diào)節(jié)過(guò)渡時(shí)間的變長(zhǎng)，從而影響機(jī)組發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益以及設(shè)施運(yùn)行的安全性能。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，一般采用PID調(diào)節(jié)器和Smith預(yù)估器進(jìn)行改變遲延特征的調(diào)節(jié)措施。這個(gè)措施十分的了解到調(diào)節(jié)器和預(yù)估器兩者之間存在的不足和缺陷，結(jié)合了最優(yōu)控制理論方面的線性二次型的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，該理論具有以下幾種優(yōu)勢(shì)：容易進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)與動(dòng)態(tài)的過(guò)程、理論成熟等等。

2.4熱工儀表非線性特性校正方面的應(yīng)用

火電廠熱工自動(dòng)化發(fā)展中通過(guò)精度性能可靠的熱工儀表的引入與使用，為自身的生產(chǎn)效率提高帶來(lái)了保障作用。在這類儀表應(yīng)用過(guò)程中，如熱電偶溫度儀表的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、節(jié)流式流量?jī)x表的流量與差壓的關(guān)系等，都屬于熱工儀表的非線性熱性，會(huì)對(duì)這類儀表的精度產(chǎn)生一定的影響。針對(duì)這種情況，需要在自動(dòng)控制理論的支持下，對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化中的熱工儀表非線性特性進(jìn)行校正處理，從而提高這類儀表的精度。具體表現(xiàn)為：（1）通過(guò)對(duì)自動(dòng)控制理論的合理使用，將模擬線性化方式應(yīng)用于熱工儀表非線性校正過(guò)程中，確保其校正處理效果良好性。在此期間，需要通過(guò)對(duì)自動(dòng)控制理論知識(shí)的靈活使用，以自動(dòng)化的方式通過(guò)對(duì)硬件與模擬信號(hào)的整合利用，對(duì)熱工儀表的輸入信號(hào)進(jìn)行線性化處理，從而為其非線性特性的校正處理提供所需的參考信息，保持其良好的校正處理效果；（2）針對(duì)智能熱工儀表，需要在自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等要素的作用下，在計(jì)算機(jī)三維空間中對(duì)這類儀表進(jìn)行數(shù)字線性化處理。在此期間，需要對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，得到所需的數(shù)字量，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行精確計(jì)算，實(shí)現(xiàn)智能熱工儀表輸入信號(hào)線性化，從而滿足這類儀表的非線性特性校正處理要求。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的科學(xué)技術(shù)正處于不斷創(chuàng)新和進(jìn)步的階段，許多新的材料、新的技術(shù)、新的工作原理被不斷的創(chuàng)造出來(lái)，從而制造出了變送器、傳感器等高科技產(chǎn)品，促進(jìn)了控制裝置和系統(tǒng)的不斷發(fā)展。對(duì)于火電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，一定是有關(guān)于環(huán)保節(jié)能，可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，早日實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的全面一體化。通過(guò)自動(dòng)化控制理論的廣泛應(yīng)用，火電廠的安全性得以極大的保證的同時(shí)，有效的增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，從而早日實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

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