陳興昌

（貴州鴨溪發(fā)電有限公司，貴州 遵義563108）

自動(dòng)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于火力發(fā)電廠的生產(chǎn)發(fā)電過(guò)程中，在無(wú)工作人員看管下使用科學(xué)技術(shù)保證火電廠正常運(yùn)行。自動(dòng)控制系統(tǒng)包括自動(dòng)控制、自動(dòng)保護(hù)等關(guān)鍵程序，能夠保證火電廠生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行，并保護(hù)人員安全，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，減少能源消耗，滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。因此自動(dòng)控制系統(tǒng)還需要進(jìn)一步優(yōu)化完善，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用意義

自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，讓電力生產(chǎn)過(guò)程得到了自動(dòng)化控制，自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)控制自動(dòng)化設(shè)備，提高生產(chǎn)安全性。生產(chǎn)期間不需要人工操作，能夠大幅減少工作人員，減少人力成本。火力發(fā)電過(guò)程中利用自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理，讓發(fā)電過(guò)程得到自動(dòng)化管控。在自動(dòng)控制系統(tǒng)的支持下，火電廠運(yùn)行得到穩(wěn)定性保障，系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)電設(shè)備參數(shù)進(jìn)行合理規(guī)定，讓設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行期間，設(shè)備出現(xiàn)故障或者修改數(shù)據(jù)，需要中途停止運(yùn)行，自動(dòng)控制系統(tǒng)都能自動(dòng)修復(fù)，讓設(shè)備快速恢復(fù)正常運(yùn)行，有效減少火電廠受到的經(jīng)濟(jì)損失。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)也能自動(dòng)切斷電源，按照應(yīng)急預(yù)案采取措施，避免設(shè)備異常給工作人員造成的傷害，保護(hù)了工作人員的人身安全。

2 火力發(fā)電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

在火力發(fā)電廠中使用自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、報(bào)警等功能。在發(fā)電過(guò)程中，對(duì)壓力、溫度、流量等參數(shù)自動(dòng)測(cè)量，測(cè)量期間不需要安排人工參與，減輕了人員工作量，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整不足之處。自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一體化設(shè)備調(diào)整，對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，提高機(jī)組運(yùn)行安全性。即使沒(méi)有工作人員操作，機(jī)組運(yùn)行期間發(fā)生事故，可根據(jù)數(shù)據(jù)偏差實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，將結(jié)果反饋給工作人員，方便于工作人員隨時(shí)調(diào)整，避免事故或者故障影響機(jī)組運(yùn)行。在系統(tǒng)中設(shè)定了固定參數(shù)，滿足安全和運(yùn)行的雙重需要。在運(yùn)行期間參數(shù)超過(guò)設(shè)定范圍，機(jī)組會(huì)自動(dòng)暫停工作，將故障損失控制在最低水平。

自動(dòng)控制系統(tǒng)中包括協(xié)調(diào)控制、電池管理以及數(shù)字電液控制系統(tǒng)等，為保證設(shè)備安全運(yùn)行，一旦出現(xiàn)故障必須要立即停止運(yùn)行。若不限流容易出現(xiàn)短路故障，造成整個(gè)電路短路，很難穩(wěn)定運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控操作系統(tǒng)，造成信息處理速度受到影響，難以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[1]。自動(dòng)控制系統(tǒng)使用期間，經(jīng)常受到電磁閥、流量等元件質(zhì)量問(wèn)題干擾，系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)識(shí)別，發(fā)出信號(hào)，造成錯(cuò)誤指令的發(fā)出，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生跳閘事故。使用期間也會(huì)受到其他設(shè)備的干擾，接地問(wèn)題是主要干擾因素，如火電廠備用電源以及通信設(shè)備等。自動(dòng)控制系統(tǒng)使用分布式控制形式，易受到對(duì)講機(jī)、手機(jī)等設(shè)備因素影響，引發(fā)系統(tǒng)停機(jī)。還需進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)信號(hào)線，注意手動(dòng)控制的設(shè)計(jì)，針對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用情況，強(qiáng)化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而保障火電廠生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 火力發(fā)電廠自動(dòng)控制的創(chuàng)新優(yōu)化

3.1 磨負(fù)荷風(fēng)門(mén)和一次風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制優(yōu)化

以雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)為例，機(jī)組包含四臺(tái)磨，在驅(qū)動(dòng)端配置負(fù)荷風(fēng)門(mén)，可以攜帶煤粉達(dá)到鍋爐燃燒的實(shí)際要求，系統(tǒng)依據(jù)生產(chǎn)習(xí)慣控制，定壓控制一次風(fēng)機(jī)，利用偏置對(duì)風(fēng)壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用負(fù)荷風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)負(fù)荷，調(diào)節(jié)線性較差，注意保持調(diào)節(jié)線性不超過(guò)50%。為優(yōu)化節(jié)能效果，改變制粉負(fù)荷的控制功能，保持負(fù)荷風(fēng)門(mén)全開(kāi)，利用一次風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)煤比加以調(diào)節(jié)，減少損失，提高燃燒效率。對(duì)于系統(tǒng)PID 參數(shù)調(diào)節(jié)優(yōu)化，受到閥門(mén)線性的影響，要根據(jù)不同時(shí)期設(shè)置PID 回路實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)參數(shù)[2]。如燃料控制系統(tǒng)內(nèi)，由于制粉系統(tǒng)中風(fēng)門(mén)擋板特性，分段設(shè)置調(diào)節(jié)邏輯PID 參數(shù)，使得在不同開(kāi)度中風(fēng)門(mén)擋板可以做出對(duì)應(yīng)的變化，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.2 給水泵控制優(yōu)化

發(fā)電廠給水系統(tǒng)中，汽泵跳閘后，在控制邏輯控制下改用電泵，并依據(jù)給水分配原則提供足夠給水量。給水泵發(fā)生跳閘事故，將影響到機(jī)組的安全運(yùn)行，難以正常操作，甚至容易造成省煤器做出誤動(dòng)保護(hù)，引發(fā)滅火事故。通過(guò)分析跳閘事故，可以確定連鎖啟動(dòng)以及加減水的時(shí)間，給泵留下足夠的反應(yīng)時(shí)間。在氣泵跳閘后，邏輯控制自動(dòng)重啟，重新運(yùn)行，在給水控制指令要求下按照5.5：3.5 汽泵和電泵分配給水，添加水滿足需要，保證設(shè)備得到穩(wěn)定運(yùn)行。汽泵跳閘時(shí)，利用電泵連啟功能，讓系統(tǒng)正常運(yùn)行，保持設(shè)備主汽溫和再汽溫穩(wěn)定，給機(jī)組運(yùn)行提供良好的條件，解決了水泵跳閘對(duì)于機(jī)組運(yùn)行的負(fù)面影響。

3.3 撈渣機(jī)控制優(yōu)化

撈渣機(jī)的自動(dòng)控制程序使用PLC 控制和DCS 自動(dòng)控制，在負(fù)荷以及煤量不斷增加的情況下，撈渣機(jī)可自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，根據(jù)油壓等參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。在低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)下，受到渣量過(guò)大的影響可能會(huì)出現(xiàn)頻繁跳閘的情況，為改善這一情況對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)優(yōu)化，常規(guī)自動(dòng)控制方法很難達(dá)到精細(xì)化控制，還需要研究控制策略，在當(dāng)前設(shè)備基礎(chǔ)上優(yōu)化自動(dòng)控制邏輯。先依據(jù)負(fù)荷量、轉(zhuǎn)速以及給煤量的關(guān)系設(shè)定參數(shù)，在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)上，參照油壓的水平。同時(shí)設(shè)置偏置，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況，小范圍內(nèi)干預(yù)控制。在自動(dòng)控制模式中，有效規(guī)避了低轉(zhuǎn)速中撈渣機(jī)受到渣量影響發(fā)生跳閘事故，取得良好的效果。

3.4 火檢冷卻風(fēng)機(jī)控制

一般情況下，發(fā)電廠的火檢冷卻風(fēng)機(jī)采用兩臺(tái)風(fēng)機(jī)共同運(yùn)行，運(yùn)行風(fēng)機(jī)由于故障原因發(fā)生跳閘事故時(shí)，備用風(fēng)機(jī)檢測(cè)開(kāi)關(guān)壓力啟動(dòng)，DCS 程序檢測(cè)到最遠(yuǎn)端和火檢壓力延時(shí)，鍋爐出現(xiàn)熄火，會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)組正常運(yùn)行。結(jié)合一次風(fēng)壓力以及火檢冷卻風(fēng)機(jī)壓力，對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)。在設(shè)備連啟基礎(chǔ)上，要增加一次風(fēng)機(jī)構(gòu)成旁路系統(tǒng)，二臺(tái)風(fēng)機(jī)停止時(shí)，在冷卻風(fēng)系統(tǒng)中連鎖投入一次風(fēng)，形成三重連鎖保護(hù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性。

3.5 優(yōu)化控制中心

對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)新，要著重提高系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的能力，著手于控制站點(diǎn)，提升性能不能快速反應(yīng)，想要快速改善效果，要提高信號(hào)反應(yīng)能力。增加采樣范圍和靈敏度，注意對(duì)采集信息的對(duì)比分析，使用多點(diǎn)采樣方法，讓系統(tǒng)監(jiān)測(cè)能力得到提高。系統(tǒng)要使用分布式控制系統(tǒng)，分散布置關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，一旦出現(xiàn)故障，先分擔(dān)壓力，再消除故障，分離數(shù)據(jù)，更快速的處理問(wèn)題。對(duì)于分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)著重處理故障問(wèn)題，提高系統(tǒng)防御能力。如控制中心，一般情況下使用1～2 臺(tái)單元機(jī)組，分割機(jī)組運(yùn)行措施相對(duì)落后，很難滿足提高機(jī)組容量的要求，需要加強(qiáng)對(duì)火電廠的改革，可以將全部機(jī)組向一個(gè)房間中整合，大規(guī)模集中設(shè)備，讓自動(dòng)控制覆蓋至全部設(shè)備。在控制中心引入自動(dòng)化軟件，自動(dòng)化軟件的使用，可有效減輕工作人員的工作壓力。目前大部分火電廠已經(jīng)使用專(zhuān)用自動(dòng)化軟件，工作人員可使用軟件進(jìn)行全面自動(dòng)化控制，讓經(jīng)濟(jì)效益得到保證，提高控制中心的通用性。

3.6 積極推廣AGC 管理系統(tǒng)

目前很多火電廠使用AGC 系統(tǒng)展開(kāi)管理，系統(tǒng)不僅可完成復(fù)雜自動(dòng)化控制任務(wù)，也能得到調(diào)度指令的人工控制。AGC 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，利用AGC 發(fā)電計(jì)劃和機(jī)組計(jì)劃，不斷修正結(jié)果，判斷發(fā)電計(jì)劃能否重新修正，發(fā)電計(jì)劃使用網(wǎng)橋接口模塊傳送給DEC-net，網(wǎng)橋模塊啟動(dòng)發(fā)電計(jì)劃，對(duì)發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制[3]。AGC 系統(tǒng)利用SQL 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)負(fù)荷在機(jī)組間進(jìn)行分配，并結(jié)合BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論等快速對(duì)超負(fù)荷做出預(yù)報(bào)，一旦發(fā)現(xiàn)負(fù)荷超載趨勢(shì)，能夠提前發(fā)出預(yù)報(bào)，并將智能控制和負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配相結(jié)合，提高機(jī)組投運(yùn)率，改善整體效果，提高火電廠運(yùn)行安全。

4 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)分析火力發(fā)電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了自動(dòng)控制的創(chuàng)新優(yōu)化，要依次對(duì)磨負(fù)荷風(fēng)門(mén)和一次風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制、給水泵控制、撈渣機(jī)控制、火檢冷卻風(fēng)機(jī)控制、控制中心進(jìn)行創(chuàng)新，并積極推廣AGC 管理系統(tǒng)。通過(guò)優(yōu)化自動(dòng)控制，提高自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。