蘇宇琦，趙 銳

華電內蒙古能源有限公司包頭發(fā)電分公司

關于智能控制在火電廠熱工自動化中的應用研究

蘇宇琦，趙 銳

華電內蒙古能源有限公司包頭發(fā)電分公司

隨著我國火電廠的不斷發(fā)展，裝機規(guī)模不斷擴大，傳統(tǒng)的依靠人工操作的運作方式在電力生產(chǎn)過程中的弊端越來越凸顯。引進以檢測與控制系統(tǒng)為主體的熱工自動化技術對火電廠進行熱力發(fā)電生產(chǎn)過程進行控制作業(yè)十分迫切。熱工自動化通過將火電廠熱力發(fā)電過程視為相互依存相互作用的復雜系統(tǒng)綜合體，對組成系統(tǒng)整體的各個部分進行程序化控制和優(yōu)化，以實現(xiàn)熱工自動化在控制火電發(fā)電作業(yè)過程的智能效果，從而實現(xiàn)提高效率、降低成本、建設能源消耗的目標。

智能化；火電廠；熱工自動化；檢測；控制模塊

火力發(fā)電站一直是我國電力生產(chǎn)的主要構成部分，自建國初期我國第一臺6000萬瓦火電發(fā)電機組在淮南田家庵電廠組裝投產(chǎn)，到1978年以10萬千瓦火電裝機機組為主體的我國電力工業(yè)，再到現(xiàn)在的百萬千瓦超臨界機組，我國火電發(fā)電機組始終處于不斷的升級換代中。而機組容量的增加和參數(shù)的提高，必然會對操作和生產(chǎn)過程監(jiān)控提出更高的要求。熱工自動化就是在這種迫切要求下營運而生的。

一、熱工自動化的主要內容

按照功能的不同可以將火電廠熱工自動化劃分為四個不同的方面，這四個不同的方面主要有自動檢測、自動調節(jié)、順序控制、自動保護。

（1）自動檢測

自動檢測又被稱為自動測量。它主要是通過對火力機組以及鍋爐汽輪機等設備運行過程中的物理、化學狀態(tài)進行反映，以便監(jiān)視電力生產(chǎn)過程中設備的運行情況和趨勢。作為發(fā)電機組核心部件的鍋爐汽輪機往往都裝有大量的儀表、變送器和顯示儀以及參數(shù)記錄儀等，這些儀表會通過時時的溫度、壓力、流量、流速、水位和轉速等參數(shù)的監(jiān)測、記錄、顯示，以便進行必要的操作和控制，從而為機組的安全、經(jīng)濟運行提供有效的保障。隨著機組容量的不斷增大，參數(shù)的日益復雜，現(xiàn)階段的大型汽輪機自動檢測項目也變得越來越多，但最重要的，也是最常見的檢測項目主要包括：蒸汽的壓力檢測、溫度檢測、真空度檢測以及潤滑油油壓的檢測、轉子的轉速、位移以及轉子與汽輪機氣缸的相對膨脹程度檢測等。

（2）自動調節(jié)

汽輪機發(fā)電設備的自動維持在規(guī)定狀態(tài)下的工況行為被稱為汽輪機發(fā)電組設備的自動調節(jié)功能。自動調節(jié)功能是發(fā)電站滿足用戶對電力供給數(shù)量和質量穩(wěn)定性要求的前提條件。頻率作為衡量電廠輸送電力商品的重要考核指標，電廠為了獲取優(yōu)質的電力商品，需要將電的頻率保持在一定的精度范圍內，這就必然要求汽輪機在運行的過程中能夠實現(xiàn)轉速的自動調節(jié)，要求鍋爐運行參數(shù)保持在特定的范圍內，或者按照適用的規(guī)律變化。比如，保持氣泡水位始終保持在特定的給定值范圍內。

（3）順序控制

工業(yè)自動化往往都是通過特定的程序模塊對生產(chǎn)過程進行順序化的加工控制?；痣姀S電力生產(chǎn)自動化也不例外?；痣姍C組按照預先設定的程序和步驟以及條件，總動的進行生產(chǎn)運行的過程，稱之為順序控制。在火電發(fā)電中，順序控制主要應用與機組的啟停、運行和事故的處理。而每一項順序控制的內容都是根據(jù)設備的的現(xiàn)實情況和具體的運行狀況而決定的，而順序控制的先后順序則是由生產(chǎn)設備的操作次序和條件具體編訂的，并且通過自動控制裝置來觸發(fā)實現(xiàn)的。我們成這種通過事先的順序編訂，并通過自動控制裝置來觸發(fā)控制的裝置為順序控制裝置。順序控制裝置必備的兩大條件分別為邏輯的判斷力和聯(lián)鎖的保護功能。

（4）自動保護

再好的機器程序設置也難免會在長期的運行過程中出現(xiàn)問題，出現(xiàn)問題本身不可怕，關鍵在于問題的出現(xiàn)是否會帶來較大的損失。而自動保護功能的主要作用就在于確保設備運行過程中出現(xiàn)故障和異常時，能夠及時的報警或者自動聯(lián)鎖動作，從而達到避免設備損壞和傷及人身安全的事件發(fā)生。隨著機組規(guī)模的不斷擴大，需要控制的操作項目越來越多，使得電力生產(chǎn)過程變得異常復雜，而作為電力生產(chǎn)的一個龐大整體，其任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，勢必會造成較為惡劣的影響。為了適應機組在規(guī)模和復雜性上的變化，自我保護功能也應當做出更高的提升和改變。

二、熱工自動化中的智能模塊運用

（1）計算機監(jiān)視系統(tǒng)模塊

計算機監(jiān)視系統(tǒng)模塊在不同的應用環(huán)境中有著不同的功能。在分散式的火電機組控制系統(tǒng)中主要用于運行數(shù)據(jù)的采集，而在中型火電機組中則其主要作用為系統(tǒng)運行的安全監(jiān)視。電子計算機以較強的信息處理能力和較快的運算速度著稱，將其運用于火電熱工自動化中，能夠極好的實現(xiàn)記憶、比對、判斷等邏輯功能的最佳效果。

（2）模擬量控制系統(tǒng)模塊

模擬量控制系統(tǒng)模塊又被成為自動調節(jié)系統(tǒng)模塊，該模塊主要由調節(jié)對象、調節(jié)器和調節(jié)機構三大部分組成。調節(jié)器是實現(xiàn)反饋控制中自動控制某個被控變量的儀表，在這里是指起調節(jié)作用的全套儀表，包括了變送、給定、調節(jié)、操作和執(zhí)行等各種部件?，F(xiàn)階段，除了分散控制系統(tǒng)已經(jīng)包含模擬控制量功能以外，其他的多采取可編程調節(jié)器和基地式儀表來實現(xiàn)控制功能。調節(jié)對象，顧名思義是指被調節(jié)和控制的設備。

（3）開關量控制系統(tǒng)模塊

開關控制系統(tǒng)模塊主要用于實現(xiàn)鍋爐、汽輪機以及發(fā)電組的其他輔助設備的啟停、開關等操作。比如常見的順序控制、連鎖控制等。從本質上來講，大型火電廠的自動控制多數(shù)都屬于開關量控制的范疇，還有很多控制是通過開關量控制和模擬量控制相結合完成的。

三、結語

為了實現(xiàn)火電站熱工自動化的智能控制任務，處理其核心的自動裝置以外，還應當為其配備專門向自動化裝置提供信息的測量儀表以及用于執(zhí)行自動化裝置命令的執(zhí)行器。隨著我國火電裝機容量的不斷增加，熱工自動化水平以及計算機工業(yè)操作智能化水平的不斷提升，在火力發(fā)電廠中,測量系統(tǒng)的顯示儀表和控制系統(tǒng)的控制裝置的配置,對容量為300MW及以上機組選用分散控制系統(tǒng),對容量為200MW及以下機組宜選用小型分散控制系統(tǒng)或計算機監(jiān)視系統(tǒng)與可編程序調節(jié)器。

[1]劉文豐,王伯春,尋新.超（超）臨界火電機組全程給水智能控制研究[J].湖南電力，2015（03）.

[2]李生錄.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用[J].中外企業(yè)家，2013（28）.

[3]黃旻亮,董宸.智能控制在火電廠過程控制中的應用研究[J].汽輪機技術，2012（04）.

[4]張擎.淺論火電廠熱工自動化的現(xiàn)狀與進展[J].科技傳播，2010（15）.