歐陽(yáng)剛

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展以及對(duì)電能需求不斷的增加，火電廠在我國(guó)的建設(shè)規(guī)模不斷的擴(kuò)大，其火電廠的熱工控制要求也隨之增高。本文對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)發(fā)展與建議進(jìn)行研究，分析了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)（FCS）、智能控制新技術(shù)、先進(jìn)控制策略進(jìn)行詳細(xì)分析并給出了改進(jìn)性建議。

關(guān)鍵詞：火電廠；熱工；自動(dòng)化控制；新技術(shù)；建議

火電廠作為我國(guó)主要電力能源，火電廠的自動(dòng)化水平的高低直接影響火力發(fā)電的生產(chǎn)效率，因此對(duì)火力發(fā)電熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)的探討研究具有重要意義[1]。自動(dòng)控制技術(shù)、智能控制技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)的快速發(fā)展使得火力發(fā)電熱工自動(dòng)化控制技術(shù)有了很大的改變。自動(dòng)化控制新技術(shù)在火力發(fā)電中應(yīng)用將增加電能生產(chǎn)效率與提高火電廠運(yùn)行可靠性。

文獻(xiàn)[2]對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化的發(fā)展概況以及前景進(jìn)行了分析；文獻(xiàn)[3]對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)改造提出了一些建議。但是目前大多數(shù)只針對(duì)傳統(tǒng)的熱控自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了探討，本文將對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)發(fā)展與建議進(jìn)行分析與研究。

1 火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)

目前火電廠熱工自動(dòng)化控制具有高速化、智能化、系統(tǒng)化以及可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，本文根據(jù)這些特點(diǎn)對(duì)目前火電廠將采用的幾類(lèi)熱工自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行分析探討，主要有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)、智能控制技術(shù)以及先進(jìn)控制策略。

1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)FCS作為一種在工業(yè)控制以及企業(yè)的數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)闹匾獑卧?，在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中起了不可缺少的作用。FCS在火力發(fā)電廠中剛剛興起，其應(yīng)用將逐漸取代傳統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)（DCS），相比于DCS，F(xiàn)CS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有開(kāi)放性、成本低以及結(jié)構(gòu)優(yōu)良等優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)CS的應(yīng)用將大大地提高了火電廠熱工控制性能與效率。常見(jiàn)的FCS結(jié)構(gòu)體系主要由生產(chǎn)管理層（MNET）、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層（SNET）、控制網(wǎng)絡(luò)層（CNET）等組成[4]。操作員站以及工程師站主要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視、系統(tǒng)維護(hù)、操作以及管理。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)高級(jí)控制策略以及裝置優(yōu)化控制等，結(jié)合控制網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信與傳輸。

1.2 智能控制技術(shù)

由于火電廠熱工控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，大型火力發(fā)電的設(shè)備種類(lèi)以及結(jié)構(gòu)較大，在控制過(guò)程中采用傳統(tǒng)的控制方式將會(huì)出現(xiàn)延遲、誤控以及強(qiáng)耦合等問(wèn)題[5]，因此一種能避免這些問(wèn)題的智能控制將取代傳統(tǒng)的控制方式。目前在火電廠熱工自動(dòng)化控制中智能控制主要應(yīng)用以下幾個(gè)方面：

（1）鍋爐燃燒過(guò)程控制；鍋爐燃燒過(guò)程控制主要是通過(guò)監(jiān)控層對(duì)鍋爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采用智能算法進(jìn)行智能分析，常用智能算法有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、多級(jí)可拓、模糊控制、專(zhuān)家系統(tǒng)等，利用智能算法計(jì)算狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行對(duì)PID控制的參數(shù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒的智能控制，提高鍋爐的控制效率與控制的可靠性。

（2）溫度智能控制；鍋爐溫度智能控制主要是對(duì)鍋爐汽溫的控制，鍋爐的汽溫時(shí)變性較強(qiáng)，傳統(tǒng)的控制方法不能適應(yīng)大型火力發(fā)電廠的發(fā)展，對(duì)大型的火力發(fā)電廠控制效果不理想。目前常用的汽溫智能控制技術(shù)主要有汽溫模糊控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能汽溫控制技術(shù)，在智能汽溫控制技術(shù)的應(yīng)用下，對(duì)大型火力發(fā)電廠的鍋爐汽溫控制中能夠在不同負(fù)荷下具有良好的控制效果。

（3）智能給水控制；目前大型發(fā)電廠的鍋爐設(shè)備比小型發(fā)電廠增加了許多，傳統(tǒng)的給水控制容易出現(xiàn)給水不足或者給水緩慢等現(xiàn)象，為了擁有一個(gè)較精準(zhǔn)以及可靠的給水控制方式，多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)PID智能給水控制方式將引入到火力發(fā)電鍋爐給水控制能，該方式不僅簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的給水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還極大地提高的給水控制系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

1.3 先進(jìn)控制策略

控制策略在火電廠熱工控制中是不可缺少，先進(jìn)控制策略在智能控制中是重要組成部分之一。目前研究人員將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、預(yù)測(cè)控制以及遺傳算法等先進(jìn)控制策略應(yīng)用于火電廠熱工控制中[6]，先進(jìn)控制策略的應(yīng)用將提高控制的速度、控制精度以及控制的安全性與穩(wěn)定性。

2 火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)應(yīng)用建議

21世紀(jì)火電廠熱工控制將引入自動(dòng)化控制新技術(shù)，在應(yīng)用過(guò)程由于改變了傳統(tǒng)的控制方式，因此在技術(shù)改造過(guò)程中應(yīng)注意控制的適用性，避免在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)預(yù)計(jì)之外的工程問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)詳細(xì)研究，得出了幾個(gè)新技術(shù)應(yīng)用時(shí)的建議，為新技術(shù)應(yīng)用提供參考與提示。

（1）確定熱工自動(dòng)化改造的技術(shù)的可靠性；由于發(fā)電廠的安全可靠性極為重要，在投入新技術(shù)時(shí)必須確認(rèn)該技術(shù)的可靠性，在投入新技術(shù)時(shí)，需對(duì)技術(shù)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，雙重試驗(yàn)來(lái)確保技術(shù)的可靠性。

（2）制定詳細(xì)的熱工自動(dòng)化改造方案；詳細(xì)的熱控自動(dòng)化改造方案應(yīng)包括改造目的、改造詳細(xì)過(guò)程以及改造效果預(yù)估。詳細(xì)的改造方案能有效的指導(dǎo)熱工改造工程的有效進(jìn)行。

（3）工程整體把控；當(dāng)進(jìn)行多項(xiàng)新技術(shù)投入熱工控制改造工程中，需考慮各項(xiàng)技術(shù)之間的相互兼容性以及環(huán)境適應(yīng)性的把控。

3 結(jié)論

本文對(duì)火電廠熱工自動(dòng)化控制新技術(shù)發(fā)展與建議進(jìn)行研究，分析了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)（FCS）、智能控制新技術(shù)、先進(jìn)控制策略進(jìn)行詳細(xì)分析并給出在新技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的工程性建議，有效地引導(dǎo)新技術(shù)在火電廠熱工自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。

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