鄭輝

摘要：由于我國經(jīng)濟近幾年的快速發(fā)展，對于火力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新和改革變成越來越重視，也投入了許多重要的資源，尤其是自動化理論的應(yīng)用。隨著高科技技術(shù)的不斷進步，使得火電廠熱工自動化技術(shù)得以完善和發(fā)展，也為我國的電力工程奠定了基礎(chǔ)。這篇文章主要研究了火電廠熱工自動化的現(xiàn)狀以及自動化控制理論在火電廠熱工自動化中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：火電廠；熱工自動化；自動控制理論

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.126

現(xiàn)如今，自動化控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于我國的新型火電廠中，而傳統(tǒng)的火電廠也進行了相應(yīng)的技術(shù)改革。通過自動化技術(shù)的普遍運用，不單單可以放松人們的肢體和腦力，還可以增加企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟利益。因此，在火電廠熱工自動化中實行自動化控制理論是具有非常深遠的意義和作用的。

1火電廠熱工自動化的現(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)生這樣情況的重要元素是什么呢？這是因為在開始初期，DCS系統(tǒng)應(yīng)用的價格是非常高昂的，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)電機和汽機等工具的長時間有效穩(wěn)定的進行生產(chǎn)，同時信號模擬量要具備相當?shù)谋壤@樣才可以進行DCS。因此，在輔助車間里就只能使用PLC，因為其價格便宜。

第二，怎樣形容兩個運行周期鍋爐壓力變化差值的論域呢？其實可以通過AP論域的應(yīng)用。要是燃燒周期進行了自動的調(diào)整，那么負荷會出現(xiàn)極大的變化，導(dǎo)致控制燃燒的響應(yīng)速度變快，不過，煤質(zhì)和爐況的不同也會影響調(diào)節(jié)的效果。在火電廠熱工自動化中，因為隸屬度函數(shù)曲線的變化、交錯和重疊，使得在進行模糊控制計算的過程中，因為數(shù)據(jù)變化的適應(yīng)性，出現(xiàn)了很強的魯棒性問題。

第三，在測量鍋爐汽包液位的過程中，因為汽包液位的系統(tǒng)沒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候，因為鍋爐沒有及時的反應(yīng)過來，導(dǎo)致汽包的熱量沒有發(fā)生變化，這樣會使鍋爐里的液體不體積的汽化，產(chǎn)生測量汽包液位結(jié)論過大的結(jié)果。但是，如果進行相反的做法，則會使得汽包液位的測量值變小，從而形成汽包虛假液位的現(xiàn)象。

2自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應(yīng)用

現(xiàn)在，我國的火電廠一般具有以下幾種特征：燃煤種類多、電網(wǎng)負荷要求變動大、容量大和熱慣性大等等，從而讓鍋爐等燃燒容具的調(diào)節(jié)難度變大。另外，因為機組體積的不斷加大，從而導(dǎo)致主汽溫度和參數(shù)以及壓力都會相應(yīng)的變高，所以，在生產(chǎn)的過程中，使得鍋爐的安全性能和經(jīng)濟性能都無法得到保障，從而需要有關(guān)單位實行有效的措施和對策來保證正常的生產(chǎn)。

2.1主蒸汽壓力的普遍調(diào)節(jié)措施

主蒸汽壓力一般是在鍋爐燃燒的過程中進行調(diào)節(jié)系統(tǒng)的，該壓力由一系列的監(jiān)測數(shù)據(jù)組成的，其不僅保證了火電機組的安全運行，還保證了鍋爐汽機能量的平等分配，也是機組調(diào)節(jié)壓力的重要數(shù)據(jù)。

主蒸汽調(diào)節(jié)壓力的普遍措施有兩種，一種是在能量平衡的狀態(tài)下進行調(diào)節(jié)，另一種是在特定值出現(xiàn)偏差和主蒸汽壓力的狀態(tài)下進行調(diào)節(jié)。第二種措施還可以分成兩小類，一個是在特定值出現(xiàn)偏差和主蒸汽壓力的狀態(tài)下進行單回路調(diào)節(jié)，另一個是在特定值出現(xiàn)偏差和主蒸汽壓力的狀態(tài)下進行雙回路調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)燃煤量的過程中，單回路的控制信號主要只包括了偏差，雙回路不僅包括偏差，還有導(dǎo)前信號。

2.2調(diào)節(jié)主蒸汽壓力串級模糊的措施

（1）串級調(diào)節(jié)的措施。串級調(diào)節(jié)的系統(tǒng)其實就是一種輻射信號，而這個信號主要是來自于爐膛，可以通過中間的被調(diào)量顯現(xiàn)出信號的情況。其實該信號也是一種鍋爐燃料側(cè)面的階躍擾動，可以通過Madab技術(shù)仿真出來。在熱量信號狀態(tài)下的串級調(diào)節(jié)比不上之前單回路的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對于改善調(diào)節(jié)的影響來的顯著，所以，單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的串級調(diào)節(jié)能夠有效的完善系統(tǒng)的性能，并且還可以有效的防止燃料的側(cè)內(nèi)擾。在調(diào)節(jié)過程中需要關(guān)注的是，中間被調(diào)量的主要組成部分是主分量與隨機分量，要是將中間的被調(diào)量直接使用到串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，這樣會使調(diào)節(jié)的動態(tài)性能變低，嚴重的話，會增加調(diào)節(jié)器多次進行錯誤動作，從而讓調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生嚴重的數(shù)據(jù)和動態(tài)的差異。

（2）串級模糊調(diào)節(jié)的措施。如果該串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)是將爐膛的輻射信號作為中間被調(diào)量的話，就需要將模糊濾波器增加進來，從而實現(xiàn)新型串級模糊調(diào)節(jié)的措施。一般情況下，主調(diào)節(jié)器主要采用PID的調(diào)節(jié)器，副調(diào)節(jié)器主要使用P調(diào)節(jié)器，該系統(tǒng)還包括了模糊濾波器、主蒸汽壓力的特定值、爐膛輻射信號的隨機分量等等。而模糊濾波器的主要作用是，到底是因為隨機分量的變化，還是因為內(nèi)外的擾動而導(dǎo)致了中間被調(diào)量的改變。通過上述模糊濾波器的作用得出被調(diào)量的改變原因，從而判斷出主調(diào)節(jié)器是保持現(xiàn)狀呢？還是變化新的動作實現(xiàn)相應(yīng)的補償。

2.3主蒸汽壓力LO次優(yōu)調(diào)節(jié)的措施

因為火電廠鍋爐具備以下幾個特點：體積大、容量以及熱慣性大等，所以，對應(yīng)的調(diào)節(jié)部件也會出現(xiàn)遲延等這些特征，同時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)過渡時間的變長，從而影響機組發(fā)電的經(jīng)濟效益以及設(shè)施運行的安全性能。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)估器進行改變遲延特征的調(diào)節(jié)措施。這個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題進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，該理論具有以下幾種優(yōu)勢：容易進行閉環(huán)調(diào)節(jié)與動態(tài)的過程、理論成熟等等。

3結(jié)束語

我國的科學(xué)技術(shù)正處于不斷創(chuàng)新和進步的階段，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，從而制造出了變送器、傳感器等高科技產(chǎn)品，促進了控制裝置和系統(tǒng)的不斷發(fā)展。對于火電廠熱工自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，一定是有關(guān)于環(huán)保節(jié)能，可持續(xù)發(fā)展的目標，早日實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)的全面一體化。通過自動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，有效的增加企業(yè)的經(jīng)濟利益，從而早日實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。