常见电厂热工自动控制技术研究

常见电厂热工自动控制技术研究

发表时间：2018-01-17T09:14:18.837Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：辛传龙彭军辉

[导读] 摘要：就电厂的热工自动化控制技术而言，它主要是利用自动化系统与技术来测量电厂各种数据，自动控制各种设备，处理电厂的各种信息数据，最终实现发电设备的安全可靠运行，使其产出更多电能。对于整个电厂而言，研究其热工自动化控制技术，一方面可以提高其产能；另一方面能降低电厂的生产成本，有助于整个电厂实现最终的可持续发展，所以我们必须重视电厂热工自动控制技术的研究。

（山东电力建设第三工程公司山东青岛 266000）

摘要：就电厂的热工自动化控制技术而言，它主要是利用自动化系统与技术来测量电厂各种数据，自动控制各种设备，处理电厂的各种信息数据，最终实现发电设备的安全可靠运行，使其产出更多电能。对于整个电厂而言，研究其热工自动化控制技术，一方面可以提高其产能；另一方面能降低电厂的生产成本，有助于整个电厂实现最终的可持续发展，所以我们必须重视电厂热工自动控制技术的研究。本文就对常见电厂热工自动控制技术进行分析和探讨。

关键词：电厂热工；自动控制；技术

1电厂热工自动化的含义

1.1电厂热工自动化的含义

电厂热工自动化的含义主要是指电厂在发电过程中的前期数据准备、发电过程中的数据处理、运行中仪器的自动操作、提醒和主动监测。依靠全自动仪器和自动控制装置来达到无人操作的过程。在发展过程中对操作系统进行自动化控制，使得发电设备的安全有所保障，可以避免重大事故的发生，同时减少人力资源，提高运行的工作效率。

1.2热工自动化发展的过程

热工自动化应用研究始于18世纪60年代。锅炉给水调节装置于1766年由波尔佐诺夫研制成功，并且在1784年瓦特制作成功蒸汽机离心摆调速技术。我国的独立发展和创新是从1950年开始，但受到技术落后、设备简陋等原因的影响，许多操作只能由简陋的机器完成，大部分要依靠人工，操作程序的自动化水平很低。直到20世纪70年代，我国首次引用集中控制的方式，将我国自主研发的用于生产的仪表广泛应用于不同机组中，虽然自动化水平发展依然不如西方，但已取得较大幅度的进步。随着自动化水平发展到20世纪70年代左右，DCS系统首次在国外研发出来并投入生产。我国也在20世纪80年代开始借鉴这种技术并将其应用于电厂。目前，DCS技术已成为我国电厂自动化控制的主要组成部分。

2热工自动化技术在火力发电中的应用

2.1DCS

热工自动化技术的主要代表是DCS，这种技术在火力发电厂的运行中具有成熟的运行经验。我们对DCS进行控制时，我们主要通过计算机的局域网络对发电机组行有效的控制，这样可以将控制系统形成一种网络化的的方式。中央处理器较多是DCS系统的主要特点，因此DCS系统才能为火力发电提供许多服务，而以对火力发电厂中所产生的各种问题进行处理，一个处理器产生问题不会对整个系统的运行造成影响。我们不需要进行设备的过多投入，因为DCS系统可以对热工自动化的水平进行提升，对其经济效益进行保证。

2.2自动控制

火力发电厂的调节系统中我们运用热工自动化技进行其自动的控制，可以实现对其进行温度与燃烧的调节，这样可以对火力发电厂的自动化控制进行促进，我们以某发电厂为例，火力发电厂通过使用热工自动化技术，将其内的自动控制应用到了内部的三个系统当中：汽包水位系统：对火力发电厂的电量负荷状态进行调节，实现单冲、三冲量的调节，可以对其汽包水位进行系统提供自动化的调节方式，这样可以保证在火力发电厂中实现热工自动化以后所进行的控制优势上的体现。燃烧系统：对于火力发电厂中的炉膛内的压力进行送风量的控制，对于送风量远论是增加或是对其负荷进行增减，都可以以一种自动化的方式进行，对于热工自动化的具体技术要求进行遵循。主汽压力系统：在火力发电厂的主汽压力系统中的水温调节方面可以实现自动的控制与温度上的调节，由于热工自动化技术对于模糊控制方法进行了引进，使其在主汽压力系统中提高也对主汽的调节的能力。

2.3热工测量

进行热工的自动化测量中应该使用标准的器件或是仪表，减少因设备原因所造成的流量测量时的产生的误差，对于精准度进行提高，遵循差压的原理对流量隐患问题进行消除。压力测量：对于压力测量的部进行控制时我们需要对其应变的原理进行遵循，与传感器结合使用，对于热工检测中的压力测量进行合理的分配与使用。温度测量：进行温度测量中其热工自动技术的主控对象是其传感器，根据热工系统中的实践对温度测量进行执行，保证测温性能的可靠性。液位测量：传感器的选择可以清准对火力发电厂中的液位变化进行精准的计量。

3火电厂热工自动化控制技术发展

3.1现场总线控制技术

现场总线控制系统简称FCS作为一种在工业控制以及企业的数据通信与传输的重要单元，在现代控制系统中起了不可缺少的作用。FCS在火力发电厂中刚刚兴起，其应用将逐渐取代传统的分散控制系统（DCS），相比于DCS，FCS的系统结构具有开放性、成本低以及结构优良等优势，FCS的应用将大大地提高了火电厂热工控制性能与效率。常见的FCS结构体系主要由生产管理层（MNET）、监控网络层（SNET）、控制网络层（CNET）等组成。操作员站以及工程师站主要对生产过程进行监视、系统维护、操作以及管理。监控网络层实现高级控制策略以及装置优化控制等，结合控制网络层实现对控制系统的数据通信与传输。

3.2智能控制技术

由于火电厂热工控制系统结构相对比较复杂，大型火力发电的设备种类以及结构较大，在控制过程中采用传统的控制方式将会出现延迟、误控以及强耦合等问题，因此一种能避免这些问题的智能控制将取代传统的控制方式。目前在火电厂热工自动化控制中智能控制主要应用以下几个方面：（1）锅炉燃烧过程控制；锅炉燃烧过程控制主要是通过监控层对锅炉的燃烧状态进行数据采集与监测，根据监测的数据采用智能算法进行智能分析，常用智能算法有人工神经网络、多级可拓、模糊控制、专家系统等，利用智能算法计算状态参数进行对PID 控制的参数调节，从而实现锅炉燃烧的智能控制，提高锅炉的控制效率与控制的可靠性。（2）温度智能控制；锅炉温度智能控制主要是对锅炉汽温的控制，锅炉的汽温时变性较强，传统的控制方法不能适应大型火力发电厂的发展，对大型的火力发电厂控制效果不理想。目前