先进控制策略在火电厂热工控制中的应用刘华

先进控制策略在火电厂热工控制中的应用刘华
发表时间：2020-03-10T13:25:11.997Z 来源：《中国电业》2019年20期作者：刘华[导读] 电厂热工自动化技术作为提高电厂企业运行经济效益
摘要：电厂热工自动化技术作为提高电厂企业运行经济效益，确保设备安全运行，降低职工劳动强度和提高作业条件的重要技术措施，在电厂运行过程中扮演着十分重要的角色。

由于火电厂热能动力设备及其内部过程的复杂性，热工过程表现出非线性、时变性、时滞和不确定性，难以建立其精确的数学模型，所以需要我们结合实际情况来进行分析。

针对电厂热工过程的特殊性，将先进控制方法应用到过程系统是目前研究的热点。

关键词：先进控制策略火电厂热工控制应用
活力发电机组的热工自动化是保障设备安全、提高机组经济性、减轻劳动强度以及改善劳动条件的重要技术措施。

火力发电机组控制的中心问题是要求机组出力迅速地跟踪电网负荷的变化，在负荷变化时要邦正机组的稳定运行，特别是保持主要参数的波动不超出运行规定的限值。

电厂动力装置是一个高度复杂，慢时变和不确定的多变量控制对象，传统的控制方式主要是常规PID调节，并以它固有的简单性、通用性和鲁棒性等性能，始终在电厂过程中占首要地位。

目前电厂所采用的基于传统PID的控制系统，在对象参数有较大变动时难以获得令人满意的控制性能。

先进控制在国内外始终是研究热点，但其应用远远落后与理论研究。

一、火电厂热工自动控制系统
火电厂热工自动控制系统是火电厂运用计算机软件对火电厂的运营进行自动化控制的系统。

它是火电厂运营的核心部分，控制着火电厂各大设备的运行。

这一系统包括火电厂燃料控制、气泡水位控制、引风控制、过热和再热蒸汽温度控制以及火电机炉协调控制系统等。

火电厂热工自动控制系统能够对火电厂生产运营的各个环节进行一体化和智能化的控制，保障火电厂的正常运营。

近年来电力应用的大增，对火电厂热工自动控制系统提出了更高的要求，为了让满足市场对火电厂的更高要求，火电厂需要不断提高热工自动控制系统的可靠性。

火电厂的管理人员要对电厂设备进行定期检查，保障电厂硬件设备的正常。

另外要加强对管理人员的培训，让他们更好的操作控制系统，充分发挥自动控制系统的作用。

要想使这一系统更好的为火电厂运营服务，需要注意加强对这一系统的优化更新，不断提高热工自动控制系统的性能和安全可靠性，保障电厂各个系统的安全高效运行。

二、先进控制策略在火电厂热工控制中的应用
1.先进控制方法在过热气温中的控制。

通常说来，发电厂锅炉蒸汽温度控制以改变或者减少温水量作为主要控制手段，但是因为在控制过程中存在很大的惯性和较长时间的延迟以及时变性等特点，再加上控制过程中，动态性会因为系统工况的运行情况而做出相应的改变，因此，在对过热气温进行控制过程中需要我们采用先进的措施和手段。

例如采用预测控制技术和神经网络控制技术等。

最近几年，我国国内很多研究学者就预测控制技术在过热过程控制中的应用进行深入研究，并提出了对结构进行改变的基础上全新的算法，综合反应到控制和最优控制，研究出了全新的，适应性更加广泛的预测控制技术。

2. 过热汽温控制。

过热汽温是锅炉运行质量的重要指标之一。

锅炉过热汽温控制采用改变减温水量作为控制手段，系统具有较大的惯性和时滞，且动态特性随运行工况的变化而改变，近年来人们根据过热汽温系统的特点将智能控制技术引入其中，从而有效改善了系统的性能和控制品质，增强了控制系统的适应性。

利用神经网络模糊控制器实现了过热蒸汽控制。

结果表明，基于神经网络的自学习模糊控制系统由于发挥了两者各自的优势，具有强的鲁棒性，即使调峰机组在变工况下（大范围变负荷下）仍保持了良好的控制性能和运行效果，能较好地解决火电厂过热汽温控制对象大迟延和模型不稳定的控制难题。

3. 先进控制技术在锅炉水位控制中的应用。

一般情况下，锅炉水位变化系统具有变参数和纯延迟的特点，有时在一些其他因素影响之下还会出现虚假水位的现象，针对这种现象我们可以在锅炉的气泡系统中采用阶梯式广义预测控制技术，提高对锅炉水位控制的精确性，并且采用这项技术还可以有效缓解调节器输出过程中存在的波动现象。

此外，在对锅炉水位控制技术进行研究过程中，还有一些研究人员提出了使用了气泡水位MPC预测技术，通过实验证明采用该项技术比使用常规控制技术效果更好，控制效果能够维持很长时间。

4. 先进控制技术在制粉系统控制中的应用。

制粉系统在进行自动控制过程中往往会受到时滞和惯性等强耦合等因素的影响而对电力系统稳定运行产生深远影响，因此，为了实现该系统控制的自动化，就需要我们采取措施消除控制过程中存在的各种不当因素，采用神经网络预测模型对制粉系统进行控制是一项不错的尝试，将其应用到钢球磨中，提高系统的抗干扰能力，提高系统运行的稳定性。

5. 给水加药控制。

火电厂锅炉给水加药主要是加氨及联胺，加氨的目的为了提高凝结水或给水的PH 值，减少由于低 PH 值引起的对低压和高压给水系统的腐蚀。

加联胺的作用是用联胺化学反应除去给水中的二氧化碳和氧，防止系统氧腐蚀和受热后铜、铁垢的生成。

由于影响给水加药量的因素较多（如锅炉蒸发量、水处理工况），传统的PID调节效果并不理想。

研究开发了给水加氨和加联氨变频模糊控制系统，利用模糊逻辑本身提供的以专家经验构造的语言信息，并将语言信息转化为控制策略的推理方法，来解决复杂且无法建立精确数学模型的系统控制问题，使用模糊控制器控制变频器的输出频率，从而达到调节加药泵电机转速的目的。

系统控制生产，有效避免安全事故出现，保障系统自动化控制效益，在规定时间内完成各项经济指标。

火电厂内的燃料被充分燃烧，降低环境污染，基于提升火电厂经济基础上，还保障周边环境不被污染。

三、总结
随着社会不断发展，技术水平逐渐提高，火电厂热工自动控制得以实现，关键在于掌握先进控制技术。

设备运行中，运行可靠性需要得到保障。

因此，需要不断优化控制系统，对故障进行全面控制，保障设备安全运行。

在未来仍需我们进行深入的研究和分析，解决燃烧系统控制过程中存在的种种缺陷，促进保证电厂运行安全、稳定和经济。

参考文献：
[1] 刘勇.控制策略在火电厂热工控制中的应用分析[J].科学技术创新,2018(33):195-196.
[2] 欧阳刚.火电厂热工自动化控制新技术发展与建议探讨[J].科技风,2017(10):211.
[3] 侯占忠.火电厂热工控制技术的现状及发展[J].化工管理,2018(17):48-49.
[4] 赵小双.火电厂热工控制设备常见问题及应对措施[J].城市建设理论研究(电子版),2018(13):2-3.。