淺析火電廠熱工自動化控制技術應用及發展

李寧

摘 要：隨著科學技術的進步以及社會經濟的飛速發展，火電廠建設規模不斷擴大，熱工控制要求也不斷提升。火電廠熱工自動化控制系統在火電廠生產運行中發揮著至關重要的作用，其直接決定著火電廠發電效率。本論文從不同方面闡述火電廠熱工自動化控制技術應用及發展，希望為研究火電廠熱工自動化控制技術的專家和學者提供理論參考依據。

關鍵詞：火電廠熱工;自動化控制技術;應用分析

近年來隨著我國科學的不斷進步，一些先進的科學技術也開始被大量的應用于火電廠中，電廠的裝機容量在不斷的擴大，先進的科學技術推動了熱工自動化控制技術在火電廠應用的不斷完善，其主要表現在：一方面 DCS系統 （發電機組中最為重要的系統）的控制結構在發電廠中出現了明顯的變化，另一方面管理與監控系統以及現場總線技術在火電廠中逐步的得到了完善，這也為熱工自動化控制技術在火電廠的安全高效應用打下了良好的基礎。

1提高熱工自動化控制系統的意義

火電廠發電，需要很多的機組共同完成，機組的熱工自動化系統在整個機組工作中的作用非常重要，它不僅給機組的設備提供了一個穩定的運行環境，而且在機組設備出現意外故障時能通過與其他設備的聯結進行過載保護等，最大限度地保護機組設備不會受到嚴重的損害。在機組運行時，通過對參數的監控以及分析，了解目前機組工作的狀態，為機組設備參數的優化提供了依據。因此，熱工自動化控制系統關系到整個火電廠的安全生產、平穩運行，以及良好的經濟性。火電廠為了進一步提升機組設備的有效運行，熱工自動化控制系統的運用就顯得非常有必要。

2火電廠熱工自動化技術的內容與現狀

探索和發展自動化技術是我國現階段各行各業都在進行的工作，對于火電廠而言其熱工自動化技術是隨著火電廠的發展逐步形成與完善的一種控制技術，熱工自動化技術當前在我國還在不斷的發展與完善。檢測自動化、控制自動化、報警自動化、以及保護自動化是其主要包括的內容。目前，火力發電技術在我國正在飛速的發展，大部分火力發電企業已經開始推廣與應用熱工自動化技術。從自動化裝置的裝備情況來看，先進的數字化儀表已經取代了過去的組裝儀表，也有效提升了系統控制設備的檔次。例如專業的小型計算機技術已經在一些控制機組中進行使用，并且顯示設備也越來越先進，這大大提升了火電廠的管理與監控水平。此外控制協調系統也開始在一些大型火電機組中應用。并且熱工控制保護技術在火電廠機組設備的應用上也取得了很大的成就。以上這些先進技術在火電廠的大量應用，極大的推動了我國火電廠技術的發展。

3火電廠熱工自動化控制技術分析

3.1現場總線控制

FCS（現場總線控制系統）是企業數據通信與傳輸以及工業控制的重要環節，在現代控制系統中發揮著無可取代的作用。在火力發電廠中，現場總線控制系統剛剛興起，并逐漸取代了分散控制系統。與傳統的分散控系統相比較，現場總線控制系統具有成本低廉、開放性強、結構優良等優勢，其能大大提升火電廠熱工控制的整體效率與性能。一般來說，現場總線控制系統由生產管理層、控制網絡層、監控網絡層等環節組成。監控網絡層能實現裝置優化控制以及高級控制策略，并與控制網絡層合作，充分實現數據傳輸與共享。工程師站以及操作員站負責對火電廠熱工生產過程進行監視、管理以及系統維護。

3.2智能控制

大型火電廠的設備結構以及種類都比較復雜，在熱工控制過程中很容易出現強耦合、誤控以及延遲等問題，因此，在火電廠熱工控制過程中應積極采用新型的智能控制技術。最常用的智能控制技術有如下幾種：首先，鍋爐燃燒過程控制。這種控制技術是在鍋爐燃燒過程中充分利用監控層及時監測與收集鍋爐的燃燒狀態，并使用智能化算法對鍋爐燃燒情況進行智能分析?，F階段，較為常用的智能算法主要包括專家系統、模糊控制、人工神經網絡等，通過智能算法直接調節鍋爐燃燒參數，全面提升鍋爐燃燒控制的可靠性與效率。其次，智能給水控制。隨著社會用電需求的增加，發電廠所需要的鍋爐設備的規模也進一步擴大，傳統給水控制經常出現給水緩慢、給水不足等問題，嚴重影響電力生產。在給水控制過程中及時引入多層神經網絡的智能給水控制系統能有效提高給水控制系統的可靠性與精準性。這種智能化給水控制系統一方面提升了給水控制的整體性能，另一方面極大簡化了給水控制系統的整體結構。最后，智能溫度控制。在火電廠熱工自動化控制過程中，鍋爐溫度的時變性比較強，傳統溫度控制方式無法達到理想效果?，F階段，神經網絡智能氣溫控制技術以及氣溫模糊控制技術得到了廣泛應用，在智能氣溫控制系統的幫助下對鍋爐氣溫進行智能化控制，在不同負荷狀態下可達到優良的控制效果。

3.3先進控制策略

在火電廠熱工控制過程中，控制策略必不可少，這是智能化控制系統的重要組成環節?，F階段，越來越多的研究人員將遺傳算法、模糊控制、預測控制等控制策略應用到火電廠熱工控制過程中去，通過實施先進控制策略，全面提升火電廠熱工控制的精度以及安全性能。

3.4過程儀表控制

隨著火電廠熱工自動化控制系統的廣泛使用，大型機組的儀表數量、記錄表數量越來越少，在未來，各種智能變送器以及 FB技術將會結合使用，從而更好地促進各種儀表的正常運行。大量研究發現，總線 FB是火電廠熱工自動化控制的重要因素，這條通信線路能有效排除不良因素干擾。FB是非常重要的通信線路，其能有效連接火電廠所有智能設備，應用這一技術可大大減少控制電纜數量以及長線傳輸中的各種問題。通過應用現場總線能進一步優化管理系統整體結構，加強電控設備維護，全面提升設備運行智能化水平。最后，隨著環境問題的加劇，火電廠污染排放量受到了社會各界的廣泛重視，火電廠也應積極采用多種儀器來監測電廠污染情況，但這些設備的造價成本高、結構復雜、維護成本高，設備使用難度增加，這一問題必須引起相關人員的關注。

總之，隨著科學技術和計算機技術的不斷發展和進步，火電廠的熱工系統將會變得越來越智能化。另外，由于全球對節能 環保越來越重視，未來必然是朝著環保、可持續發展和智能控制方向進行的。而技術的發展，也終將會帶來熱工自動化控制新技術的突破，如設備和系統的高度一體化、網絡化、智能化等。設備的操作以及系統的控制也會變得越來越簡單，設備的運行也會變得越來越穩定，在故障出現時，技術員可以遠程控制解除故障，甚至設備可以自己通過數據的分析，判斷故障模式并自動解除故障。對于火電廠而言，將是使用最少的人力和物力，去獲取最大的經濟效益，對于企業的發展，乃至對整個社會的生態發展，都起到了非常積極的作用。

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