自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用研究

梁馨月

（太倉港協鑫發電有限公司，江蘇 蘇州 215433）

自動控制理論在自動化方面的應用，可以提高火電廠的運行效率。自動控制是熱工自動化中的關鍵內容，應用該理論可以提高操作水平和質量。因此，在火電廠自動化應用中，需要加強明確自動控制的應用和發展方向。

1 自動控制理論概述

自動控制已成為我國火電廠自動控制研究的核心技術。自動控制系統的應用根據裝置的不同，分為計算機控制和正常控制。根據自動控制可分為開路和閉路。根據自動控制的設定值，自動控制系統分為指定控制系統和跟蹤控制。目前，在許多領域的發展過程中，自動化理論受到重視。在生產中，熱工自動化控制技術，可以提高企業的生產效率，為持續發展做出貢獻。熱工自動化最關鍵的是自動檢測部分。在自動化過程中，裝置可以直接測量熱裝置運行中的參數，可以更加及時準確的反應火電廠運行中存在的問題，可針對相關問題提出解決方案，確保相關技術人員及時處理，有效保證熱工自動化狀態和工作質量。用于火力發電廠自動控制系統可以控制機組的運行，保證電廠設備的穩定運行。對于熱工自動化管理過程是按照其固有的步驟控制，又稱為順序控制，它可以控制起停、運行和其他突發事件的處理。此外，控制裝置也具有強大的保護功能和判斷能力，正常情況下，設備操作完成后，系統只有在確認相應的操作完成后才會進行下一步操作。如果前面的操作沒有完成，當進行下一個操作時，系統將停止操作，并發出警報。在應用自動控制過程中，根據相關的系統警告和指令，對設備進行優化和調整，有效降低生產故障。通過保證人員的安全，也可以改善火電廠的運行效率和質量。

2 火電廠自動化發展的趨勢

火力發電廠的日常生產運營通常是較大型的發電設備，以滿足用電需求。大型設備由汽包水位和蒸汽溫度而結合組成。由于設備功能較多，很難實施精細化的管理和嚴格的控制。因此，在設備運行自動化控制中，需要多種現代化智能自動化技術和信息化技術的結合，以提高火電廠運營的自動化水平，滿足用電需求。在社會經濟的發展中，相關各界的使用越來越關注能源系統，這要求系統運行中的自動化水平需要得到全面的提高。電廠的自動化可以保證日常運營系統的正常運行，是電廠管理的重要部分。因此，需要定期維護電氣專用設備，以此來確保設備的運行可靠性。工作人員必須具備更綜合的理論知識和實踐業務水平，了解電氣設備的運行原理，及時發現故障并進行相應的排除，以保證設備運行的安全性和穩定性。根據系統運行情況，形成完整和系統的檢修計劃，采用自動化系統進行運行監督，以更好地控制設備的運行，確保火電廠設備運行具有更好的性能。

3 自動控制理論在熱工自動化系統設計中的作用

3.1 安全指標優化

在熱力自動化系統設計中，需要保證正常運行，然后再考慮運行中的節能降耗。如果熱能自動化系統在運行中出現偏差，出現機械不能正常工作，將花費大量資金恢復。致力于節約能源和減少發電廠的排放，認真對待嚴重負面影響。因此，在設計發電廠自動化系統時，需要對設備故障進行有針對性的控制，減少因異常造成的發電廠停機時間，并注意對不同區域的檢查，通過機器來預測不同的類型。此外，應注意設計和充分利用自動監控系統，替代傳統的人工巡檢方式，可以有效的節省火電廠人力資源，減少維護時間。

3.2 優化熱控系統

在熱控系統優化中，基于設備的自動控制理論，圍繞汽輪機系統的運行、接地以及抗干擾保護的系統邏輯進行優化。優化汽輪機監控裝置性能，反復研究以降低汽輪機監控裝置的故障概率，降低機組故障。接地可靠性和抗干擾的優化需要注意環境因素，提供控制系統運行不穩定和測量數據。控制系統中的錯誤命令問題不容忽視，這將導致設備或開關發生故障。因此，必須加強熱控制系統接地和抗干擾能力，確保系統穩定運行。熱控系統的優化應注意系統環境中的高電磁強度，環境的干擾及其偏差會導致信號錯誤。對信號測量進行優化，保證系統信號的準確傳輸。

3.3 優化經濟負荷分配

在火電機組控制系統中，控制各機組的負荷是實現自動控制的關鍵。通過連接控制單元和遠程終端，可以保證遠程控制的效果。傳統的電力生產自動控制已不能滿足目前火電機組實際運行需求。為了提高經濟效益，發電機組必須將經濟負荷分別分配給能源公司。根據指令，自動控制可以連接到熱發電機組。SIS系統經濟分配更為常見，SIS系統是根據計量單位的生產率計算結果和消耗差異分析結果，得到的實時性能曲線反映單位負荷，由此了解負荷對經濟分配的影響。可以將SIS系統的通用功能和MIS功能結合起來，創建綜合了SIS系統功能和MIS功能。堅持電廠的調度，節約投資，又要提高日常信息化管理水平，也有利于解決排放目標和能耗控制。

4 自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用

4.1 非線性特性校正應用

在自動化發展過程中，必須保證熱力設備的精度和生產可靠性，只有使用高精度設備，熱電聯產才能有效提高。在器件的應用中，一些器件的非線性熱特性很容易影響其他各個器件的精度，例如節流器件和壓差器件的關系，以及熱電偶器件的熱電勢。為了有效解決影響問題，在熱力裝置自動化中，充分應用自動控制理論對各裝置的非線性特性修正，以保證精度滿足相關生產要求。注意合理應用自動控制相關內容，模擬線性化可用于熱器件的非線性校準，以保證校正效果。同時，還要靈活應用自動控制技術，整合適當的模擬信號和相關的系統資源，將加熱裝置的輸入線性化，校正相關工具非線性特性，可以參考相關資料，確保校正后的使用效果良好。對于智能取暖器，結合計算機和自動化控制技術等現代化元素的應用，在此基礎上，通過三維空間進行數字處理。對輸入信號進行合理的轉換，得到合適的數值，然后經過專業的精確計算，才能對加熱裝置的輸入信號進行線性化處理，有效保證智能化使用要求。

4.2 等離子點火技術

在技術進步和節能環保方面，等離子點火優勢明顯，我國熱能領域廣泛，傳統的點火環境，對于煤的使用會影響設備運行中的點火過程。當接觸到褐煤時，很難得到有效的點火。采用開放式磁穩和電磁的等離子發生器，由于使用功率可調且連續，等離子點火可以點燃褐煤和煙煤。在等離子點火的支持下，可以降低燃煤的要求，提高鍋爐效率。等離子點火采用兩級合金材料，具有高導熱性和高導電性。輔以改進的散熱結構，實現穩定使用。特殊合金材料使得等離子點火可以使用空氣作為載體，從而進一步簡化了點火系統，同時也降低了火電廠運行成本。

4.3 加強熱力自動化控制管理

鍋爐設備是發電廠中重要的運行設備，在火電廠運行中，優化燃燒可以降低煤炭資源的消耗，提高經濟效益并實現節能的目的。提供蒸汽的初始參數是提高熱效率的重要途徑，可以降低蒸汽的壓力和溫度，通過調節加熱溫度來減少能量耗散。在工作中要利用熱風溫度，控制注水量，減少廢氣的熱損失。科學確定鍋爐排煙溫度，對于排氣溫度是對熱損失影響最大的因素。因此，要合理調整鍋爐生產，降低鍋爐生產中的風險，加強風煤曲線的調整，提高鍋爐設備的運行效率。

4.4 基于生產需求的簡單應用

我廠近些年熱網系統逐步擴容，管線管網復雜，閥門控制限制條件繁多，運行人員手動干預越來越頻繁，給運行人員帶來不小的壓力。經過與運行人員的充分溝通，從正常運行和事故處理兩個方面重新整體梳理后，對熱網各個調節門的控制，提出了遙控和本地兩種控制方式。在本地控制模式下，分散在各機組的運行人員可以單獨對調節門開度和控制設定值進行調整；在遙控控制模式下，熱網系統調節門操控權集中到專門的控制站，由專人對熱網系統所有調節門統一調整，實現了熱網的集中調度，提高了熱網統籌效率，大大減少運行人員的操作壓力，取得了較好的控制效果。

5 結語

綜上所述，自動控制理論在火力發電廠的應用，可以提高火力發電廠的生產水平，有助于發電廠的可持續發展。因此，需要加強自動控制應用，提高熱工自動化水平，以滿足熱電生產需要，從而保證火力發電廠的可持續發展。