基于智能控制的電廠熱工自動化研究

李振榮

摘要：自二十一世紀以來，電力行業(yè)作為社會主義經(jīng)濟發(fā)展的領(lǐng)軍產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟體系中占據(jù)著重要的位置，與人們的生產(chǎn)生活有著緊密的聯(lián)系。現(xiàn)今社會在不斷發(fā)展，各項事業(yè)都在飛速前進，各行各行業(yè)都有了很大的進步，無論是人們的生活還是企業(yè)的生產(chǎn)都對于電力具有了更高的需求。由于電子技術(shù)在各行各業(yè)起到了引領(lǐng)的作用，電力行業(yè)也不再局限于傳統(tǒng)的生產(chǎn)和管理方式，電廠熱工也逐步開啟了智能化自動控制時代，節(jié)省了不少的人力和物力，并提高了生產(chǎn)控制的準確性和便捷性，生產(chǎn)效率也大幅提升。這是因為電廠熱工設(shè)備因為高強度的工作狀態(tài)極易導(dǎo)致故障問題的發(fā)生，而設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，一般的管控方式無法精準找出故障點和故障原因，但運用智能化自動控制技術(shù)可以通過正常運行狀態(tài)和故障時的運行參數(shù)對比精準斷定位和分析故障，從而降低故障發(fā)生率，提高故障檢修效率，還能夠與實際的生產(chǎn)方式進行結(jié)合，提高電力企業(yè)的生產(chǎn)水平和管理水平。

關(guān)鍵詞：智能控制;電廠熱工;自動化

引言

隨著電力行業(yè)的發(fā)展，電廠熱工生產(chǎn)已無法滿足電力行業(yè)的發(fā)展需求，其經(jīng)濟效益也逐漸呈現(xiàn)下降的趨勢。在這樣的情況下，為了提升電廠熱工自動化的性能，提升其生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，逐漸將智能控制應(yīng)用到其中，主要就是針對電廠熱工自動化生產(chǎn)過程和狀態(tài)，加強其控制力度，以此減少生產(chǎn)問題的產(chǎn)生，實現(xiàn)良好的生產(chǎn)效益，促進我國電力行業(yè)發(fā)展的進程。但是，由于電廠熱工自動化相對較為復(fù)雜，所以在智能控制應(yīng)用的時候，應(yīng)當對智能控制的相關(guān)內(nèi)容進行了解，這樣才能保證其應(yīng)用效果，強化電廠熱工自動化生產(chǎn)的控制力度。

1電廠熱工自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)的電廠熱工自動化已經(jīng)實現(xiàn)了信息化的全面建設(shè)。在系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)中，主要采用了PLC技術(shù)、現(xiàn)場總線控制技術(shù)等，從而實現(xiàn)自動變頻的控制及意見啟停。基于PLC的DCS智能控制新機組已經(jīng)具備了全廠級的管理信息系統(tǒng)和監(jiān)控信息系統(tǒng)，系統(tǒng)也具備全長設(shè)備的信息共享和信息交換功能。利用各系統(tǒng)之間信息共享的方便，電氣自動化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對全廠設(shè)備參數(shù)的自動調(diào)節(jié)和參數(shù)自動優(yōu)化。因自動化控制系統(tǒng)引入了DCS模塊技術(shù)、數(shù)字電液控制技術(shù)、汽輪機危機遮段系統(tǒng)等，DCS系統(tǒng)可以在總線控制的基礎(chǔ)上對各個車間的現(xiàn)場設(shè)備進行聯(lián)控自動化控制。部分電廠還對火電機組的控制系統(tǒng)進行了優(yōu)化，融入了人工網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等，將部分重要的設(shè)備也更換為智能設(shè)備。通過人工智能技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)及智能設(shè)備的應(yīng)用，構(gòu)架起電廠的全過程智能控制與監(jiān)控系統(tǒng)。智能控制采用了多種現(xiàn)場協(xié)議，方便不同類型的智能設(shè)備之間的信息共享及DCS智能控制系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行智能控制。

2智能控制技術(shù)在電廠熱工自動化中的應(yīng)用

2.1智能控制在鍋爐燃燒中的應(yīng)用

鍋爐是電廠經(jīng)營生產(chǎn)過程中非常重要的設(shè)備，在電廠熱工環(huán)境中有著無法取代的地位，然而鍋爐燃燒時有很多因素都會影響鍋爐燃燒的效果，例如時間、溫度等因素，繼而對電廠的發(fā)電量造成直接影響，還會浪費大量的燃料，增加電力生產(chǎn)成本，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟收益率下降。而采用智能自動化控制系統(tǒng)可以全面控制鍋爐燃燒過程，提高鍋爐燃燒的自動化控制水平，通過檢測系統(tǒng)獲取鍋爐工作時的燃燒時長以及溫度等方面的參數(shù)，并就此分析找出限制鍋爐燃燒效率的因素，從而對鍋爐進行更加科學(xué)合理的調(diào)控，提高鍋爐燃燒效率，解決燃料燃燒不充分的問題，此外還可以及時發(fā)現(xiàn)工作之中的安全隱患，最大限度地保障鍋爐的安全平穩(wěn)運行。

2.2智能控制在溫度控制中的應(yīng)用

溫度對于電廠熱工的鍋爐燃燒可以稱作是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。溫度一直以來都是艱難把控的一個外在因素。一旦當溫度過高就會造成鍋爐的損害，不利于鍋爐的長期使用。但是當溫度過低的時候，卻會造成燃料燃燒不夠充分，熱量轉(zhuǎn)化效率低下等問題。但是一旦引入智能控制就可以很好的掌控鍋爐燃燒中的溫度，講鍋爐燃燒時的溫度通過科學(xué)嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)計算和實時操控講溫度按照燃燒的需要控制在一個精準的合適范圍內(nèi)。在智能控制對于鍋爐燃燒的時刻記錄中，可以及時發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒中可能存在的異常情況，對于鍋爐燃燒的溫度進行適當?shù)脑黾踊蛘呤墙档停偈瑰仩t燃燒的效率達到最理想的狀態(tài)。但是，同樣的，由于智能控制的技術(shù)水平還不夠完善，我們在使用智能控制對于鍋爐的溫度進行控制的同時，也應(yīng)該適當?shù)陌才殴ぷ魅藛T對于溫度的控制精準度和效果按照以往的管理和習(xí)慣進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)。

2.3智能控制在負荷裝置中的應(yīng)用

機組負荷裝置在電廠熱工自動化控制系統(tǒng)中主要承擔著對低負荷的自空化管控作用。智能控制應(yīng)用于電力負荷控制裝置中，有助于實現(xiàn)電力負荷裝置對電廠各種設(shè)備單元組運行過程中的自動化監(jiān)控。智能控制還賦予了負荷控制裝置抗干擾的功能。通過在負荷裝置上安裝智能機器人，對設(shè)備的運行情況進行智能巡檢。智能機器人所搭載的智能傳感器、聲吶傳感器、光攝像儀、激光雷達導(dǎo)航傳感器等，都具有自動檢測的功能。當智能機器人自動監(jiān)測到電廠設(shè)備負荷時，就會發(fā)出狀態(tài)監(jiān)測及智能檢修提示，或發(fā)出故障預(yù)警。DCS智能控制系統(tǒng)的智能生產(chǎn)監(jiān)管層就會將監(jiān)測信息傳輸給智能控制層，由智能控制層向智能設(shè)備層發(fā)出優(yōu)化指導(dǎo)的指令。智能設(shè)備層接收到優(yōu)化指導(dǎo)后，發(fā)出智能巡檢的指令，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行智能檢查。DCS智能控制系統(tǒng)利用模糊控制+人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對設(shè)備運行參數(shù)進行自動化調(diào)整，從而提升負荷裝置控制的精準性。

2.4智能控制在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

電廠熱工自動化在生產(chǎn)的時候，自動控制系統(tǒng)利用智能控制，主要是對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行控制，確保電廠熱工自動化生產(chǎn)的穩(wěn)定性。智能控制可以根據(jù)自動化系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行定期檢查，這樣可以為自動化生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運行提供了基礎(chǔ)性的保證。同時，智能控制可以根據(jù)電廠熱工生產(chǎn)的需求，對自動化生產(chǎn)系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)和更新，以此提升生產(chǎn)效率。另外，智能控制可以根據(jù)各個自動化設(shè)備的特性進行檢測，判斷是否存在故障，或者是電廠熱工自動化生產(chǎn)期間，一旦產(chǎn)生故障，可以及時做出反應(yīng)，對系統(tǒng)實施保護，并且將各項信息上傳到控制中心，向工作人員進行反饋，工作人員根據(jù)所反饋的情況，做出相應(yīng)的維護，避免造成較大的影響。

2.5在給水控制中應(yīng)用

電廠發(fā)電過程中，水循環(huán)系統(tǒng)起著重要的作用，為了保證發(fā)電機組能夠正常運行，需要嚴格控制水資源的供給。而傳統(tǒng)控制技術(shù)在給水的管理方面存在著嚴重的不足，對添加劑的量和加入時間衡量不準，導(dǎo)致了加水、藥的作用發(fā)揮不到最大，資源不能被合理利用，水質(zhì)無法保證，設(shè)備容易積累水垢受損。而采用模糊控制模式進行給水加藥自動化管理，可以有效地對電動旋轉(zhuǎn)控制器進行控制，使得對發(fā)電機組進行加水、藥過程變得可自動化處理，保證了給水質(zhì)量和供應(yīng)，有效提升了熱工系統(tǒng)的工作效率，滿足了電廠電力生產(chǎn)的快速高效發(fā)展要求。

結(jié)束語

綜上所示，基于智能控制的電廠熱工自動化控制實際上是一個自動化控制系統(tǒng)自動優(yōu)化的過程。它主要應(yīng)用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、專家控制技術(shù)等，使電廠自動化控制系統(tǒng)具有部分人腦的功能，體現(xiàn)對鍋爐和發(fā)電機組控制過程中的智能算法。智能算法的應(yīng)用是確保火力發(fā)電廠鍋爐燃燒、汽輪機組轉(zhuǎn)速、負荷裝置調(diào)速、燃燒系統(tǒng)風(fēng)量、給水系統(tǒng)全過程實現(xiàn)智能控制的關(guān)鍵。依靠人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、專家控制技術(shù)等，實現(xiàn)了對火力發(fā)電廠所有重要設(shè)備運行更加精準的智能化控制，有效確保了大型發(fā)電機組生產(chǎn)過程的安全，實現(xiàn)了火電廠發(fā)電綜合效益的最大化。

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