刘金元

中国能建安徽电力建设第一工程公司

浅谈火电厂热工自动化中智能控制的应用

刘金元

中国能建安徽电力建设第一工程公司

电力行业的快速发展，使得很多电力企业对电厂的智能控制和自动化水平提出了新的要求，不但要实现智能化，而且还要确保生态、高效。原有的方法已经无法跟上电厂热工自动化的脚步。电力企业想要拥有生态、高效的智能控制技术就必须做到理论联系实际。首先要掌握智能控制方面的理论，包括它的发展概况、智能控制的模式和方法。这样才能更好的为实际应用提供理论上的指导。在实际应用中，要引进先进的智能控制技术，并将应用进行推广。从而更好地促进电厂热工自动化的发展。

电厂；热工自动化；智能控制；应用

1 智能控制的发展和应用

智能控制在我国第一次出现专业化的术语是在20世纪70年代，国外在此方面的研究应用已经取得了良好的成果，发展水平也比较高，在实践方面取得的突破已经能够满足电厂的热工自动化生产要求，推动了社会经济生活的快速发展。由于智能控制在我国的起步时间较晚，对这方面的研究还处在较低的阶段，因此智能控制在我国未来一段时间内仍然属于电厂的热工自动化应用发展的方向。智能控制具有的系统特点、研究内容的多样性导致了其在实际的应用范围比较广泛，研究的目标也是多种多样。综合概括起来主要有以下几点：1)工业控制领域中的智能机器人控制应用；2)模糊控制技术；3)智能控制的方法和理论的研究。智能控制在电厂的热工自动化应用主要是通过智能控制的理论作为基础，与实际的生产方式进行结合，加强实际生产过程中应用的适应性和调整的灵活性方面能力，进一步促进电力企业的生产水平提高和发展的步伐加快。对不同的系统进行整合覆盖，进行兼容的复合控制模式的生产运用和新模式下智能控制模式的研究与改进，并将其实际运用。

2 智能控制研究现状及控制技术

2.1 智能控制的研究现状分析

电厂的热工自动化生产，离不开智能控制的辅助。智能控制在实际的生产过程中，不仅加快了电厂自身的发展脚步，同时也促进了生产工艺和技术的革新，保证了电厂能够为社会提供生产生活所需的电量需求，促进了经济和社会的快速有序发展。智能控制采用的规范化、智能化管理可以有效地提高电厂热工自动化应用中的技术安全系数，保证生产过程的安全高效。因此对智能控制在电厂热工自动化中的应用展开研究，具有重要的现实意义。智能控制由研发至投入使用拥有一百多年的历史。电子科技不断进步，智能控制与计算机程序相结合，针对不同的应用方向，在设计理念上不断的发展进步。操作系统向简单、快捷、高效的方向发展。国家在智能控制技术的研发上加大了资金投入，扩展技术的运用范围。电厂运转的控制系统复杂多变，将科技智能的设备运用在生产控制中，可提高工作效率，这一技术的理念是在高科技的运行模式下进行完善的，实现对电力系统以及生产车间的操控。这一工作体系基于传统理念之上，进行优化改革，研究的内容具有未知性，因此可以解决对于传统方式复杂难办的问题。

2.2 智能控制技术的应用方向

电厂热工自动化为无人员参与的工作系统，因此智能控制技术需要完成多项生产职责。自动化技术降低了对劳动力的需求，在提高发电厂运行的安全稳定性的同时大范围提升了经济效益。其主要的应用方向如下：

2.2.1 自动控制。在电厂热工自动化控制中主要涉及自动调节、自动控制流程以及远程控制。自动控制的运用实现了对设备运行进行自动调节的效果，为系统运行提供安全、简便的条件。

2.2.2 自动检测。自动检测指利用自动化仪表测量系统运行所需的各种数据，包括温度、成分、流量、湿度等物理化学计量。通过对其进行测量，自动检测热工参数对机组正常运行进行保障，从而达到系统自动运行的目的。同时，其本身也能根据检测结果进行参数调整，为报警以及收益计算等提供了有利条件。

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2.2.3 自动保护。自动保护是自动检测应用的延伸，通过检测机制激发自动保护功能，对数据进行还原调整，保证运行安全。当生产条件无法恢复时便自动启用暂停功能，阻止因设备异常引起的生产错误，避免事故的严重化，维护了电厂权益。

2.2.4 自动报警。在检测、保护的基础上，自动报警利用红灯灯光以及警报声进行异常状况的通知，向工作人员传达危险信息，有利于保护工作人员的安全。另一方面，也利于设备系统的及时维修，保障生产过程长久的能用性，消除安全隐患。

3 电厂热工自动化中智能控制的应用

针对智能控制系统的特殊性和复杂性，在实践中需要从实际情况入手，对影响因素进行分析，考虑到控制形式的具体要求，发挥控制机制的最大化作用。以下将对智能控制在电厂热工自动化中的应用进行分析。

3.1 锅炉燃烧过程的智能控制系统应用

从现阶段锅炉燃烧过程的控制来看，大体可以包含如下三类方法：第一类是通过实时分析锅炉燃烧参数，然后由经验丰富的锅炉管理员来对锅炉燃烧情况进行及时调整；第二类是通过构建锅炉实时监控系统，采用机械化方式来对锅炉燃烧参数进行实时采集和分析，然后为进一步采取锅炉燃烧调整策略提供数据支撑；第三类是通过智能算法来对锅炉燃烧参数进行智能分析，然后根据实际情况对锅炉燃烧过程进行精细化控制。上述三类方法是在不同技术条件下产生的，而锅炉燃烧过程的智能控制无论是在降低污染排放和锅炉管理员劳动强度，还是在提高火电厂锅炉运行效率和综合经济效益等方面，都具有显著优势。

在锅炉燃烧过程的智能控制方面，实际运用中的一大热点就是将智能控制嵌入到传统控制方法中，例如将传统PID控制与通过专家知识总结的模糊控制相结合，通过专家知识在实际运行中直接作用于PID参数的调节，来构成专家知识自适应PID控制器。此种方法将众多专家丰富的经验和知识直接作用于锅炉燃烧控制系统，因此更能反映出实际工况的工作需求，在未来将有较大的应用前景。

3.2 过热温度控制中智能控制系统的应用

锅炉中的温度是否适宜是电厂正常运行的重要限制因素之一。在电厂的生产过程中，锅炉的温度未能得到有效控制而造成的安全问题屡见不鲜，可见锅炉温度在很大程度上存在着严重的安全隐患，对电厂的安全有着不可忽视的影响。如何有效控制锅炉温度成为电厂生产过程中的难点重点问题，传统方式的弊端已经无法被忽视或者弥补，因此要实现对电厂锅炉过热温度的有效控制，智能控制技术呼之欲出。

智能控制系统采用模糊管理的模式对温度进行监控，当锅炉中温度超过了规定标准，智能控制系统将自动实现对热量供给的控制，保证了锅炉内温度始终维持在一个稳定的水平，有效解决了锅炉温度过热的弊端，保障电厂工作的顺利开展。锅炉自动控温系统对自身滞后时间以及惯性进行调整，高效提高了智能控制系统对锅炉温度的适应性，为工作开展又增加了一重保障。智能控制在锅炉温度过热问题中的应用，大大降低了由其引发的安全问题，同时其自身的热量控制真正实现了资源的节约使用、能源的合理利用，不仅节约了生产成本，对电厂的市场竞争力也有明显的提升。

3.3 在给水加药中智能控制系统的应用

电厂在传统的给水加药管理中存在严重的不足，严重阻碍了电力生产的进程，导致资源过剩未能被合理应用的情况尤为突出。在智能控制技术中，模糊控制技术在给水加药的管理中起到了至关重要的作用，解决了传统模式下存在的多种问题，有效实现了对电动旋转控制器的智能控制。自动化加药作业的有序进行、给水作业的有效供应促进了电厂热工自动化的进程，满足了电力供应的需求。

3.4 在单元组负荷中智能控制系统的应用

智能控制系统本身比较特殊，在应用阶段，考虑到现有负荷形式的具体要求，需要及时对各项案例进行分析，根据自动化负荷控制装置的具体要求，对各项应用指标进行分析，进而满足智能系统的要求。在智能单元控制系统中，单元机组本身发挥重要的作用，其本身具有比较强的抗干扰的能力，在精准度测试的阶段，必须对控制形式进行有效的分析，以应用现状为基础，提升技术的适用性，进而更有效的提升系统运行速度。由于单元组的精准度是有限的，只有做好自动改善工作，才能满足系统设计趋势。

3.5 在分系统中智能控制系统的应用

基于现有控制系统的特殊性，以热工自动化应用形式为例，中储式制动控制系统本身起到重要的作用，考虑到自动化热工智能体系的要求，可以数学模型为基础，更好的接受信号，电厂热工自动智能提醒能减少对模糊语言线性因素的影响，进而保证热工程自动化技术的应用广泛性，从不同的角度提升电厂经济效益。考虑到分系统的指标要求，在实践阶段，需要对误差网络系统形式进行分析，可以将全部的大系统作为基础，考虑到动态特征或者特性领域专业知识的要求，对被控制对象的特征领域进行有效的分析，进而保证控制效果的有效性。分系统的控制流程，如图1所示。

图1 频率控制系统的流程分析

3.6 在汽轮机中智能控制系统的应用

汽轮机相关控制系统和常规控制系统间存在一定的联系，考虑到功能系统的要求，需要对转速控制功能，负荷体系及转速等进行有效的控制。功能控制系统分为三个方面：一是，转速的控制，根据并联网的指标要求，并网前要对转速控制流程进行分析，按照流程要求进行处理，对负荷体系进行有效的控制。二是，机组的控制，不同机组控制系统对自动设计案例有不同程度的要求，可以通过负荷控制功能对其进行约束。三是，阀门的控制，可以以转速功能和负荷体系为基础，对阀门控制流程进行对比。

4 电厂热工自动化智能控制技术的应用保护

4.1 进行全面调试，提高系统安全性

对电厂热工自动化设备的运行情况进行检测与调试是设备安装后的第一要务。设备在初次安装使用时，由于安装流程、安装技术等原因的影响，在能否正常使用、能否安全使用方面存在很大的不确定性。同时，硬件设备的运行情况对整个电厂生产系统的可靠性有着密切而深远的影响。鉴于此，进行调试工作至关重要，不可忽视。而在调试时，需要着重进行对硬件设备的跟踪监测，检测合格的设备才能投入正式生产中使用，提高系统安全性。

4.2 优化元件设备，提高系统稳定性

元件设备的优质与否就如大楼的砖瓦强度是否高，如果元件设备的材料、技术不成熟，存在明显的缺陷，那电厂热工自动化控制技术的设计与构建都会受到不利的影响。要保证系统的稳定性，选用成熟优质的元件以及技术必不可少。另一方面，随着技术的不断发展，需求的不断提高，电厂热控系统的复杂性也越来越高，随之对热控元件的可靠性也有更高的要求，因此，选用优质的元件设备更加重要。

结语

智能控制在电厂的热工自动化系统建设中具有重要的促进作用，通过智能控制系统的实际应用，可以有效地促进电厂的日常生产，提高了电力企业的经济收益，为经济建设的快速发展起到了保障作用。智能控制模式最然取得了明显的成果，但是在电厂的热工自动化中还存在着一些不足，需要电厂的决策者这方面进行较多精力的投入，促进电厂自动化系统的建设，提高电厂的实际自动化生产的步伐，为我国经济做出更大的贡献。

[1]陈明星.智能控制在电厂热工自动化中的应用分析[J].河南科技，2013，20：121.

[2]孟丽荣.关于智能控制在电厂热工自动化中的应用[J].中国新技术新产品，2012，24：185.

[3]高东峰.智能控制在电厂热工自动化中的应用[J].科技资讯，2014，36：108.

[4]皮博源.浅谈DCS在电厂热工控制系统中的应用与管理维护[J].科技创新与应用，2015，19：105.