摘要：近几十年由于我国经济的快速发展，对于火力发电技术的创新和改革变的越来越重视，因此投入了许多重要的资源，尤其是自动化理论的应用。在人们的日常生活中，自动化控制越来越受欢迎，使用的人力也越来越少，减少了危险事故的发生。在火电厂中有很多的电能和热能等涉及到能量的转换，具有较高的危险性，而通过对自动化控制的合理应用，能够有效的解决这个问题。
随着高科技技术的不断进步，使得火电厂热工自动化技术得以完善和发展，也为我国的电力工程奠定了基础。
关键词：火电厂热工自动化；自动控制理论；应用
引言
现如今，自动化控制系统广泛的应用于我国的新型火电厂中，而传统的火电厂也进行了相应的技术改革。通过自动化技术的普遍运用，不单单可以放松人们的肢体和脑力，还可以增加企业的生产效率和经济利益。因此，在火电厂热工自动化中实行自动化控制理论具有非常深远的意义和作用。
1自动控制理论的概念
与传统的人工控制不同，自动控制是通过外加的自动控制装置，将机器的生产工作状态按照预定的工作规律来运行机器，从而使得自动控制能够代替人工操作，使得预期目标更好。而采用自动控制技术，能够完成人工操作在恶劣环境下所不能完成的操作，并通过自动控制技术来增强企业的经济效益以及产品的质量问题。在自动控制理论之中，控制论提出，系统与反馈是自动控制理论的核心部分，而伴随着现代科学技术的进步，全球化的逐渐完善，在系统之中的研究方向也将向复杂化方向发展，通过对系统的性质以及结构进行分析，又对系统的运动态进行调控，这些都是控制理论需要解决的主要问题。在控制论中，反馈是其核心的概念，因为反馈能够降低各种不确定性因素，从而使得自动控制技术变得更好，变得更像人类。总之，对自动控制系统里面的变量的变化规律以及改进途径就是自动控制理论。
2火电厂热工自动化概述
2.1火电厂热工自动化的构成
简单地说，火电厂热工自动化就是指生产单位在生产的过程当中采用自动化设备来取代部分人工操作，增强对火电厂运营过程中的自动化管理程度，这对提升火电厂的工作效率、增加火电厂的产量有着极为重大的意义。整体来说，把自动控制技术理论分为经典控制理论、智能控制理论以及现代控制理论。自动控制理论在火电厂热工自动化中的控制理论便是充分利用了智能控制理论的优势，对动态系统开展自我分析和控制，完成火电机组负载的调试，在保障企业产量的前提下降低现有机组的运转压力。
2.2火电厂当中自动化控制系统所发挥的作用
1）拓展信息管理系统。火电厂当中的自动化控制控制系统指的是在采用电脑原理的前提之下，凭借辅助技术对多种机械开展全方位的监测，即构建一个全面的信息管理系统。DCS是其中比较常用的构建形式，它主要采用的是分布式的控制系统。简单地说，DCS拥有着极强的控制能力，并且除了自身所具备的控制其意外，技术人员还可以添加PCL控制装置，就完成了火电厂信息管理系统的全面拓展，增加了可以使用的范围与方式。
2）高级算法模块逐渐丰富。伴随着我国科技水平的不断发展，自动化技术的不断进步和完善，火电厂热工自动化技术中的高级算法模块也逐渐得到丰富。例如：ZT600系统，逐步达到对故障进行自我报警和维修的目标。实现了生产信息快速对接计算机，进而使得生产效率和生产的安全性、稳定性得到大幅度的提高。
3）热工自动调节理论多元化发展。伴随着我国经济水平和科学技术的快速发展，我国的自动化技术也在不断进步，火电厂热工自动化技术也得到长足进步。现阶段我国火电厂中的控制设备的选用一般以PID调节器为基础。随着我国计算机水平的提高，逐步将智能控制理论和现代控制理论相结合，DCS系统的性能得到很大提升。例如：韩忠旭提出的控制系统紧密结合了状态反馈和PID控制，可以达到精确控制锅炉气温的目的；杨平利提出的控制系统以预测控制（GPC）为基础，实现测控锅炉气压的目的；邱忠宇提出一项新技术，以模糊神经网络算法为基础，诊断火电汽轮机出现的故障等。伴随着我国经济实力和科技水平的不断提高，不断加大对火电厂热工自动化中自动控制理论研究的人力、物力、财力的投入，越来越多的控制理论、控制方法被研究出来，并不断理论面向实际生产，使得火电厂热工自动化中自动控制理论的多元化发展。
2.3火电厂热工自动化发展现状分析
火电企业在日常生产过程中，利用自动化的各种仪器与设备取代传统的人工操作，利用相应的仪器与设备实施自动化的生产，可超过人工操作的质量与效率。中国目前的火电厂自动化工作主要包括自动检测、自动控制、自动保护、自动报警。其中自动检测的主要任务是利用自动化仪器对火电厂相关参数的自动实时测量，以辅助维持机组的正常工作。自动控制则与生产环节的全过程相关，它与自动保护和自动报警的运用具有密切的联系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当生产设备应工作条件有问题而不能正常工作时，自动保护功能将初步诊断和调试机组，而当工程出现重大数据问题面临终止危机时，自动报警功能则会提醒工作人员对参数进行合理的修改，以尽量减少损失。中国的计算机事业蓬勃发展时期为20世纪的60、70年代，在此期间，中国在自动化技术方面取得了突破性的成就，传统的由输入和输出组成的自动控制系统已经被淘汰。在21世纪的今天，实现火电厂的智能化，将信息技术与火电厂运营相结合仍是一个亟需解决的问题。近年来，中国的火电厂在生产设备的改革上取得许多进步，其中具有突破性和代表性的成就即为首台60万超临界机组的初步运行。此外，中国火电厂智能化进程又一进步是SIS的开发和投放使用，SIS系统对部分实际问题的解决具有重要作用，但其距离更高的国际水平还有很大的差距。
3自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用
3.1主蒸汽压力在火电厂热工自动化过程中的应用分析
现在，我国的火电厂一般具有以下几种特征：燃煤种类多、电网负荷要求变动大、容量大和热惯性大等等，从而让锅炉等燃烧容具的调节难度变大。另外，因为机组体积的不断加大，从而导致主汽温度和参数以及压力都会相应的变高，所以，在生产的过程中，使得锅炉的安全性能和经济性能都无法得到保障，从而需要有关单位实行有效的措施和对策来保证正常的生产。
3.1.1主蒸汽压力和调节方式
主蒸汽氩气是针对火电机组安全性进行检查所涉及到的关键数据之一，它可以调试机组的运转负荷，是锅炉汽机能力均衡的重要标准。锅炉燃烧调试主要通过三个模块构成，它们分别为送风调试、引风调试和燃料调试。以上三个子系统会直接对主蒸汽的压力产生影响，所以，主蒸汽压力调试的方式主要是通过将能量进行平衡作为出发点，在这一前提下凭借制定误差进行有效的调试。
主蒸汽压力的的调试主要为以下两个部分：①串级调试；②串级模糊调试。详细地说，串级调试模式是在采用自动控制理论的前提下，凭借matlab开展模拟实验，同时和单一回路当中的PID开展对比。面对系统的特点开展调试，有效帮助其解决燃料所导致的问题。它的特点主要展现在，因为存在有一定量的随机分量，肯定会在一定程度上提升系统当中调试设备所产生的误差，由此形成调节量上出现一定问题，由此导致调节系统在运转的过程中出现问题。
3.1.2主蒸汽压力LQ次优调节的措施
因为火电厂锅炉具备以下几个特点：体积大、容量以及热惯性大等，所以，对应的调节部件也会出现迟延等这些特征，同时还包含了主蒸汽压力。通常情况下，迟延特征的出现很容易导致调节系统的超调量增大，还有调节过渡时间的变长，从而影响机组发电的经济效益以及设施运行的安全性能。在现代工业生产中，一般采用PID调节器和Smith预估器进行改变迟延特征的调节措施。这个措施十分的了解到调节器和预估器两者之间存在的不足和缺陷，结合了最优控制理论方面的线性二次型的问题进行相应的调节，该理论具有以下几种优势：容易进行闭环调节与动态的过程、理论成熟等等。
3.2在设备方面的应用
科技发展带来的工业自动化的大趋势使得火电厂热工自动化必然会朝着兴盛的趋势发展。火电厂热工自动化作为一门通过检测、控制、优化、调度、管理、决策生产过程达到保证生产过程安全性的新兴高科技技术，不仅能使火电厂的产量得到增长，还能优化火电厂发电质量，降低生产损耗，并通过减少人工操作降低人力成本。火电厂热工自动化的实现基础是自动化控制理论，智能仪器仪表，热能工程，信息技术，热工自动化技术通过对这些基础工具的利用能有效控制热工相关的热力学参数。火电厂热工自动化在以自动控制理论为载体的基础上将网络信息技术、热能工程技术及相关仪器仪表的使用相融合，对火电厂运行中的相关参数进行排查和控制，科学智能的管理火电厂。在火电厂设备的使用结合自动控制理论不仅能大大降低生产成本，还可以提高生产的安全性，保证火电厂安全、正常的运行。
3.3在新产品中的应用
科学技术本身的特性决定了它不断的更新换代，而随着科学技术的不断进步，自动化设备的性能也不断优化。火电厂热工自动化发展除了与设备有紧密联系外，还与材料及工艺有关。创新材料及创新工艺的使用能有力的促进火电厂的发展。为此，在使用自动控制理论的过程中要及时了解掌握火电厂的情况，根据火电厂的实际情况，如设备的换代，材料的改变，对自动控制理论进行革新，通过理论的进步促进生产的进步，推进火电厂热工自动化的进程。
结语
随着自动控制理论在火电厂的应用，使得火电企业在生产过程中，实现了对生产过程的自动化检测和控制，有利于提高火电企业的生产效率，缩减人力物力成本，为火电企业的现代化转型提供了技术支撑，为我国火电事业的发展做出理论指导。
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[3]赵佳听.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].中国新技术新产品，2016（10）.
论文作者:吕强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：火电厂论文; 自动控制论文; 理论论文; 热工论文; 技术论文; 火电论文; 机组论文; 《电力设备》2018年第4期论文;