摘要：随着科学技术水平的不断提高，自动化技术在我国电力事业中得到了广泛的应用，并且对电力事业的发展起到了一定的促进作用。现阶段，我国对火力发电的研究正在逐渐加深，并且进行了一定的技术改革，火电厂热工自动化技术已经得到了很大的发展。随着高新技术的快速发展，我国机组容量的不断加大，火电厂热工自动化技术得到了一定的发展与完善。
关键词：自动控制理论；火电厂；热工自动化；应用
一、热工自动化概述
1、概念浅析
在传统的火电厂的参数操作中，都需要人力进行测量与控制。热工自动化应用于火电厂解放了人力，在自动化控制装置、自动化仪表的帮助下，实现了对火电厂热力参数的无人直接参与、无人控制的现实，以自动化保护、自动化报警与自动化控制满足处理信息的需求。可见，热工自动化是火电厂热力参数的智能控制系统。除了人力的解放外，火电厂应用热工自动化控制也提高了保障热工设备的安全等级，避免了工作人员不必要的劳动，机组经济性与工作效率大大提升，是优化工作环境条件的重要系统。可以说，火电厂的现代化是以热工自动化为前提的。
2、热工自动化在火电厂的应用现状
新时期，各企业都在追求自动化以提高生产力、降低生产成本，实现效益的最大化。热工自动化应用于电力企业中，为电力行业注入了新的活力，也是在火电发电过程中，一步一步由无到有的过程。当前，自动保护、自动控制、自动检测与自动报警是热工自动化的重要组成。首先，自动检测。即通过自动化仪表对热工参数，例如热工环节的流量、压力温度、液位与成分等独立完成测量，排除了工作人员的参与。在火电厂运作过程中，若存在问题与不足，自动检测装置也能有效的探测到，并立刻调整火电厂运作参数。其次，自动控制。可实现自动调节与运行火电厂机组的设备或过程，保证经济性与安全性的机组运作。第三，自动报警。火电厂机组在无人参与情况下若出现参数的控制偏离，则自动报警装置将向工作人员发出警告提示，做好及时纠正、调整，避免重大事故与故障的出现。第四，自动保护。此功能在于自我控制与修整。如果设计参数无法满足实际设备运行条件或热工参数比限定值大，那么装置将自动终止工作，防止事故进一步扩大，避免不必要的损伤。
在各领域的技术革新面前，火电厂热工自动化有较大的进步。从自动装置角度分析，数字仪表在进一步的取代组装仪表的地位，系统控制设备的改善步伐也在加快。小型计算机也应用到了机组工作当中，进行控制与监督作业。CRT显示的配设，很大程度提高了监控水平。热工保护、局部应用控制也存在很大程度上的更新。在大型火电机组中，较多的应用了协调控制系统，可以说，火电厂的热工自动化控制系统是在社会科技进步下的“水涨船高”，未来火电厂的热工自动化还将有更大的进步。
二、火电厂热工自动化中的现状
1、在火电厂热工自动化中，主厂房的控制系统基本上都是使用DCS。仅在辅助车间中使用PLC作为控制系统。这样选择的主要原因是因为在DCS系统在早期时是极其昂贵的。为了节约成本，仅在锅炉、汽机和发电机等要求必须要长期可靠地能够稳定运行的且要求信号模拟量要达到相当比例的控制系统时，才选择使用价格昂贵的DCS。而对于运行可间断，可靠性要求不高、模拟量控制要求少的辅助车间就选用价格便宜的PLC。
2、使用AP论域来对两个运行周期锅炉压力变化差的论域进行描述。由于自动调整燃烧周期会使得负荷大幅变化从而加快了控制燃烧的响应速度，但是不同的煤质或炉况也会产生不同的调节效果。在火电厂热工自动化运行中，因为相互交错并重叠的隶属度函数的曲线，使得在使用模糊控制算法时，会由于参数变化的适应性而产生较强的鲁棒性。
3、在对锅炉汽包液位进行测量时，由于汽包液位系统没有自平衡能力，只是一个被控对象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一旦供水流量突然降低或者出口的蒸汽流量突然增大时，由于短暂的时间里，锅炉的无法立刻反应，当发生变化时，锅炉传递给汽包的热量保持原来的值不发生改变，从而导致锅炉内液体被大量汽化，并会使得汽包液位测量的结果过大；当情况相反时，就会导致汽包液位测量太小，产生“汽包虚假液位”。
三、自动化控制理论在火电厂热工自动化中的具体应用
3.1主蒸汽压力调节
主蒸汽压力指的就是可以保证火电机组能够安全运行的重要监测参数，同时也是调节机组负荷与平衡锅炉汽机能量的重要指标。在调节主蒸汽压力的时候，主要就是利用锅炉燃烧调节系统进行调节。锅炉燃烧调节系统主要包括：引风调节、燃料调节、送风调节。
调节主蒸汽压力的策略就是基于能量平衡调节策略、基于给定值偏差和主蒸汽压力调节策略。本文主要对后者进行分析。此调节策略主要包括两种：单回路调节、双回路调节。单回路调节指的就是在给定值偏差和主蒸汽压力之间的调节，其控制信号就是燃煤量的调节偏差，具有一定的克服扰动能力差等不足，并且具有参数少、整定简单等优势；双回路调节指的就是在单回路调节的基础上，增加对燃煤量的导前信号控制，在此调节过程中，无法有效整定内外回路的参数，并且控制系统操作也比较麻烦，不过其也具有控制速度快、超调小等优势。
在进行导前信号选择的时候，有很多的方法，主要分为两种：一是，传统方法：，其中，D表示主蒸汽流量信号；表示锅炉蓄热系数；Pd表示气泡。二是，直接将燃煤量当成是导前信号。
3.2热工自动化技术
热工自动化技术主要就是利用控制理论、智能仪表、信息技术、计算机技术、热能技术等相关技术，对热力学参数展开一定的控制与检测，进而实现对生产过程对控制、检测、调节、整理、优化，进而达到安全生产，实现生产产量的提高，降低消耗的一种高新技术。其主要就是实现锅炉、汽机、辅助设备运行的自动化，保证机组自动化运行的高效性、可靠性、安全性，并且确保生产运行的经济效益与社会效益。
随着科学技术水平的不断提高，自动化技术的不断进步，促进了热工自动化的全面发展。在生产过程中，利用新技术、新材料、新设备、新原理生产一些新的传感器与变速器等，使得控制系统与控制设备越来越先进，实现了热工生产的全面自动化。同时，随着新控制理论与策略的不断提出，在生产实践中得到了广泛的应用，并且促进了生产的可持续发展。
3.3节能增效
随着社会经济的快速发展，能源与资源的消耗量越来越大，因此，全世界对能源与资源的消耗问题予以了高度的重视，尤其是在电力事业发展过程中。随着科学技术手段的不断增加，智能化、透明化、无线化、网络化等概念的不断提出，越来越重视自动化控制系统的开发与利用，并且对数据通信、测量、保护、控制等方面的内容也越来越关注。在机组运行过程中，应用了很多的新测量方法与理论，实现了其运行与故障处理的自动化控制，促进了电力事业的可持续发展。
结束语
火力发电厂在生产、发电过程中，伴随自动控制理论在火电厂热工自动化中的广泛应用，智能检测、控制生产过程逐步得到实现，使得电力企业的生产效率大大提高的同时，还大力缩减了物力、人力、财力，有利于电力企业向现代化方向进行转型，为我国电力事业的发展提供了有力的技术支撑和理论指导。
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论文作者:钱海龙,叶飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/6
标签：火电厂论文; 热工论文; 机组论文; 汽包论文; 锅炉论文; 参数论文; 自动控制论文; 《电力设备》2018年第36期论文;