摘要：在火力发电厂的实际运行过程中，热工自动化技术有着较为显著的优势，可为火力发电厂一体化、智能化服务的实现提供基础条件，这也是火力发电厂实现自动化控制的主要途径，可保证其发展具有较强的稳定性。热工自动化技术在提高火力发电厂运行效率的同时，也能为电能供应质量的提升提供保障，进而提高火力发电的安全性和经济性。现阶段，在社会经济发展作用下，有着极高的供电需求，这就使得火力发电厂对热工自动化技术有了更高的标准与需求。
关键词：火力发电厂；热工自动化技术；创新
1火电厂热工自动化的结构
从狭义的角度来讲，火电厂热工自动化是一种通过自动化设备替代生产设备工作时人工操作的部分，通过对火电厂热工自动化控制能够有效的强化设备管理能力和准确度。对于提高火电厂的经济效益、降低经营成本有着十分重要的作用。当前我国在火电厂热工自动化控制方面主要有四个组成部分。分别为自动化控制系统、自动化监测系统、自动报警系统、自我保护系统。其中自动化控制系统就是将整个火电厂工作流程全部覆盖进行管控，当设备的运转不符合正常标准时，自动保护系统会立刻启动，对问题地点进行诊断和检测，一旦出现数据问题则立刻停止生产。而自动报警系统会实时提示工作人员对问题数据进行修正，保证出现的事故对火电厂造成的损害降至最低。而自动监测系统则会对火电厂热工的各项数据进行实时监测，其中包括设备温度、压强、内部流量等。
2火力发电厂中的热工自动化技术应用
2.1DCS系统的应用
DCS系统的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。DCS系统的控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可更方便的加入所需的特殊控制算法。我国的DCS产品和技术在高端工业自动化领域不断打破国外垄断，其控制核心技术，已在600/660/1000MW超临界机组获得广泛应用。“炉-机-电-辅-仿”一体化DCS控制使得电厂生产层数据流畅、监控便利、管理精细，检修维护方便；以非线性预测控制、状态重构、内模控制等先进算法为基础的超超临界机组协调控制方案，能够有效提高电厂机组控制与运行性能；通过先进控制与优化、生产过程优化，可以改善机组参数运行品质、优化运行方式与定值，提高机组效率，降低机组供电煤耗，减少排放生成，实现电厂节能减排。以世界首套“1000MW二次再热超超临界机组控制系统”为例，由北京国电智深控制技术有限公司自主研发，是一套涵盖电厂主控、辅控、公用及仿真机系统的智能控制（DCS）系统，综合运用常规控制、预测控制、非线性控制等技术形成了主蒸汽温度/再热蒸汽温度控制、机炉协调控制、三级旁路控制、安全运行保护控制等控制策略；其自主研发的机组自动起停控制系统（APS）实现了机组启停过程的全程自动化；基于二次再热机组的静动态特性和运行工艺原理，建立了整套机组的仿真模型和高精度、全激励仿真系统平台，使控制策略设计、调试、仿真试验、运行人员的操作培训成为可能。该DCS系统符合清洁能源高效燃煤技术“高效率低排放”的行业发展方向，采用多种先进的现代控制技术解决被控参数多，交叉耦合性强、大时延大时滞突出、安全性要求高等控制难题。现已成功应用于世界首台二次再热1000MW超超临界发电机组江苏泰州电厂二期3、4号机组。
2.2自动控制
自动控制是实现生产过程的自动启停、运行控制以及生产经营人员行为标准化的关键。智能化的控制技术可以提升电厂机组协调控制响应能力和精度，覆盖全过程各工况设备和工艺系统的自动投退，实现机组级全程自动控制、自启停和负荷切换，达到闭环优化、少人高效运行的目的。以其中几个智能控制算法为例。（1）基于锅炉效率最优的风燃比优化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锅炉燃烧过程中保持最佳风燃比是提高锅炉效率和经济性的关键措施。优化氧量定值，以锅炉效率最高为优化目标，结合锅炉运行工况中热效率与空气系数的特定关系曲线，利用最优控制理论，寻求不同负荷状态下的最佳风燃比，实现锅炉经济稳定燃烧。（2）制粉系统预测控制。正压直吹式制粉系统是一个典型的多变量非线性时变系统。各控制量和被控量之间存在着严重的耦合关系，控制量扰动大，被控量滞后严重，基于经典PID设计的控制方案难以实现制粉系统的解耦控制。（3）主蒸汽温度预测控制。应用主汽温预测控制功能，提高锅炉汽温控制的鲁棒性，提升汽温控制精度，实现锅炉变负荷情况下，减少汽温波动幅度，延长过热器设备寿命，降低锅炉爆管风险，节约机组运行维护费用。同时减少减温水喷量，提升锅炉运行效率，进一步降低机组供电煤耗。
2.3重要参数测量
智能仪表、智能设备的出现，三维可视化技术的发展和大数据分析技术的应用为电厂生产过程的智能化监视、故障在线诊断和实时数据的智慧化分析提供了技术支持。（1）先进在线测量技术应用。烟气成分在线测量系统。将SCR入口和出口CEMS系统中的CO、NOx浓度、O2含量等参数的实时测量数据送到优化控制器系统，为智能控制提供可靠测量参数。（2）重要参数软测量。测量计算结果应用到相关控制回路中，可降低机组煤耗，提高运行效率。（3）锅炉CT。锅炉CT技术根据声学测温原理，对炉膛温度进行非接触式测量，实现炉膛温度场的可视化和在线检测，声波测点布置对锅炉本体不造成任何破坏，充分利用锅炉现有的观火孔和短吹预留孔。
3热工自动化技术优化与创新方法
3.1选择热工自动化技术设备
在创新与优化火力发电厂热工自动化技术时，也需要科学、合理地选择热工自动化技术需要的各种设备与仪器，主要原因就是其对火力发电厂运行效率具有直接影响。当热工自动化设备不符合火力发电厂的运行标准与需求时，就会阻碍火力发电厂运行效率与质量，进而影响火力发电厂的经济效益。因此，当使用热工自动化技术时，需要保证设备的选择符合相关标准与规范需求，为发电的顺利进行提供保障。
3.2SIS自动化控制系统
当前火电厂的热工自动化系统中已经完善了初级的数据资料库的建设工作，正在朝着数据控制应用阶段发展。一些火电厂已经开始对SIS数据进行检测、控制，但这种形式的管理还没有达到对SIS控制系统真正的全面运用，还需要很长的时间人们才能彻底掌握这一控制系统的功能。
3.3应用无线技术
在以往的控制系统中，受到客观因素的影响，有线网络连接方式有着较高的使用率，这就使得其存在两方面不足：首先，成本消耗较高。当使用有线网络时需以大量电力通信线路为依托，这就导致了其需要使用大量资金。其次，增加了网络复杂性，进而提升了各种运营工作难度。这就使得火力发电厂在使用热工自动化技术时应科学引入无线技术，在降低线路与电缆消耗的同时，还可保证控制网络逐渐简单化。另外，使用无线测量技术，也可为火力发电厂自动测量系统的创新与完善提供有力支持，进而确保数据信息具有极高的传输效率，同时自动监测质量也会飞速提升。
4结语
综上所述，火力发电厂在实际运行时，热工自动化技术有着极为重要的作用与优势。为了更好地提升火力发电厂的运行效率，需不断进行创新与完善热工自动化技术，并引进各种先进技术，为火力发电厂的稳定、安全运行提供保障。
参考文献：
[1]冯子华.常见电厂热工自动控制技术研究[J].中国高新技术企业，2016（09）：145-146.
[2]曹东.智能控制在电厂热工自动化中的应用分析[J].科技传播，2016，8（05）：192+198.
论文作者:陆昌山
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
标签：火力发电厂论文; 热工论文; 机组论文; 技术论文; 火电厂论文; 锅炉论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第29期论文;