摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，火力发电技术的创新和改革越来越受到重视，投入了大量重要资源，特别是自动化理论的应用。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。这篇文章主要研究了火电厂热工自动化的现状以及自动化控制理论在火电厂热工自动化中的应用。
关键词：火电厂；热工自动化；自动控制理论
引言
目前，自动控制系统在我国新建火力发电厂中得到了广泛应用，传统火力发电厂也进行了相应的技术改造。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是具有非常深远的意义和作用的。
1自动化控制理论的内涵
所谓自动控制理论是指生产过程中，没有人类活动的痕迹，通过对外加的设备以及装置的使用，让机器、设备或是生产过程中的某一个参数或是工作时的状态，按照之前设定的数据信息开始自动生产及运行技术有关的理论，是对自动控制规律进行研讨的技术型科学。在自动控制理论初期发展的阶段中，主要形式是对基础的现场实际自动反馈调节过程原理在理论上进行总结和反馈，并反向继续指导并应用于实际的工业控制领域。比如：在二战期间的飞机与轮船使用的自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达探测系统等等，这些系统就是通过对自动化的反馈原理的运用，从而达到自动定位与导航的功能，并且随着时代的改变与发展，反馈原理被不断重复的使用与更新，已达到现代社会对技术使用的标准。自二战后到今为止，经过科学界的不断研究与发展，自动控制理论体系不断得到完善，并不断与现代工厂生产设备、管理系统等电子设备结合使用。自20世纪60年代以来，随着国家经济社会的发展，自动化控制理论发展到一个新的阶段“现代控制理论”，主要的研究方向是对高性能、高精度的多变性变量参数的控制优化，主要解决的方式是将状态空间规则运用在其中。当自动化控制理论在机器设备使用中通过对系统的建立，实现自动化控制，其中对主要系统的使用是：自动控制系统、反馈控制系统。自动控制系统是将控制对象与控制设备按照设定的形式进行连接，并结合其他系统构成一个完整的个体。反馈控制系统是将控制对象以及控制设备运行的信息进行反馈，并且不断修改被控制量与控制量之间的差数。通过对自动控制系统与反馈控制系统的运用，提高自动化控制理论在社会生活中的运用效率，同时增加自动控制理论在火电厂自动化中的应用。
2自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用
2.1主蒸汽压力的普遍调节措施
目前，我国火力发电厂普遍具有煤种、电网负荷需求变化、容量大、热惯性大等特点，这使得锅炉燃烧容器的调节难度较大。主蒸汽调节压力的普遍措施有两种，一种是在能量平衡的状态下进行调节，另一种是在特定值出现偏差和主蒸汽压力的状态下进行调节。第二种措施还可以分成两小类，一个是在特定值出现偏差和主蒸汽压力的状态下进行单回路调节，另一个是在特定值出现偏差和主蒸汽压力的状态下进行双回路调节。在调节燃煤量的过程中，单回路的控制信号主要只包括了偏差，双回路不仅包括偏差，还有导前信号。
2.2调节主蒸汽压力串级模糊的措施
（1）梯级调整措施。串级调节系统实际上是一种辐射信号，而这种信号主要来自炉膛，可以通过中间的调制信号。其实该信号也是一种锅炉燃料侧面的阶跃扰动，可以通过Matlab技术仿真出来。在热量信号状态下的串级调节比不上之前单回路的调节系统对于改善调节的影响来的显著，所以，单回路调节系统的串级调节能够有效的完善系统的性能，并且还可以有效的防止燃料的侧内扰。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在调节过程中需要关注的是，中间被调量的主要组成部分是主分量与随机分量，要是将中间的被调量直接使用到串级调节系统中，这样会使调节的动态性能变低，严重的话，会增加调节器多次进行错误动作，从而让调节系统发生严重的数据和动态的差异。（2）串级模糊调节的措施。如果该串级调节系统是将炉膛的辐射信号作为中间被调量的话，就需要将模糊滤波器增加进来，从而实现新型串级模糊调节的措施。一般情况下，主调节器主要采用PID的调节器，副调节器主要使用P调节器，该系统还包括了模糊滤波器、主蒸汽压力的特定值、炉膛辐射信号的随机分量等等。而模糊滤波器的主要作用是，到底是因为随机分量的变化，还是因为内外的扰动而导致了中间被调量的改变。通过上述模糊滤波器的作用得出被调量的改变原因，从而判断出主调节器是保持现状呢？还是变化新的动作实现相应的补偿。
2.3主蒸汽压力LQ次优调节的措施
由于火电厂锅炉具有体积大、容量大、热惯性大等特点。，相应的调节元件也会出现延时等特性，并且还包括主汽压力。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热工仪表的非线性校正
3.1热工仪表的非线性特征
现场各种系统中的任何设备都具有一定的非线性特性。火力发电厂热工仪表的非线性特性普遍存在，并且在使用当中热工仪表的非线性特性对仪表的参数的测量准确程度以及显示时的精确度都有一定的影响。对此，在使用过程中为了减少热工仪表带来的测量、显示误差，通常情况下都会使用以下三种方式来进行调节：首先，在热工仪表测量数值确定时，可以适当的减少仪表测量的范围，将其测量范围限定于较好的线性区间内；其次，在对仪表参数测量数值进行显示时，尽量使用线性的显示刻度；最后，最主要的方式还是在仪表参数测量时，加入非线性的校正环节。
3.2热工仪表的非线性校正方式
热工仪表的非线性校正方式即减小仪表参数测量带来的误差最基础的方式，也是最重要的形式。其中对热工仪表非线性特性进行校正的方式有以下两种形式：模拟线性化，模拟线性化是指在传统形式中模拟仪表的基础上，通过机器原件或是模拟中的电路，对仪表输出的信息进行线性化的基本处理，对模拟中的线性刻度进行现实建设，并且在自动化系统中将其设置为自动化控制设备的基础信号。数字显示化，在智能仪表的基础形式上，对仪表输入的信号信息进行转换，得出的数字信息再由计算或是查表，以实现信号的精确输出的线性化，这就是数字显示。近几年的科技发展过程中，自动控制理论随着智能控制理论的发展而不断发展，其中对解决热工仪表中的非线性特性问题具有一定的特征以及作用性，将其结合到非线性特性校正方式当中，实现热工仪表参数测量的准确度与信号显示的精确性，并研究出更具特性、高端性的校正形式。
结语
总而言之，面对快速发展的计算机技术与自动化技术，通过自动化控制理论和自动化技术将其与火电厂热工生产过程相结合，实现电力生产过程能平稳安全地进行，保证火电厂能安全有效地根据需要来调节电能的生产，同时加强对热工仪表、主蒸汽压力、主蒸汽温度的调节，在具体调节的过程中要结合实际，做到“具体问题具体分析”，以促进火电厂热工自动化的发展，并且促进国家相关研究人员对制动控制理论与火电厂热工自动化的结合，与其在热工自动化中的应用，使得我国火电厂热工自动化中的问题得到解决。这样即保证了火电厂热工自动化的稳定性，也增加了火电厂工作的安全性与经济性。
参考文献：
[1]李阳春.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[D].浙江大学，2001.
[2]鲁登峰，黄蓉.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].广东科技，2013（20）：118-119.
论文作者:李培
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/16
标签：火电厂论文; 热工论文; 理论论文; 仪表论文; 自动控制论文; 信号论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2018年第7期论文;