摘要：在火力发电中，热工自动化控制系统在节能方面有着良好的应用效果。为了进一步加强对火力发电节能的研究，本文主要从火力发电的热工控制方式方面进行优化分析，从而满足火电厂节能的需要，推动火电厂实现可持续发展。
关键词：热工控制；火力发电；节能应用
引言
发展循环经济是我国目前经济发展的重点，如何实现节能减排，提高资源利用效率是重中之重。我国煤炭资源丰富，已探明储量达4万亿吨，现年开采量有14亿吨，火力发电在我国能源结构中始终占着主要地位，所以对于火电节能的研究就显得尤为重要，实践研究表明，在火电厂的运作中，热控效果对整体的能源消耗具有很大影响。文章从汽温、主蒸汽压力以及汽包三方面进行火电厂节能减排效果的分析，旨在为火电厂提供更节能的热控方式，从而实现能源节约、提高经济效益。
1、火电厂热工自动化的现状
第一，主厂房的控制系统在火电厂的热工自动化中，绝大多数采用的是DCS，而PLC主要应用于辅助车间的控制系统里。产生这样情况的重要原素是什么呢？这是因为在开始初期，DCS系统应用的价格是非常高昂的，所以，想要最大限度的减少生产成本，就必须依靠锅炉、发电机和汽机等工具的长时间有效稳定的进行生产，同时信号模拟量要具备相当的比例，这样才可以进行DCS。因此，在辅助车间里就只能使用PLC，因为其价格便宜。
第二，怎样形容两个运行周期锅炉压力变化差值的论域呢？其实可以通过AP论域的应用。要是燃烧周期进行了自动的调整，那么负荷会出现极大的变化，导致控制燃烧的响应速度变快，不过，煤质和炉况的不同也会影响调节的效果。在火电厂热工自动化中，因为隶属度函数曲线的变化、交错和重叠，使得在进行模糊控制计算的过程中，因为数据变化的适应性，出现了很强的鲁棒性问题。
第三，在测量锅炉汽包液位的过程中，因为汽包液位的系统没有自我控制平衡的技能，如果出口的蒸汽量忽然变大，或者是供水量忽然变低的时候，因为锅炉没有及时的反应过来，导致汽包的热量没有发生变化，这样会使锅炉里的液体不体积的汽化，产生测量汽包液位结论过大的结果。但是，如果进行相反的做法，则会使得汽包液位的测量值变小，从而形成汽包虚假液位的现象。
2、热工优化在小型火电厂节能中的应用
2.1、汽温优化控制的应用
在对各种300MW以上容量的典型机组进行深入细致分析后，通过计算得知，在主蒸汽温度降低1℃的情况下，汽轮机的热消耗会相对升高0.032%，换化为功率相当于2.5kJ/（kW•h）。根据相关的数据显示，随着机组容量的不断增大，主蒸汽温度对于整个汽轮机的热消耗影响程度越大。为了实现汽轮机的热消耗降低，进而实现火电厂的能源消耗降低，需要适当地提高主蒸汽温度、再热汽温自动控制的控制系统精度，并且降低超调量，进而实现设定值的提升，达到主蒸汽温度、再热汽温“压红线”状态下的运行。根据相关数据显示，改善自动调节品质，其对于机组的运作效率影响很小；通过优化控制系统的工作状态，能够有效提升机组0.05%～0.20%的工作效率。
2.2、主蒸汽压力的调节
串级调节系统主要的工作形式是将炉膛辐射出来的信号作为一个中间调整变量，并且将其中串级调节输出送至到锅炉燃烧侧面，其主要目的是对其中的辐射信号进行拟合，并利用Matlab信号接收器对信号进行仿真比较后，得出能反映锅炉能量的中间量信号。串级调节系统与单回路的PID调节系统相比较而言，在热量信号的影响下，串级调节系统对信号调节的改善比较明显。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可见，对串级调节系统中结合单回路的PID调节将会明显的改善系统的整体特性，对于遏制在主蒸汽压力下燃料对锅炉的内扰具有极大的积极作用。
但是在调节过程中调节的主量是经过随机分配的，其中主要的构成就是随机分量与主分量。并且在将其直接纳入串级调节系统中时，必定会引发该调节过程动态特征的降低，从而导致在主蒸汽压力下调节量的不稳定，以及让调节系统产生极大的动态参数差距。所以，在对主蒸汽压力进行调节时，可以采用串级模糊调节策略，对主蒸汽压力进行具体的调节与维护。并且在将模糊滤器增加到串级调节系统当中时，可以促使新的串级模糊调节形式的产生，进而能更好的对主蒸汽压力进行调节。
2.3、调节主蒸汽压力串级模糊的措施
串级调节的措施。串级调节的系统其实就是一种辐射信号，而这个信号主要是来自于炉膛，可以通过中间的被调量显现出信号的情况。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。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。
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。
2.4、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。
结束语
综上所述，在火电厂运作中进行运作的能源消耗降低是时代所需。通过文章分析可知，降低汽包的水位、使用凝结水节流调节优化措施以及使用联合控制滑压方式的优化方式，可以切实提升火电厂单位能源消耗的电量，进而实现火电厂的能源消耗降低，值得火电厂在实际运作中根据实际情况合理使用。
参考文献：
[1]黄前飞.热工优化控制在火电厂节能中的应用效果分析[J].现代制造技术与装备，2017（05）：79+81.
[2]陆健婷.热工优化控制在火电厂节能中的应用效果研究[J].城市建设理论研究（电子版），2016（34）：20-21.
[3]张秋生.热工优化控制在火电厂节能中的应用效果研究[J].中国电力，2016，49（06）：6-9.
[4]杨桂锋.火电厂600MW机组热工自动化控制对节能降耗的影响分析[J].企业技术开发，2015，34（21）：176+178.
[5]王晓俊，赵洋.火电厂600MW机组热工自动化控制对节能降耗的影响分析[J].硅谷，2015，8（03）：52+59.
论文作者:刘晋杰,车莎莎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/1
标签：火电厂论文; 蒸汽论文; 汽包论文; 系统论文; 信号论文; 节能论文; 热工论文; 《电力设备》2018年第11期论文;