自动化控制技术在电厂的综合应用
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摘要：现代社会随着科学技术进步，电气自动化技术在电厂的应用效果不断提升，特别是从监控、自动化控制方面，均能有效提高电厂运行效率与质量，其未来的发展将会依据电气自动化技术的革新，向着低频逐渐发展到高频，与计算机技术紧密结合等方面更深自动化方向前进。
关键词：电厂热工;自动化控制;技术应用
引言
电厂热工智能自动化控制过程的先进方法，依托于科学技术的进步和社会觀念的的更新，是时代背景下的必然过程。火电是需要消耗不可再生资源的行业，未来必将要转型、替代或淘汰，现阶段我们能做到是让火电厂运行中能最大化实现经济、科学、环保，研究热工智能自动控制是实现以上目标最有效的途径。
1电厂热工智能自动化控制过程的方法研究的意义
电厂热工自动控制系统主要是指对热工过程的自动检测、自动报警、自动调节、自动保护以及实现程控、遥控等自动控制功能，能够做到对于热工过程重要参数，如温度、压力、流量、料位、电压、电流、功率、振动、气体成分、汽水比例等的精确检测，对系统采集信息快速响应，对热工过程主动调节，对电厂热工工作系统实时保护。随着我国产业升级和环境保护的重视程度不断提升，对火电厂的节能环保、效率提高、经济运行的要求不断提高。为实现火电厂高效、经济、环保运行，需要不断升级和优化火电厂自动化控制系统。热工控制系统作为电厂自动化控制系统的重要组成部分，研究其控制过程自动化、信息化、智能化对热电厂有着重要的意义。
2电厂热控自动化系统运行过程中存在的主要问题
近年来随着经济社会的发展，我国电网的规模越来越大，电网分布范围越来越广，电网传输距离越来越远，在传输过程中需要大量的中间接口，这一定程度上影响了信号传输效率，出现信号传输不及时或者误传等现象，导致热控系统由于信号传输不及时，导致热控自动化系统运行混乱，系统保护信号传输时间太长，系统失去保护功能。当前科学技术日新月异，计算机信息技术、网络技术、传感技术、自动化技术广泛应用在电力系统中，极大地提高了电网的自动化水平。但是热控自动化系统更新速度比较慢，无法满足现代电网发展要求。目前大部分火电厂依然采取定期检修的管理方式，定期检修不仅造成电力设备的过度维修，存在严重的浪费，因此需要探讨适合热控自动化系统管理模式。
3自动化控制技术在电厂的综合应用
3.1 DCS 自动控制系统的应用
3.1.1 控制锅炉汽包水位
为了确保锅炉运行的安全性，相关技术人员需要注重汽包水位等参数，应用给水流量、汽包液位、蒸汽流量调节主给水阀等方式，实现锅炉汽包水位的稳定性。一般而言，锅炉提供的给水调节阀主要有主调节阀和备用阀，其中，主调节阀是DN150，在正常负荷和高负荷运行中发挥着重要作用;备用阀是 DN100，在低负荷的应用过程中作用比较明显。锅炉汽包给水控制系统的目标是确保汽包水位在规定的范围内，实现锅炉运行的稳定性，工作原理是在液体汽包液位调节输出后，融合蒸汽流量完成加法运算，并将运算结果设定成给水量定值，并合理地调节偏差，输出后通过执行结构调节给水阀。在蒸汽负荷增加的过程中，汽包内的压力会在一定时间后恢复平衡，这时液位会在蒸发量增加的情况下逐渐下降，给水量不断增加，指导汽包液位恢复到给定位置。
3.1.2调节炉膛负压
炉膛负压是锅炉燃烧自动控制系统的重要参数之一，炉膛负压的测量结果直接关系着燃烧控制过程。炉膛负压自动控制是在调节引风机入口风门开度的情况下，确保负压在-20～-100Pa 之间的微负压处于稳定状态，为锅炉系统运行的安全性提供保障。为了控制炉膛负压，技术人员需要改变引风量的大小，在鼓风量稳定的情况下，鼓风量可以作为引风控制的前馈量，在鼓风 OP 值增加的情况下，引风 OP 值也有所增加，在鼓风 OP 值减少的情况下，需要等待一定的时间后，减少引风OP 值。
3.1.3控制锅炉送风
锅炉送风自动控制的主要目标是在锅炉添加的燃料在炉膛内燃烧的过程中，自动送入风量，为锅炉燃烧的经济性提供保障。送风自动控制系统的参数有送风压力、煤气压力，在调整送风机挡板开度的过程中，需要自动调节送风压力和煤气压力，进而提升燃料的使用率。
3.1.4锅炉过热蒸汽温度自动调节
锅炉过热蒸汽温度调节的原理是应用自制冷凝水喷水装置合理地调整蒸汽温度，根据集汽集箱和减温器出口蒸汽温度的测量结果，合理地调节减温水调节阀的开度、减温水量的温度等，确保温度在 430℃到 450℃范围内，在集汽集箱出口蒸汽温度升高的过程中，则减温水的水量会自动增加，在汽温降低时，减温水量会减少，进而为蒸汽温度的稳定性提供支持。
3.2自动化控制的应用
3.2.1智能控制
智能化应用可以在电气工程发挥智能诊断故障、智能控制设备、优化整体设计等作用，电气工程也早已脱离传统的概念，已经有着更加新颖的含义。首先，智能控制要在电厂内建立系统管理组件系统，便于对电厂的自动化设备进行有效地控制调节，包括测量值、设定值和输出值的动态棒图与数字双重显示，所有的PID调节均设手自动切换按钮，可实现手动与自动控制之间的无扰切换。
3.2.2MATLAB仿真
现阶段电厂能耗指标评估主要使用传统数理统计方法，这些方法难以挖掘数据深层次的信息。所以，电厂内部采用MATLAB仿真技术，利用自动化仿真控制能够避免安装和维护费用过大等问题。因为，MATLAB仿真技术能够利用软件计算，通过数值分析、矩阵运算、信号处理等手段，对电厂内部的DEH（汽轮机数字电液控制系统）等内容进行模拟化的动态系统参数处理，让各系统的工作运行过程有动态的仿真预测，通过这样的预测能够避免一些不必要的设备维护，让电厂自动化控制系统能够更高效地工作。
3.2.3总线技术革新 总线技术能够形成自动化的通信连接，实现智能仪器仪表、控制器和电力执行系统等设备的有效连接，使这些设备能够形成一个有机的整体，各设备能够互相配合。特别是分布式控制在一定程度上意味着，PLC、I/O模块与现场设备之间建立了连接，能够将输入和输出模块逐渐进行转换，变为现场的检测器或执行器。逐渐实现统一系统平台的全面建设，为各种自动化项目进行设计、测试以及实施的过程中提供周期性的支持，并使效率得到全面提高。
3.3自动化节能减排
燃料管理水平对于火电厂经济效益及安全生产具有重要作用。电厂燃料管理系统使用自动化控制技术，能够显著提高电厂燃料管理水平及效率，对于提高电厂节能减排工作有着重要的作用。（1）自动化节能减排设置要在电厂自动化电气设施内使用变频技术，这种技术能够自动调整开关频率，按照电动机噪声、温升变化的要求持续动态调整，适应电动机状态，确保不会发生降容问题。（2）要适当地运用燃料预测控制算法，根据生产过程响应对过程动态行为进行描述的一种数学模型，然后根据优化指标将控制量时间序列确定出来，使未来一段时间中被控制变量和期望轨迹之间的误差降到最低。这样做能够确保节能工作一直在可控范围之内。
3.4完善热控自动化系统的检修管理模式
当前大量先进的设备、技术广泛应用在电力系统中，电网的自动化、智能化不断提高，对热控自动化系统的运行提出了新的挑战。但是我国电厂的热控自动化系统依然采用传统的运行方式，远远落后电网的發展。因此，需要完善热控自动化系统的检修管理方式。热控自动化系统采用温度测量仪、传感技术等对热控自动化系统进行实时监测，及时了解设备运行情况，根据设备的实际运行状态，进行检修，避免过度检修。其次，需要对电厂热控自动化系统的各个分散子系统进行优化设计，提高子系统的信息处理能力、计算能力、控制能力，对热控系统运行的各项程序可以积极响应，提高热控自动化系统的运行效率。
结束语
热控自动化系统是发电厂正常运行的关键，随着我国发电厂装机容量越大，对热控自动化系统要求越来越高。为了提高热控自动化系统的运行稳定性和可靠行，必须提高热控自动化运行的智能化水平、控制水平、抗干扰能力，才能确保整个热控自动化系统运行稳定性和安全性。
参考文献
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