自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用研究

李钟旭

[摘    要]在我国经济不断发展的大背景下，电力的需求不断提升，火电厂作为电力系统中重要的部分必然要进行完善。为了有效促进火电厂发电效率的提升，减少带来的环境污染，在火电厂热工自动化中应用自动控制理论具有重要的意义。

[关键词]自动控制理论;火电厂;热工自动化

[中图分类号]TH16 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–0–02

[Abstract]Under the background of the continuous development of China's economy， the demand for electric power is constantly increasing， and the thermal power plant as an important part of the electric power system must inevitably be improved.In order to effectively promote the improvement of power generation efficiency of thermal power plant and reduce the environmental pollution， apply automatic control theory in thermal automation of thermal power plant

[Keywords]automatic control theory; thermal power plant; thermal engineering automation

近些年来，我国科技发展较为迅速，自动化技术也有一定的进步。相较于传统技术，自动化技术可以有效提高工作效率，所以在现阶段的生产中得到了广泛的应用。火电厂是我国重要的部分，在电力输送中占有重要的地位，对于工业生产以及人们的日常生活都有深刻的影响。虽然火电厂已经有了多年的发展，相关技术也较为完善，但是仍然存在一定的问题，不利于发电效率的提升，影响到人们的日常用电，同时也在一定程度上加剧了环境污染。所以，在未来的一段时间内，火力发电必须要认识到自动化技术的重要性，在当前的发电背景下加入自动化技术的使用，以此来提高发电效率。这样不仅可以确保工业生产、居民用电的稳定，同时还可以有效缓解环境污染的问题。

1 火电厂热工自动化现状

1.1 可靠性较低

可靠性是火力发电的重要内容，但是在当前许多火电厂中并不能确保较高的可靠性。在一些火电厂中，设计人员为了有效降低使用的资金，减少成本，通常会采用PLC系统，这种系统虽然可以满足一定的发电需求，但是无法保证较高的运行效率，所以在发电工作中也逐渐难以适应当前的发电需求。另外，为了加强系统的稳定性，完善辅助车间也是火电厂热工自动化系统中十分关键的内容，将DSC安装进去是许多企业的首选方案。

1.2 锅炉压力变化较大

在火电厂运行的过程中，锅炉压力会出现一定的变化，甚至是较大的起伏，则是热工自动化系统面对的重要问题。在不同的时间，发电厂内的用电需求会出现一定的变化，所以为了有效地对发电量进行调整，就必须要调整燃烧周期。在这个过程中，一些火电厂的工作人员缺乏足够的专业能力，调整方式出现一定的问题，如果引起调整速度过快，那么会加剧锅炉的负荷，以至于锅炉设备遭到破坏，进而系统的工作效率也会受到影响。另外，在利用自动化系统管理设备的过程中，通常会采用曲线来进行系统分析，但是一些工作人员相关专业知识匮乏，没有完全掌握模糊算法，导致设备的调制出现偏差，进而加大了系统的压力。

1.3 自平衡能力较差

自平衡能力是火电厂运转不可或缺的部分，但是在热工自动化系统运转的过程中，这种能力仍然达不到较高的水平。锅炉液位是设备运转的重要参数，需要对其进行准确的测量。但是一些企业没有使用较好的设备，很难对液位进行控制，如果设备中出现了较多的水量，那么控制水量的工作也会更加困难，在运行的过程中系统稳定性也就会出现下降，甚至还会出现设备故障。另外，如果系统中的供水量产生变化，并且设备无法对其进行有效控制，那么其中的液体很容易产生汽化的情况，这样一来，火电厂热工自动化系统就会受到严重影响，进而稳定性也就很难得到控制，系统运行也就会存在各种问题。

2 自动控制系统的作用

2.1 拓展管理系统

将自动控制系统应用在火电厂热工自动化中，可以对管理系统进行有效拓展。拓展能力是自动控制系统的重要特征，所以如果在火電厂热工自动化系统中应用自动控制系统，那么系统的拓展能力也会得到一定的加强。同时，PLC系统是许多火电厂的主要应用选择，如果将自动控制系统应用其中，那么系统就可以得到良好的管理，并且系统稳定性也会有一定的提升，火电厂运行能力会得到明显的加强。另外，一般情况下，为了控制自动化系统，可以通过算法模块来计算，根据计算得到的结果就可以整理当前的系统，保证系统开发率得到有效提升。

2.2 节能减排

将自动控制系统应用于火电厂热工自动化系统中，可以有效促进节能减排。根据以往的经验和数据统计可以知道，如果采用传统方式发电，那么电厂的诸多设备都会出现较多的损耗，并且还会伴随有较多的污染物，这对于环境保护有不利的影响。如果将自动控制系统应用其中，那么用于发电的燃料就会燃烧的更为彻底，剩余的燃料也可以循环处理，这对于污染物的减少有重要的帮助。近些年来，我国经济快速发展，但与此同时也出现了许多严重的环境问题，雾霾现象频繁发生，这不仅会影响大气能见度，还会损伤人们的呼吸道，引发各类疾病。所以，为了有效避免这种情况的发生，将自动控制系统应用在火电厂热工自动化系统中具有重要的意义，可以有效减少污染物的排放，促进火电厂的节能减排。

3 自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用分析

3.1 扩展信息系统

为了使自动控制系统可以充分发挥其价值，拓展信息系统是不可或缺的部分。实际上，火电厂是一个较为复杂的系统，计算机技术、智能仪表等都是不可或缺的部分，可以对设备实施精确检查，了解当前系统的状态，进而根据检查的结果来对系统进行调整。譬如，如果要将此技术应用于系统中，那么就要精确地统计当前系统的用电需求、发电情况、运行情况等，并对其进行合理的分析。进而将此技术同控制系统进行结合，并且在这个过程中可以加强系统运行能力，扩展信息系统，完善系统供电能力。另外，为了确保火电厂热工自动化系统可以很好的运行，必须要深入了解热学和发电系统的特征，并将二者联系起来，同时及时测量当前系统状态，对系统发电量进行合理的控制，这样才可以避免资源的不必要损耗，促进企业经济利益的提升。

3.2 应用节能理论

节能理论的应用也是不可或缺的部分，可以促进自动控制系统的合理利用。在火电厂实际运行过程中，必须要对其进行良好的管理，这样才可以在发电的过程中减少污染物的排放，促进我国空气质量的提升。譬如，技术人员在实际工作的过程中可以制作发电厂的设备运行方式图像，对系统中的关键部分进行深入研究，及时发现其中存在的问题。针对性地引入智能控制系统，这样一来，锅炉在运转的过程中可以进行循环燃烧，促进燃烧效率的提升，有助于节能环保。另外如果想要更进一步实现节能环保，可以在系统中安装自动控制系统，同时，还要将火电厂热工自动化系统同运行监控设备进行连接，这样一来，系统运行状态就可以及时反映出来，技术人员在获得相关信息后可以对系统进行调整，避免不必要的资源消耗。

3.3 提高技术人员综合能力

火电厂技术人员的能力对于火电厂系统运行有重要的影响。在一部分火电厂中，一些工作人员的技术水平较低，没有掌握专业的技术知识，所以无法对自动化系统运行状况有一个深入的了解。在火电厂实际招聘的过程中，除了对应聘者的工作经验进行考察，还要对其技术水平进行把关，保证留下的人的能力处于较高的水平。同时，在入职后也要将系统的管理制度、操控方法对其进行讲解，使其对当前火电厂系统有一个全面的了解，可以完成其岗位的工作内容，有效提升发电厂的发电能力。另外，发电技术在不断提升，相关知识也在不断增加，所以必须要对相关工作人员进行技术培训，促进系统控制能力的提升。譬如，管理人员可以聘请相关的专家来进行培训，对管理系统、自动控制技术进行讲解，员工在不断的学习中就可以掌握更加先进的知识。在这个过程中。还应当加强安全培训的比例，确保电厂的安全运行。

3.4 对系统进行运行管理

实际上，员工的综合能力不仅包含其技术水平，还涵盖了运行管理的控制。为了保证发电稳定性可以达到目标水平，自动控制系统的使用是必不可少的，在这个过程中还要将系统运行方式牢牢掌握，使电厂的工作人员可以科学合理地管理系统。譬如，为了有效保证火电厂热工自动化系统的正常运行，可以花费一定的资金来聘请这方面的专家来与电厂的技术人员进行合作，共同对此项技术进行研究。同时，还可以加入仿真技术的使用，发现其中不合理或者存在问题的部分，及时对其进行改善，有效提升系统运行的稳定性。另外，火电厂具有较为复杂的系统，所以在系统运行过程中还应当保证工作人员的合理分工，对分工内容进行记录，促进系统维护工作效率的提升。奖惩制度是不可或缺的部分，在进行检查的过程中，如果发现一定的问题，那么可以根据分工内容确认此项问题的负责人，并根据问题大小进行处罚，这样才可以充分调动员工工作积极性，保证发电厂运行的稳定。

4 自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用策略

4.1 热工仪表非线性特性校正方面的应用

热工仪表是火电厂运行的重要部分，只有确保其具备高精度、高性能的特征，火电厂的生产效率才会得到有效的提升。实际上，一部分热工仪表没有较为严格的特征，有一定的非线性特性，这就在一定程度上影响了其精度。譬如，节流式流量仪表同压差之间的关系就是常见的非线性特性问题。在这种情况下，必须要对这种问题及时解决才可以提高仪表的质量。一般情况下，可以通过自动控制理论来校正这种非线性特性，自动控制理论的合理利用可以有效加强非线性的校正。

此外，自动控制理论知识的使用也是不可或缺的部分，在整合硬件设施以及模拟信号的过程中，自动化技术扮演着重要的角色。自动控制理论和计算机网络等技术对于智能热工仪表有重要的作用，同时计算机三维控制也可以带来有效的帮助，能够完成数字线性化处理。在这个过程中，要转换处理输入的信号，在得到数字量后要进行精确计算，完成智能热工仪表输入信号实现线性化。

4.2 主蒸汽压力特性调节方面的应用

在实践的过程中，自动控制理论可以对主蒸汽壓力特性进行调节，同时还可以完善发电机组、汽轮机等部分的运行环境。在得到主蒸汽压力调节需求后，可以将自动控制理论同计算机三维空间进行结合，对偏差大小进行分析，确保当前分析内容不会出现问题，这样才可以有效调节主蒸汽压力。同时，在将自动控制理论应用于主蒸汽压力调节的过程中，还应当将双回路设施应用其中，这样才可以将控制信号进行合理利用。

5 结束语

综上所述，在现阶段的社会发展中，电力的需求不断增加。火力发电作为电力系统中重要的部分，将自动控制理论应用于火电厂热工自动化中具有重要的意义。在实际应用中，应当充分了解当前火电厂存在的问题，明确自动控制理论的基本特征，这样才可以保证自动控制理论的合理使用，促进火力发电效率的提升，减少环境污染。

参考文献

[1] 韦盛.解析热工自动化控制在火电厂的应用及发展[J].通讯世界，2017（10）：137-138.

[2] 李家海.火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J].黑龙江科学，2017，8（4）：160-161.

[3] 赵天天.火电厂热工自动化控制的应用实践及发展方向之研究[J].建材与装饰，2015（49）：242-243.