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浅析火电厂热工自动化中自动控制理论的应用

浅析火电厂热工自动化中自动控制理论的应用 浅析火电厂热工自动化中自动控制理论的应用 郑辉 四川职业技术学院 摘 要: 由于我国经济近几年的快速发展, 对于火力发电技术的创新和改革变成越来越重视, 也投入了许多重要的资源, 尤其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; 现如今, 自动化控制系统广泛的应用于我国的新型火电厂中, 而传统的火电厂也进行了相应的技术改革。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随机过程理论及其在自动控制中的应用, 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 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[1]。

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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[2]。 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 自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 现在, 我国的火电厂一般具有以下几种特征:燃煤种类多、电网负荷要求变动大、容量大和热惯性大等等, 从而让锅炉等燃烧容具的调节难度变大。另外, 因为机组体积的不断加大, 从而导致主汽温度和参数以及压力都会相应的变高, 所以, 在生产的过程中, 使得锅炉的安全性能和经济性能都无法得到保障, 从而需要有关单位实行有效的措施和对策来保证正常的生产。

2.1 主蒸汽压力的普遍调节措施 主蒸汽压力一般是在锅炉燃烧的过程中进行调节系统的, 该压力由一系列的监测数据组成的, 其不仅保证了火电机组的安全运行, 还保证了锅炉汽机能量的平等分配, 也是机组调节压力的重要数据。 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) 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 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随机过程理论及其在自动控制中的应用, 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 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。

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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 结束语 我国的科学技术正处于不断创新和进步的阶段, 许多新的材料、新的技术、新的工作原理被不断的创造出来, 从而制造出了变送器、传感器等高科技产品, 促进了控制装置和系统的不断发展。对于火电厂热工自动化技术的发展趋势, 一定是有关于环保节能, 可持续发展的目标, 早日实现自动化控制系统的全面一体化。通过自动化控制理论的广泛应用, 火电厂的安全性得以极大的保证的同时, 有效的增加企业的经济利益, 从而早日实现节能减排的目标。 参考文献 [1]梁锦凤.浅析火电厂热工自动化中自动控制理论的应用[J].大科技, 2015 (16) . [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.