翟傳旭

摘 要：火電控制系統(tǒng)在我國(guó)的重工業(yè)中已經(jīng)基本得到了應(yīng)用和普及，其產(chǎn)量逐年增加?；痣婎I(lǐng)域?yàn)榱藵M足市場(chǎng)的用電需求和社會(huì)發(fā)展的需要，應(yīng)該不斷的優(yōu)化火電自動(dòng)控制設(shè)計(jì)，從而推動(dòng)火電廠產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，在生產(chǎn)過程中，火電自動(dòng)控制系統(tǒng)仍然存在著很多的問題，仍然有較大的優(yōu)化和提高效率的空間，本論文在闡述火電自動(dòng)優(yōu)化控制系統(tǒng)的重要意義的基礎(chǔ)上，對(duì)存在的問題提出了相應(yīng)的優(yōu)化對(duì)策，希望能夠從整體上提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制系統(tǒng)；火電；問題；優(yōu)化對(duì)策

火電自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的普及度很高，設(shè)備控制原因和方法的使用都很相近，在使用過程中出現(xiàn)的問題可以及時(shí)的按照預(yù)定的解決方案解決。火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，鍋爐的設(shè)計(jì)決定了發(fā)電廠的發(fā)電效率，同時(shí)也關(guān)系到空氣污染的程度和環(huán)境保護(hù)的質(zhì)量。

1 火電自動(dòng)優(yōu)化控制系統(tǒng)的重要意義

燃燒控制系統(tǒng)作為電廠鍋爐的主控系統(tǒng)，其包括燃料控制系統(tǒng)、風(fēng)量控制系統(tǒng)、爐膛控制系統(tǒng)，目前大部分電廠仍然采用PID進(jìn)行控制。該系統(tǒng)由主蒸汽壓力控制和燃燒率控制組成串級(jí)控制系統(tǒng)，控制燃燒、送風(fēng)量、引風(fēng)量等，子控制系統(tǒng)分別通過不同的測(cè)量和控制手段來(lái)保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)燃燒和安全燃燒。鍋爐燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)，任務(wù)是使燃料燃燒所提供的熱量適應(yīng)外界對(duì)鍋爐輸出的蒸汽負(fù)的要求，同時(shí)還要保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前，通過自動(dòng)控制優(yōu)化設(shè)計(jì)后，會(huì)減少煤炭使用并降低相應(yīng)污染系數(shù)。以往工業(yè)鍋爐通過人工結(jié)合儀表監(jiān)控，無(wú)法達(dá)到較為滿意的結(jié)果?，F(xiàn)在通過計(jì)算機(jī)的控制，可以自定設(shè)置參數(shù)，運(yùn)算方法科學(xué)且靈活，相較以往模糊判斷，具有很大的提高，這是傳統(tǒng)儀表和人工監(jiān)測(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。鍋爐溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)中使用自動(dòng)控制系統(tǒng)，改善了對(duì)鍋爐的監(jiān)控品質(zhì)，提高了平均熱效率，從而節(jié)省了能源和減少了污染。自動(dòng)控制包括對(duì)主機(jī)、輔助設(shè)備和公用系統(tǒng)的控制。熱工控制系統(tǒng)的功能是控制各種熱工過程的參數(shù)，包括溫度、壓力、流量、液位（或料位）等，使其處于最佳狀態(tài)，以達(dá)到火電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。燃料量控制作為鍋爐控制中最基本的系統(tǒng)之一，因?yàn)槊毫砍龑?duì)主汽壓力影響外，同時(shí)也對(duì)送風(fēng)、引風(fēng)情況造成一定影響。

2 火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問題

2.1 抗干擾能力過差

自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，其內(nèi)部由非常精密的測(cè)溫儀、分散儀、自動(dòng)積水系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)等組成，這些系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求極高，一旦遇到較強(qiáng)的電磁波和電子元器件電容干擾就會(huì)出現(xiàn)紊亂。且這個(gè)系統(tǒng)體積龐大，跟外部接觸面積大，較容易受到環(huán)境的影響。

2.2 調(diào)節(jié)器反應(yīng)時(shí)間偏慢，系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行命令的反饋和反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)

火力發(fā)電廠的調(diào)節(jié)器如果在標(biāo)稱值不等于測(cè)量值時(shí)，輸出值會(huì)發(fā)生起伏，當(dāng)調(diào)節(jié)器的上漲幅度達(dá)到最高值或者下跌幅度達(dá)到最低值時(shí)，輸出值才會(huì)固定下來(lái)，但在達(dá)到上限的過程需要時(shí)間，所以會(huì)讓調(diào)解器的反應(yīng)動(dòng)作看起來(lái)很慢，系統(tǒng)響應(yīng)指令的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)，這會(huì)對(duì)發(fā)電帶來(lái)負(fù)面影響。

2.3 在采用性能分析法中得出的結(jié)果不準(zhǔn)確

對(duì)火力發(fā)電廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析通常采用最小方差控制，這種方法在評(píng)價(jià)結(jié)果中顯出出來(lái)的優(yōu)勢(shì)顯而易見，此外，由于這種方法需要采集自動(dòng)控制在運(yùn)行過程中所有數(shù)據(jù)，計(jì)算得出方差結(jié)果來(lái)評(píng)估系統(tǒng)性能，因此這種方法能夠帶來(lái)非常豐富的數(shù)據(jù)信息，通過采集的這些信息能夠?qū)C(jī)器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的偏差進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生偏差的原因，對(duì)癥下藥，采取針對(duì)性的措施予以解決。采用這種方法也有其弊端，這種方法的成功建立在控制器平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，但是如果機(jī)器運(yùn)行不穩(wěn)定或者檔機(jī)，那么這種方法將無(wú)法采集數(shù)據(jù)，因此無(wú)法作進(jìn)一步的分析。

3 火電自動(dòng)控制設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)策

3.1 對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)部組織框架進(jìn)行及時(shí)更新

自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，內(nèi)部架構(gòu)組織非常繁雜，是多個(gè)組織框架和部件的集合體，因此為了讓機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)更加有效率，需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)組織框架進(jìn)行更新，不斷監(jiān)控機(jī)器運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理問題。在設(shè)備工作過程中，需要有高層制定完善的運(yùn)行計(jì)劃和更新計(jì)劃，有專業(yè)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不定時(shí)的更新和維護(hù)，讓系統(tǒng)自始至終保持高效率運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集是了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的最好手段，需要在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置監(jiān)控儀，通過電腦PC端顯示的方式來(lái)監(jiān)控內(nèi)部系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，采用先進(jìn)的掃描儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行掃描，測(cè)量出的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋到總控室，專業(yè)人員能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合屏幕顯示技術(shù)、掃描數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)等維持設(shè)備高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2采用誤差檢測(cè)技術(shù)

這種技術(shù)通過分析系統(tǒng)運(yùn)行過程中的方差來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的性能，通過機(jī)器的實(shí)際測(cè)量值跟標(biāo)稱值進(jìn)行比對(duì)，找出偏高或者偏低的原因。在實(shí)際運(yùn)行過程中，測(cè)量值會(huì)圍繞著標(biāo)稱值上下浮動(dòng)，而標(biāo)稱值也不能過于呆板的設(shè)定，可以設(shè)定一個(gè)標(biāo)稱值范圍，一般去標(biāo)成指上下浮動(dòng)1%即是正常范圍，如果超出這個(gè)波動(dòng)范圍，就預(yù)示著系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性較大。

3.3 引進(jìn)AGC管理模式

火力發(fā)電廠的AGC系統(tǒng)已經(jīng)超出了單純的控制和發(fā)電技術(shù)范疇，它已經(jīng)延伸到電力分配和電力運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，是一個(gè)涉及面極廣、實(shí)現(xiàn)功能極多的系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，涉及的技術(shù)含量也很高，因此要想完整的發(fā)揮AGC系統(tǒng)功能，需要火力發(fā)電廠增加投入，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，這樣才能讓AGC系統(tǒng)物盡其用，發(fā)揮出最大威力。

3.4 引入單片機(jī)控制程序

火力發(fā)電廠要想控制成本，降低人力成本的投入，同時(shí)減少人為帶來(lái)的誤差，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率，就必須要在自動(dòng)控制系統(tǒng)上下功夫，盡可能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)發(fā)電，而自動(dòng)化技術(shù)離不開單片機(jī)技術(shù)，單片機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在火力發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛，有效取代了人力操作，避免了人為的失誤。PLC是一種較為初級(jí)的自動(dòng)化控制技術(shù)，內(nèi)部含有功能模塊，能夠?qū)δK進(jìn)行設(shè)計(jì)和編程，多個(gè)模塊組合在一起，就成了一個(gè)集成芯片，這個(gè)集成芯片體積較小，但是功能卻非常強(qiáng)大，使用全過程傻瓜式操作，在處理火電廠排污上起著重要作用。目前應(yīng)用比較廣泛的單片機(jī)控制系統(tǒng)是氣力除灰以及空調(diào)自動(dòng)溫控系統(tǒng)，讓發(fā)電效率大幅提供的同時(shí)還降低了設(shè)備的磨損率，且單片機(jī)程序設(shè)備非常穩(wěn)定，受到周圍電信號(hào)和電磁波的干擾較小，抗干擾能力強(qiáng)，具備較強(qiáng)的安全性能。

3.5 采用集散控制系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)在實(shí)際使用中非常靈活，能夠?qū)刂葡到y(tǒng)進(jìn)行分散或者幾種處理，系統(tǒng)響應(yīng)指令時(shí)間短，響應(yīng)速度非?？?，組態(tài)方便，抗干擾能力強(qiáng)，在復(fù)雜的電子元器件環(huán)境中，能夠有效抵抗電磁波的干擾，具備較強(qiáng)的可靠性。能夠在生產(chǎn)過程中充當(dāng)電子眼的角色，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行全程監(jiān)視，應(yīng)用集散控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在總控室中通過視頻監(jiān)控故障報(bào)警系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等是否處在正常運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

火電廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)是電廠經(jīng)濟(jì)效益的決定原因之一，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是與新常態(tài)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略相符合的，起到了節(jié)能減排的作用，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的具體體現(xiàn)。當(dāng)前，自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)應(yīng)該以提高電廠的發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)效益為中心，在自動(dòng)化控制運(yùn)行的條件下，充分發(fā)揮人的積極因素和設(shè)備的最大作用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的優(yōu)化除了起到了節(jié)能減排的作用之外，還能以燃料量的變化為依據(jù)，針對(duì)不同的變化來(lái)選擇送風(fēng)量，起到自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，這樣可以提高資源的利用率，還可以起到增加發(fā)電量的作用，做到物盡其用。自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是火電發(fā)電廠的重要攻堅(jiān)區(qū)域，可以做到推動(dòng)火電發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展，降低對(duì)環(huán)境的污染，因此企業(yè)和當(dāng)?shù)氐恼块T應(yīng)該大力重視和支持設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作。

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