试论火电厂热工自动化中自动控制理论的应用
5页1、试论火电厂热工自动化中自动控制理论的应用 宁中伟 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 摘 要: 伴随我国经济水平和科学实力的快速发展和进步, 我国对火力发电技术的革新在逐步加强, 并将改革的重心放在火电厂热工自动化中自动控制理论的应用, 极大地促进了火电厂热工自动化的快速发展, 因此为尽快提升发电机组的容量提供了有利的理论依据和技术支撑。文章首先简要介绍了火电厂热工自动化中的研究现状, 然后对火电厂热工自动化中自动控制系统的重要作用进行阐述, 最后对火电厂热工自动化中自动控制理论的应用进行重点分析和讨论。关键词: 火电厂; 热工自动化; 自动控制理论; 引言伴随我国经济水平和科学技术的不断提高, 自动化控制体系得到了长足的进步和发展, 很大程度上提高了自动化控制体系的性能, 与此同时, 自动化控制体系的成本投入在逐渐降低, 与相似产品进行比较, 自动化控制体系的性价比也越来越高, 在各个领域得到了广泛的应用。据不完全统计, 目前阶段, 自动化控制体系在我国新建立的火力发电厂中得到广泛应用, 而对于传统的火电厂, 虽然还是应用常规控制, 但对其中的电力设备进行了自动化变革。1
2、火力发电厂热工自动化的研究现状(1) 火电厂热工自动化中, DSC 在主厂房的控制体系中有广泛的应用, PLC 如图1 所示, 只有在辅助车间的控制体系中得到应用, 主要原因是在初始阶段, DCS系统的价格非常高。为达到节约成本的目的, 只有对控制系统达到一定比例的信号模拟量或者运行过程要长期稳定可靠的要求, 例如:发电机、锅炉、汽机等的控制系统, 才会对 DCS 系统进行选择1。对于辅助车间而言, 模拟量控制要求少、运行过程可以间断、可靠性程度低, 所以, 尽管 PLC 价格便宜, 但依然可以达到要求。图 1 DSC 控制系统 下载原图(2) 如果锅炉运行两个周期, 压力会出现变化, 我们利用 AP 论域描述压力差的论域。因为锅炉燃烧周期可以自动调整, 会造成大幅度的负荷变化, 所以使得控制燃烧的响应速度得以加快, 且媒质不同、锅炉状况不同, 产生的调节效果也不一样。而火电厂热工自动化过程中, 隶属度函数曲线出现交错、重叠, 使用模糊控制算法时, 因为适应参数变化的存在, 产生的鲁棒性比较强。(3) 测量锅炉汽包的液位时, 汽包液位作为被控制对象, 缺乏很好的平衡能力, 如果出口蒸汽
3、流量忽然变大、供水流量忽然减小, 因为发生时间段, 锅炉不能及时作出反应, 从而导致汽包感受到锅炉的热量值并没有发生变化, 进而锅炉内液体大量汽化, 导致汽包液位的测量值过大;如果情况相反, 导致汽包液位的测量值过小2。2 火电厂热工自动化中自动控制系统的重要作用2.1 高级算法模块逐渐丰富伴随我国科技水平的不断发展, 我国的自动化技术在不断进步和完善, 火电厂热工自动化技术中的高级算法模块逐渐得到丰富。例如:ZT600 系统, 逐步达到对故障进行自我报警和维修的目标3。实现了生产信息快速对接计算机, 进而使得生产效率和生产的安全性、稳定性得到大幅度的提高。2.2 热工自动调节理论多元化发展伴随我国经济水平和科学技术的快速发展, 我国的自动化技术也在不断进步, 火电厂热工自动化技术也得到长足进步。现阶段我国火电厂中的控制设备的选用一般以 PID 调节其为基础。伴随我国计算机水平的提高, 逐步将智能控制理论和现代控制理论相结合, DCS 系统的性能大大提升。例如:韩忠旭提出的控制系统紧密结合了状态反馈和 PID 控制, 可以达到精确控制锅炉气温的目的;杨平利提出的控制系统以预测控制 (G
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