桑士杰
国核电力规划设计研究院有限公司 北京 100095
摘要：火力发电厂热工系统具有多样性、复杂性等特点，同时其对运行调节的操控性有着较高的要求，随着科技水平的不断提高，智能控制技术在电厂热工自动化控制中发挥着越来越重要的作用，能够有效提高电厂的生产和管理效率以及参与电力市场竞争的能力。本文对智能控制在电厂热工自动化中的应用进行了分析探讨。
关键词:智能控制；电厂热工自动化；应用分析
1电厂热工自动化中智能控制技术的应用方向
1.1自动控制
电厂热工控制复杂而艰巨，如果在电厂实际运行中采用人工以及传统的热工控制方式，不仅会增加工作人员的劳动强度，同时也会对控制效率造成一定的影响。而将智能技术应用到控制工作中，不仅能够结合设备的实际运行情况进行有效的调节与远程控制,也能使控制流程更加规范化，而且能够有效规避外部不利因素带来的影响，使其自动调节设备，从而在提高设备运行效率的基础上，提高设备的运行安全性，延长设备的使用寿命。
1.2自动检测
自动检测是电厂热工自动化技术的重要分支，通过各类仪器仪表对电厂热工系统中的各类参数进行自动测量，包括运行温度、压力、流量、成分、湿度等，并检测运行数据是否合理，有无出现运行异常的现象。在测量和检验过程中完全不需要或仅需要极少的人工干预而自动完成，有效减少了人为干扰因素，对于提高电厂生产过程和设备的可靠性具有重要作用。一方面可以为报警提供有利的参数条件，另一方面可以为电厂的收益计算提供可靠的依据。
1.3自动保护
自动保护技术是电厂热工自动化应用智能控制技术的关键。当电厂机组控制系统发生全局性或重大故障时，如控制系统电源消失、通信中断、全部操作员站失去功能、重要控制站失去控制和保护功能等，为确保机组紧急安全停机，自动保护系统自动启动。这样可以及时防止事故的进一步扩大，保护人身或设备安全，提高了整个系统的安全性和可靠性。
1.4自动报警
通常智能控制系统会设有报警系统和报警灯光等。在检测到电厂热工系统存在系统无法自行处理和维修的故障时，系统会通过启动报警声音、警示灯光等方式通知运行人员及检修人员系统运行出现异常情况，并会将这些异常信息迅速传达至控制台，以便于维修人员有针对性的对设备进行检测和维修，进一步保证电厂热工系统运行的安全性和可靠性。
2智能控制在电厂热工自动化中的具体应用
2.1在锅炉燃烧优化中的应用
锅炉是电厂进行能量转换的关键设备，锅炉的优化燃烧对于提高能源效率、降低氮氧化物的排放有着直接影响。将智能控制技术应用于锅炉燃烧优化中，可以减少人为操作干预，有效规避内部以及外部因素对锅炉燃烧的影响，甚至通过一系列先进建模、优化和控制技术的应用不断提高控制效率。以往锅炉燃烧过程的控制中存在控制精度偏低的现象，尤其是对锅炉燃烧温度的把控和煤耗的控制缺乏合理性，使得锅炉燃烧缺乏稳定性，而且锅炉燃烧的燃料也不能得到充分的燃烧，出现一些燃料浪费的现象，影响到锅炉的燃烧效率。通过先进的检测手段，精确测量入炉的煤粉细度以及煤粉量，将测量的数值应用到煤水比。
以先进的锅炉燃烧状态实时检测参数为基础，采用智能数据挖掘技术结合燃烧调整试验，获得锅炉在不同煤质、负荷、环境条件的最优运行模式控制规则库；最后，基于智能的在线燃烧调整控制技术，实现锅炉燃烧优化的运行实时指导或实时控制。通过上述智能控制技术的应用，可以尽可能减少不完全燃烧而产生的煤耗；可以降低因结焦而产生的换热效率损失；可以降低过度燃烧而产生的反噬；可以降低因炉膛内温度不平衡而产生的爆管；可以改善燃烧效率，降低氮和硫等氧化物的排放，降低环保压力。
2.2在给水控制中的应用。
锅炉给水控制系统是电厂主要的控制系统之一，保证给水控制系统的正常运行对于机组的安全稳定和提高电厂的经济性及竞争力具有十分重要的作用，随着电厂机组容量的扩大，对于给水全程自动控制及调节品质的要求也越来越高。在深入分析和总结锅炉给水控制系统的特点后，可利用模糊智能控制的功能，在不改变工艺系统的情况下，从控制策略着手，应用智能控制技术取代传统控制方法, 从而有效提高给水控制水平，对于完善给水全程控制具有很高的工程应用价值。
2.3在制粉系统中的应用
中储式球磨机制粉系统是燃煤机组中常见的多变量控制系统，在智能控制技术应用之前，电厂的制粉系统面临诸多问题，包括运行效率低、能耗高且制粉系统无法稳定于经济运行工况，甚至出现空磨运行和跑粉现象，造成了很大的浪费。随着智能控制技术的应用领域越来越广，越来越多的智能控制理论应用于火电机组制粉控制系统中，包括模糊控制系统、神经网络控制系统、专家控制系统、递阶控制系统等，实际中往往是几种方法和机制结合在一起，建立起集成智能控制系统。通过智能控制的优化结果调整磨煤机加载力及煤粉分配器，调整磨煤机的运行状态，使磨煤机在各种煤质、各种负荷状态下，达到最优的运行模式和节能降耗的作用。
2.4在机组负荷控制中的应用
机组运行效率是决定电厂生产运行水平的重要因素。通过在电厂热工自动化系统中进行智能控制技术的应用，能够对机组负荷进行有效的、智能化的控制，并对其运行情况进行全面的分析，对其运行状态进行精准的掌握，及时找出其中存在的问题，并采取相应的措施进行解决，以提高机组的运行效率，提升电厂热工自动化控制的准确性。
2.5在温度控制中的应用
通常在电厂锅炉运行的过程中，需要对锅炉的燃烧温度进行有效的控制，避免锅炉过热而对锅炉自身造成损害，同时也避免锅炉温度过低而影响到燃料燃烧的充分性。在对以往电厂锅炉温度控制的调查研究中发现，由于控制技术不够先进影响到锅炉燃烧温度的控制效率的现象非常普遍。锅炉温度是衡量电厂热工自动化质量的重要指标之一，在智能控制技术的应用下，可以有效控制锅炉温度的变化，尤其是锅炉过热的现象，可以及时检测出其超标温度，并采取有效的降温措施，保证锅炉温度始终在正常范围内。另外，温度过低也会给予相应的提示，检查是否因燃料燃烧不充分或燃料不足而引起，有效避免燃料浪费的现象。当然，智能控制技术的应用重点在于对锅炉过热温度进行控制，尤其是对惯性时间等的控制更加精准，从而提升系统过热温度控制的适应力。
结语：
随着计算机网络技术及通信技术的不断发展，也为智能控制在电厂热工自动化中的迅速发展及应用提供了技术支持，智能控制技术在电厂中的应用也将越来越成熟和普及。火电厂热工系统的智能化不仅能够有效解决复杂发电过程的全自动控制，还能够在很大程度上提升热工系统控制的准确性与全面性，对于提高电站效益、降低能耗、降低人力工作量具有十分重要的意义。
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