吕媛媛
内蒙古呼伦贝尔海拉尔热电厂新厂 内蒙古海拉尔 021000
摘要：自动控制理论是我国火电厂实现现代化改革创新的一个重要基础，在火电厂热工自动化当中充分运用自动控制理论，对于提高火电厂的发电效率和质量、安全性和经济效益等方面都有着重要意义。基于此，本文从自动控制理论的概念和应用现状入手，详细阐述了自动控制理论在火电厂热工自动化中的实际应用，并对其未来进行了展望，以供参考。
关键词：自动控制理论；火电厂；自动化
引言：火电厂热工自动化技术的应用是提升火电厂工作效率和质量的有效途径，并能够提高火电厂的经济效益。在火电厂热工自动化技术的应用中，往往会涉及到各种类别的理论技术知识，这些知识的核心则是自动控制理论，如能理解掌握并应用这项技术，就能最大程度上提高火电厂的运行水平。因此，相关人员应当对自动控制理论予以重视，并在实际生产中积极应用此理论。
1自动控制理论概述
1.1自动化控制理论
迄今为止，研究人员已经对自动化控制理论进行了大量研究，其研究过程可分为经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。但实际上，这三个阶段并非是递进式的关系，而是相互配合，相互共存。经典控制理论的研究时间最早，主要包括非线性系统分析、根轨迹法和串级控制法等基本理论；现代控制理论通过时域法和线性代数方法来设计出模拟自动化系统的数学模型，并对系统中的相关参数进行优化设计，是经典控制理论的升华和延伸，在研究深度和广度上都有重大突破；而智能控制理论是近年来随着人工智能技术兴起而产生的，主要包括遗传算法、神经网络控制理论和模糊控制理论等[1]。
1.2火电厂热工自动化的结构
火电厂热工自动化是通过自动化设备来取代人工操作的一个过程，其具有的设备管理能力和准确度是人工操作难以企及的，其对于提高经济效益和降低成本方面的作用很大。当前，我国火电厂热工自动化控制方面主要由自动化控制系统、自动化监测系统、自动报警系统和自我保护系统四部分组成，自动化控制系统用于管控整个火电厂的工作流程，如设备运转出现异常状况，则立刻启动自我保护系统，并对异常设备进行检测，如发现数据问题，则会停止生产。自动报警系统用于提示工作人员修正问题数据，确保事故损害最低。而自动监测系统则用于实时监控火电厂热工的各个参数，如设备的温度和压强等。
2火电厂热工自动化研究的现状和应用
2.1火电厂热工自动化研究现状
当前，我国一部分建设时间较近的火电厂已经基本普及了自动化控制设备，大部分传统的火电厂也已经完成了一部分重要设备的自动化改进工作。随着有关方面对火电厂热工自动化的重视，各种自动控制理论也在其中得到了有效应用，自动控制系统功能日趋完善，其成本也在大大降低。一般来说，火电厂热工自动化都使用DCS系统，但由于DCS系统价格高昂，所以火电厂辅助车间多使用PLC系统，PLC控制系统因其具有在运行过程中停止的特点，因此只在辅助车间使用。对于火电厂运行参数的自动化控制而言，模糊控制理论是其基本理论支撑，在此基础上还衍生出了锅炉压力理论，论证了两个锅炉在不同周期运转过程中产生的压力变化，这种情况下，虽然可以利用控制系统调整燃烧周期，但不可避免地会增加负荷。在不同的火电厂中，由于锅炉参数和煤炭质量都有所不同，对锅炉燃烧方面的控制也有所差异，这就使得控制系统的数学模型出现了重叠，为解决此问题，就必须采用模糊控制法进行合理调整。
2.2自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用
2.2.1加强对热工自动化的控制与管理
锅炉设备是整个火电厂的最关键设备，如能优化锅炉燃烧效率，就可以有效降低煤炭消耗，实现节能减排目标并帮助火电厂取得更好经济效益。
具体来看，首先，技术人员应当保证蒸汽的初始参数，可通过适当降低初压和初温，并调整再热气温的方式，减少能量损耗，提高锅炉设备的热效率，同时要注意对热气温的有效利用，进一步减少锅炉的热量损失。其次，技术人员应当合理设置锅炉排烟温度，如果能够适当降低排烟温度，则能有效降低锅炉能量损耗，进而降低煤炭消耗，减少空气污染物的排放。由此可见，在实际生产过程中，要加强对热工自动化的控制和管理，特别是对锅炉生产流程进行合理调整，以提高锅炉的运行效率和质量。
2.2.2提高火电厂热工自动化系统的运营质量
为提高运营质量，需要应用热工自动化技术，这项技术包括热能工程技术、控制理论、计算机技术和智能仪器仪表等多个方面，通过对热力学参数的检测和控制来实现对整个生产过程的控制、检测和优化，其不仅有助于提高生产效率和质量，对于火电厂安全管理也有着重要意义，因为这项技术能够根据实际情况来调整各个设备的运行工况，让发电机组适应不同工况下的运行状态。热工自动化技术是随着自动化技术的发展而发展的，同时，各种新材料和新理论的出现也促进了这项技术的不断进步[2]。
2.2.3应用自律分布式系统
火电厂的系统和设备种类繁多，任何一个设备或系统发生异常都往往会牵一发而动全身，为了克服这种问题，可通过应用自律式分布系统，将火电厂内的系统和设备进行统一控制和协调。在实际生产中，一旦某个子系统或设备发生故障，就可及时启用冗余设备保护系统，确保系统仍能正常稳定工作，并根据系统运行参数的改变来进行自动调整，使之符合运行需要，确保各系统之间的参数和状态仍能得到匹配。
2.2.4高级算法
各种高级算法模块在自动化控制系统中有着广泛的应用，一些自动控制系统中还出现了可以实现自动报警和自动维护功能的模块，对于火电厂安全生产方面有着重要意义。但当前大部分火电厂热工自动化控制系统都采用的是0.5k的逻辑计算总量，并不能满足应用各种高级算法模块的需要。因此，现有的自动控制系统仍然有着较大的发展升级空间。
3火电厂热工自动化控制的未来发展
3.1数字化发电
数字化发电理论因其先进性，已经成为发电行业研究人员的一项重要研究内容，这种发电理论主要是对发电设备进行一体化控制，对MIS和SIS两组数据进行管理，将火电厂的发电、设备控制、实时监控等各种功能整合为一个整体的系统，实现对火电厂工作人员和设备的统一化管理，从而进一步提高火电厂的工作效率。
3.2 SIS自动化控制系统
当前，火电厂热工自动化系统已经具备了基本的数据资料储存能力，正在朝着对数据进行控制和应用的方向进一步发展。一些具备先进技术条件的火电厂已经开始对SIS数据进行检测和控制，但并未达到对SIS数据的应用阶段，仍需要研究人员的进一步研究。
3.3未来的发展方向
目前，我国火电厂的自动化控制系统绝大多数都是国外厂家生产的，其技术也为国外企业所掌握，国产的自动化控制系统的发展相对较为缓慢，其自动控制水平也相对较弱，因此，需要研究人员加强对热工自动化控制技术的研发和创新，未来，研制具有自主知识产权的火电厂自动化控制系统将是一个大的方向。
结语：总而言之，火电厂热工自动化控制系统的发展直接决定着火电厂生产水平和经济效益的发展，也是确保火电厂安全生产的重要因素。为了推进火电厂热工自动化控制系统的应用，我们应当对自动控制理论及其实际应用做进一步的研究，利用最新的自动控制理论，不断提高火电厂热工自动化控制技术水平，从而充分满足火电厂日常生产的需求。
参考文献
[1]王芃达.热工自动化控制设备在火电厂中的安装与调试[J].仪器仪表用户，2020,27（07）：86-88.
[2]王一男.试析智能控制及其在火电厂热工自动化的应用[J].科技创新导报，2019，16（30）：1+3