火力发电厂自动控制创新优化研究

陈兴昌

（贵州鸭溪发电有限公司，贵州 遵义563108）

自动控制系统主要应用于火力发电厂的生产发电过程中，在无工作人员看管下使用科学技术保证火电厂正常运行。自动控制系统包括自动控制、自动保护等关键程序，能够保证火电厂生产设备正常运行，并保护人员安全，提高生产效率的同时，减少能源消耗，满足可持续发展战略要求。因此自动控制系统还需要进一步优化完善，提高系统稳定性。

1 自动控制系统的应用意义

自动控制系统的应用，让电力生产过程得到了自动化控制，自动化系统能够实时控制自动化设备，提高生产安全性。生产期间不需要人工操作，能够大幅减少工作人员，减少人力成本。火力发电过程中利用自动控制系统实现实时数据采集和处理，让发电过程得到自动化管控。在自动控制系统的支持下，火电厂运行得到稳定性保障，系统能够对发电设备参数进行合理规定，让设备长期稳定运行，运行期间，设备出现故障或者修改数据，需要中途停止运行，自动控制系统都能自动修复，让设备快速恢复正常运行，有效减少火电厂受到的经济损失。一旦设备出现故障，系统也能自动切断电源，按照应急预案采取措施，避免设备异常给工作人员造成的伤害，保护了工作人员的人身安全。

2 火力发电厂自动控制系统应用现状

在火力发电厂中使用自动控制系统，实现了自动控制、报警等功能。在发电过程中，对压力、温度、流量等参数自动测量，测量期间不需要安排人工参与，减轻了人员工作量，系统自动调整不足之处。自动控制系统能够实现一体化设备调整，对设备进行远程调控，提高机组运行安全性。即使没有工作人员操作，机组运行期间发生事故，可根据数据偏差实现自动报警，将结果反馈给工作人员，方便于工作人员随时调整，避免事故或者故障影响机组运行。在系统中设定了固定参数，满足安全和运行的双重需要。在运行期间参数超过设定范围，机组会自动暂停工作，将故障损失控制在最低水平。

自动控制系统中包括协调控制、电池管理以及数字电液控制系统等，为保证设备安全运行，一旦出现故障必须要立即停止运行。若不限流容易出现短路故障，造成整个电路短路，很难稳定运行远程监控操作系统，造成信息处理速度受到影响，难以保证系统稳定运行[1]。自动控制系统使用期间，经常受到电磁阀、流量等元件质量问题干扰，系统无法自动识别，发出信号，造成错误指令的发出，导致设备发生跳闸事故。使用期间也会受到其他设备的干扰，接地问题是主要干扰因素，如火电厂备用电源以及通信设备等。自动控制系统使用分布式控制形式，易受到对讲机、手机等设备因素影响，引发系统停机。还需进一步优化系统信号线，注意手动控制的设计，针对自动控制系统的使用情况，强化系统，提高系统运行的稳定性，进而保障火电厂生产稳定运行。

3 火力发电厂自动控制的创新优化

3.1 磨负荷风门和一次风机的自动控制优化

以双进双出磨煤机为例，机组包含四台磨，在驱动端配置负荷风门，可以携带煤粉达到锅炉燃烧的实际要求，系统依据生产习惯控制，定压控制一次风机，利用偏置对风压进行调节，使用负荷风门调节负荷，调节线性较差，注意保持调节线性不超过50%。为优化节能效果，改变制粉负荷的控制功能，保持负荷风门全开，利用一次风机对风煤比加以调节，减少损失，提高燃烧效率。对于系统PID 参数调节优化，受到阀门线性的影响，要根据不同时期设置PID 回路实现调节参数[2]。如燃料控制系统内，由于制粉系统中风门挡板特性，分段设置调节逻辑PID 参数，使得在不同开度中风门挡板可以做出对应的变化，提高系统稳定性。

3.2 给水泵控制优化

发电厂给水系统中，汽泵跳闸后，在控制逻辑控制下改用电泵，并依据给水分配原则提供足够给水量。给水泵发生跳闸事故，将影响到机组的安全运行，难以正常操作，甚至容易造成省煤器做出误动保护，引发灭火事故。通过分析跳闸事故，可以确定连锁启动以及加减水的时间，给泵留下足够的反应时间。在气泵跳闸后，逻辑控制自动重启，重新运行，在给水控制指令要求下按照5.5：3.5 汽泵和电泵分配给水，添加水满足需要，保证设备得到稳定运行。汽泵跳闸时，利用电泵连启功能，让系统正常运行，保持设备主汽温和再汽温稳定，给机组运行提供良好的条件，解决了水泵跳闸对于机组运行的负面影响。

3.3 捞渣机控制优化

捞渣机的自动控制程序使用PLC 控制和DCS 自动控制，在负荷以及煤量不断增加的情况下，捞渣机可自动调节转速，根据油压等参数进行转速调节。在低转速工作状态下，受到渣量过大的影响可能会出现频繁跳闸的情况，为改善这一情况对自动控制技术优化，常规自动控制方法很难达到精细化控制，还需要研究控制策略，在当前设备基础上优化自动控制逻辑。先依据负荷量、转速以及给煤量的关系设定参数，在调节转速的设计上，参照油压的水平。同时设置偏置，根据机组运行情况，小范围内干预控制。在自动控制模式中，有效规避了低转速中捞渣机受到渣量影响发生跳闸事故，取得良好的效果。

3.4 火检冷却风机控制

一般情况下，发电厂的火检冷却风机采用两台风机共同运行，运行风机由于故障原因发生跳闸事故时，备用风机检测开关压力启动，DCS 程序检测到最远端和火检压力延时，锅炉出现熄火，会严重影响机组正常运行。结合一次风压力以及火检冷却风机压力，对程序进行改进。在设备连启基础上，要增加一次风机构成旁路系统，二台风机停止时，在冷却风系统中连锁投入一次风，形成三重连锁保护，提高系统运行的准确性。

3.5 优化控制中心

对当前系统的优化创新，要着重提高系统监测的能力，着手于控制站点，提升性能不能快速反应，想要快速改善效果，要提高信号反应能力。增加采样范围和灵敏度，注意对采集信息的对比分析，使用多点采样方法，让系统监测能力得到提高。系统要使用分布式控制系统，分散布置关键节点，一旦出现故障，先分担压力，再消除故障，分离数据，更快速的处理问题。对于分布式控制系统的优化应着重处理故障问题，提高系统防御能力。如控制中心，一般情况下使用1～2 台单元机组，分割机组运行措施相对落后，很难满足提高机组容量的要求，需要加强对火电厂的改革，可以将全部机组向一个房间中整合，大规模集中设备，让自动控制覆盖至全部设备。在控制中心引入自动化软件，自动化软件的使用，可有效减轻工作人员的工作压力。目前大部分火电厂已经使用专用自动化软件，工作人员可使用软件进行全面自动化控制，让经济效益得到保证，提高控制中心的通用性。

3.6 积极推广AGC 管理系统

目前很多火电厂使用AGC 系统展开管理，系统不仅可完成复杂自动化控制任务，也能得到调度指令的人工控制。AGC 系统的优势在于，利用AGC 发电计划和机组计划，不断修正结果，判断发电计划能否重新修正，发电计划使用网桥接口模块传送给DEC-net，网桥模块启动发电计划，对发电计划进行修改，实现了自动化远程控制[3]。AGC 系统利用SQL 关系型数据库，根据负荷在机组间进行分配，并结合BP 神经网络、模糊理论等快速对超负荷做出预报，一旦发现负荷超载趋势，能够提前发出预报，并将智能控制和负荷经济分配相结合，提高机组投运率，改善整体效果，提高火电厂运行安全。

4 结论

综上所述，通过分析火力发电厂自动控制系统应用现状，提出了自动控制的创新优化，要依次对磨负荷风门和一次风机的自动控制、给水泵控制、捞渣机控制、火检冷却风机控制、控制中心进行创新，并积极推广AGC 管理系统。通过优化自动控制，提高自动控制系统稳定性。