中石化的自备电厂基本上都是母管制的供热机组,其运行模式及控制方式与电力系统中的单元制机组不太相同,发电过程的自动控制水平与单元机组也有一定的差距,不少热电厂除汽包水位能采用自动控制外,其它如主汽温度、主汽母管压力等重要参数由于存在种种问题而长期无法投入自动控制,这对火电机组安全、稳定、经济运行极为不利。本论文就是针对中石化扬子热电厂母管制机组的典型热工过程,阐明这些热工过程在实施自动控制时所存在的问题,针对这些问题,采用先进的控制理论,研究出能解决这些问题的先进控制系统,并将这些先进的控制系统应用于现场。具体内容分为三个部分:① 火电机组主汽温和一级汽温的优化控制。研究 50MW 及以下容量机组在实现汽温控制时所存在的问题,提出基于状态变量和相位补偿技术的控制策略,为了使控制系统具有适应锅炉负荷的变化能力,又应用了调节器参数模糊自调整技术;②中储式钢球磨制粉系统的优化控制。提出钢球磨制粉系统中各重要参数的优化控制方法,并阐明如何通过优化控制来降低整个制粉系统的制粉电耗;③基于能量平衡 Smith 预估器的锅炉母管蒸汽压力的优化控制。研究实施锅炉母管蒸汽压力控制的难点,提出基于直接能量平衡和 Smith 预估器的锅炉母管蒸汽压力的优化控制方法。本论文的研究内容是结合实际科研开发项目,意在解决母管制小容量供热机组热工过程控制方面的一些难题,提高企业的自动控制水平。上述所有控制策略全部应用于扬子热电厂母管制机组的自动控制系统中,通过了实际运行的检验,其优良的控制品质及创造的经济效益得到用户肯定,顺利通过项目的鉴定,其研究成果在国内处于领先水平。