摘要：協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主要作用是將鍋爐和汽機(jī)作為整體進(jìn)行綜合控制，使得機(jī)組負(fù)荷能夠盡快響應(yīng)和達(dá)到外界負(fù)荷的需求，同時(shí)保持機(jī)前壓力穩(wěn)定。本文針對(duì)某600MW亞臨界汽包爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行分析和優(yōu)化，最終使得被控參數(shù)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)品質(zhì)增強(qiáng)。希望對(duì)相關(guān)技術(shù)人員有一定的借鑒意義和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：亞臨界；汽包爐；協(xié)調(diào)；優(yōu)化

1 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)由機(jī)爐控制回路、負(fù)荷指令處理回路、主汽壓力設(shè)定回路組成。在接收到負(fù)荷指令和頻率偏差指令后，負(fù)荷指令處理回路將偏差指令送到機(jī)爐主控制回路，通過機(jī)爐主控制回路來改變汽機(jī)調(diào)門開度和鍋爐的燃燒率，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)爐的協(xié)調(diào)控制。

圖1 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)組成

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的作用主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）控制機(jī)組按照電網(wǎng)指令改變出力，同時(shí)參與負(fù)荷調(diào)峰和調(diào)頻工作；

（2）維持鍋爐和汽輪機(jī)之間的能量平衡，使得主汽壓力波動(dòng)在正常范圍內(nèi)；

（3）協(xié)調(diào)內(nèi)部各子系統(tǒng)，提高機(jī)組運(yùn)行可靠性和安全性；

（4）協(xié)調(diào)控制機(jī)組的出力與輔助設(shè)備之間的關(guān)系；

（5）提供多種控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式；

（6）提供與其它系統(tǒng)的接口。

2 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題

2.1 機(jī)組負(fù)荷與AGC指令偏差大

由于磨煤機(jī)采用雙金雙出直吹式鋼球磨，當(dāng)負(fù)荷有變化需求時(shí)，燃料量的變化有較大的慣性和滯后，同時(shí)也會(huì)使得鍋爐蓄熱量降低。同時(shí)也存在超調(diào)嚴(yán)重的問題，當(dāng)響應(yīng)速度慢而又超調(diào)時(shí)，機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)困難。

2.3 燃料量計(jì)算不準(zhǔn)

燃料量的測量存在的問題主要有兩點(diǎn)。一是當(dāng)風(fēng)門開到某一開度時(shí)會(huì)出現(xiàn)搶風(fēng)，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)渦流，這與入口風(fēng)道的形狀特殊有關(guān)系。二是由于風(fēng)量測量技術(shù)條件有限，使得很難測準(zhǔn)一次風(fēng)量，并且一次風(fēng)中的煤粉量是變化的。由于以上兩點(diǎn)原因，燃料量無法測量準(zhǔn)確。

2.4系統(tǒng)存在著不確定干擾

在機(jī)組運(yùn)行過程中，存在著煤質(zhì)變化、煤量擾動(dòng)等不確定的干擾，這些不確定因素將會(huì)直接影響到協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)效果，在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這些干擾因素，提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的抗干擾性能。

2.5 控制方案選取

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制方案選擇方面電廠有多種選擇，其中最為常見的是選擇DEB（直接能量平衡）方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)是可以通過熱量的變化來改變?nèi)剂狭孔兓捻憫?yīng)速度，可以反映鍋爐蓄熱的利用程度，改善由機(jī)前壓力信號(hào)導(dǎo)致的滯后現(xiàn)象。缺點(diǎn)是機(jī)組全部的非線性特性不能受到完全補(bǔ)償。由于該方案自身的遲延特性造成較慢的爐側(cè)控制響應(yīng)速度，鍋爐爐膛斷面可以很快的反映出燃料的變化。

另一種改進(jìn)的控制方案是基于輻射能的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是可以提高爐側(cè)的響應(yīng)速度，缺點(diǎn)是輻射能的測量值與實(shí)際值偏差較大，穩(wěn)態(tài)精度不高，這是由于高頻干擾大對(duì)輻射能測量影響較大。

2.6運(yùn)行的安全性要求

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)首先需要滿足特定任務(wù)的約束，同時(shí)要保證調(diào)節(jié)過程中變量不超過一定限度，這些變量包括主汽溫度、再熱汽溫、鍋爐汽包水位等因素，同時(shí)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)還需要根據(jù)設(shè)定的判據(jù)來完成RUNBACK、RUNDOWN等需要解決的實(shí)際問題。

2.7 控制器的參數(shù)整定

協(xié)調(diào)控制器的參數(shù)整定在電廠中非常重要，機(jī)組類型相同、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)相同情況下機(jī)組的控制品質(zhì)卻不相同的主要原因就在控制器的參數(shù)整定的好壞。當(dāng)協(xié)調(diào)控制器各參數(shù)之間配合得當(dāng)、適應(yīng)彼此，才能使得控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)得到進(jìn)一步的提升。在整定控制器的參數(shù)時(shí)，要做到條理清晰、可操作性強(qiáng)。

3 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題對(duì)策

3.1 3.2調(diào)節(jié)器變參數(shù)控制

負(fù)荷信號(hào)的動(dòng)態(tài)過程是在系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)起作用的，在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)可以減弱負(fù)荷調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用。當(dāng)目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷相差不大時(shí)，這個(gè)過程結(jié)束。通過改變調(diào)節(jié)器參數(shù)可以增強(qiáng)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)能力，可以使實(shí)際負(fù)荷盡快接近目標(biāo)負(fù)荷。通過變參數(shù)控制，可以有效的解決快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)平穩(wěn)之間的矛盾。

3.3 大偏差回拉調(diào)節(jié)策略

通過大偏差回來調(diào)節(jié)燃料量來減小波動(dòng)，從而使得機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定。這種情況適用于當(dāng)機(jī)組受到擾動(dòng)較強(qiáng)或者負(fù)荷偏差較大時(shí)，擾動(dòng)帶來的偏差已經(jīng)不能通過自動(dòng)調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)來控制時(shí)。

3.4 制粉系統(tǒng)燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)

由于磨組旁路風(fēng)開啟導(dǎo)致風(fēng)量的測量出現(xiàn)偏差較大，燃料量機(jī)組不精確。所以旁路風(fēng)在磨組正常運(yùn)行時(shí)要求關(guān)閉。磨組入口有三個(gè)一次風(fēng)流量測點(diǎn)，冗余布置。通過每臺(tái)磨入口一次風(fēng)量來估計(jì)出實(shí)際的燃料量，煤主控發(fā)出指令來控制各煤組的負(fù)荷風(fēng)擋板。設(shè)定磨組入口一次風(fēng)量和容量風(fēng)擋板比值為K，容量風(fēng)擋板由煤主控來發(fā)指令，一次風(fēng)量由磨入口熱一次風(fēng)來控制，通過控制熱一次風(fēng)最終使得K值不變，維持自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)的設(shè)定值沒有變化。

3.5 運(yùn)用凝結(jié)水節(jié)流技術(shù)提高負(fù)荷響應(yīng)

改變凝結(jié)水流量可以間接的改變抽汽量，可以在機(jī)組的負(fù)荷要求變化時(shí)，在維持除氧器、凝汽器的水位在正常水位的前提下，通過改變凝結(jié)水量的方法來調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷，從而提高負(fù)荷響應(yīng)。在負(fù)荷指令降低時(shí)，可開打除氧器進(jìn)水調(diào)門使凝結(jié)水流量增加，從而使低壓加熱器抽汽量增加，汽輪機(jī)中蒸汽做功的量減少，降低機(jī)組負(fù)荷，提高機(jī)組降負(fù)荷的響應(yīng)時(shí)間。

圖4 凝結(jié)水控制系統(tǒng)邏輯圖

3.6 燃料量控制回路優(yōu)化

為了避免煤質(zhì)的變化對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響，在控制回路燃料量的計(jì)算中加入熱量的校正回路，采用一個(gè)小時(shí)校正一次熱量的方法，熱量信號(hào)采用一小時(shí)內(nèi)的發(fā)電量和煤消耗量的比值，限幅和限速處理熱量信號(hào)。

3.7 RB控制回路的優(yōu)化

原來的RB控制方案是當(dāng)RB觸發(fā)后，當(dāng)DEH不在遙控位時(shí)汽機(jī)在RB動(dòng)作過程中將不會(huì)動(dòng)作，RB的邏輯是在協(xié)調(diào)或汽機(jī)跟隨方式下有效。優(yōu)化后的結(jié)果是RB在協(xié)調(diào)方式、汽機(jī)跟隨方式、汽機(jī)手動(dòng)方式下都有效動(dòng)作。采取的方法是將RB的觸發(fā)信號(hào)直接送至DEH，RB發(fā)生后當(dāng)DEH不在遙控位時(shí)，DEH自動(dòng)從負(fù)荷控制轉(zhuǎn)到壓力控制。從而提高了機(jī)組的可靠性。

在機(jī)組RB動(dòng)作后出現(xiàn)再熱汽溫下降速度較快，下降量較多的情況，汽機(jī)應(yīng)力變化較大，直接威脅主機(jī)的運(yùn)行安全。為此對(duì)RB的動(dòng)作邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，RB動(dòng)作后剩三臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行更改為剩四臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，從而確保RB動(dòng)作后機(jī)組運(yùn)行工況的穩(wěn)定。

4 結(jié)論

針對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題，采取各種對(duì)策來優(yōu)化協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，從而積極提高機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)，提高機(jī)組協(xié)調(diào)控制的品質(zhì)，維持機(jī)組參數(shù)運(yùn)行的穩(wěn)定，達(dá)到熱工控制各方面的要求。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化將進(jìn)一步提高機(jī)組的各項(xiàng)調(diào)節(jié)性能指標(biāo)，從而應(yīng)對(duì)電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則的考核方面起到積極的作用。

參考文獻(xiàn)

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