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

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)由機爐控制回路、負荷指令處理回路、主汽壓力設(shè)定回路組成。在接收到負荷指令和頻率偏差指令后，負荷指令處理回路將偏差指令送到機爐主控制回路，通過機爐主控制回路來改變汽機調(diào)門開度和鍋爐的燃燒率，最終實現(xiàn)機爐的協(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：

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

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

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

（4）協(xié)調(diào)控制機組的出力與輔助設(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 機組負荷與AGC指令偏差大

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

2.3 燃料量計算不準(zhǔn)

燃料量的測量存在的問題主要有兩點。一是當(dāng)風(fēng)門開到某一開度時會出現(xiàn)搶風(fēng)，嚴重時出現(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

在機組運行過程中，存在著煤質(zhì)變化、煤量擾動等不確定的干擾，這些不確定因素將會直接影響到協(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)計時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，改善由機前壓力信號導(dǎo)致的滯后現(xiàn)象。缺點是機組全部的非線性特性不能受到完全補償。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)點是可以提高爐側(cè)的響應(yīng)速度，缺點是輻射能的測量值與實際值偏差較大，穩(wěn)態(tài)精度不高，這是由于高頻干擾大對輻射能測量影響較大。

2.6運行的安全性要求

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，機組類型相同、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)相同情況下機組的控制品質(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)得到進一步的提升。在整定控制器的參數(shù)時，要做到條理清晰、可操作性強。

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

3.1 3.2調(diào)節(jié)器變參數(shù)控制

負荷信號的動態(tài)過程是在系統(tǒng)負荷發(fā)生變化時起作用的，在系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)時可以減弱負荷調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用。當(dāng)目標(biāo)負荷與實際負荷相差不大時，這個過程結(jié)束。通過改變調(diào)節(jié)器參數(shù)可以增強調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)能力，可以使實際負荷盡快接近目標(biāo)負荷。通過變參數(shù)控制，可以有效的解決快速動態(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，從而使得機組負荷穩(wěn)定。這種情況適用于當(dāng)機組受到擾動較強或者負荷偏差較大時，擾動帶來的偏差已經(jīng)不能通過自動調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)來控制時。

3.4 制粉系統(tǒng)燃燒自動調(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，燃料量機組不精確。所以旁路風(fēng)在磨組正常運行時要求關(guān)閉。磨組入口有三個一次風(fēng)流量測點，冗余布置。通過每臺磨入口一次風(fēng)量來估計出實際的燃料量，煤主控發(fā)出指令來控制各煤組的負荷風(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，維持自動調(diào)節(jié)時的設(shè)定值沒有變化。

3.5 運用凝結(jié)水節(jié)流技術(shù)提高負荷響應(yīng)

改變凝結(jié)水流量可以間接的改變抽汽量，可以在機組的負荷要求變化時，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)機組的負荷，從而提高負荷響應(yīng)。在負荷指令降低時，可開打除氧器進水調(diào)門使凝結(jié)水流量增加，從而使低壓加熱器抽汽量增加，汽輪機中蒸汽做功的量減少，降低機組負荷，提高機組降負荷的響應(yīng)時間。

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)的變化對調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響，在控制回路燃料量的計算中加入熱量的校正回路，采用一個小時校正一次熱量的方法，熱量信號采用一小時內(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。

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不在遙控位時汽機在RB動作過程中將不會動作，RB的邏輯是在協(xié)調(diào)或汽機跟隨方式下有效。優(yōu)化后的結(jié)果是RB在協(xié)調(diào)方式、汽機跟隨方式、汽機手動方式下都有效動作。采取的方法是將RB的觸發(fā)信號直接送至DEH，RB發(fā)生后當(dāng)DEH不在遙控位時，DEH自動從負荷控制轉(zhuǎn)到壓力控制。從而提高了機組的可靠性。

在機組RB動作后出現(xiàn)再熱汽溫下降速度較快，下降量較多的情況，汽機應(yīng)力變化較大，直接威脅主機的運行安全。為此對RB的動作邏輯進行了優(yōu)化，RB動作后剩三臺磨煤機運行更改為剩四臺磨煤機運行，從而確保RB動作后機組運行工況的穩(wěn)定。

4 結(jié)論

針對協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運行中發(fā)現(xiàn)的問題，采取各種對策來優(yōu)化協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的運行，從而積極提高機組負荷響應(yīng)，提高機組協(xié)調(diào)控制的品質(zhì)，維持機組參數(shù)運行的穩(wěn)定，達到熱工控制各方面的要求。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化將進一步提高機組的各項調(diào)節(jié)性能指標(biāo)，從而應(yīng)對電網(wǎng)兩個細則的考核方面起到積極的作用。

參考文獻

[1]任棟.單元機組協(xié)調(diào)控制研究[D].吉林:東北電力大學(xué).2008

[2]王博.一種應(yīng)用于直流鍋爐的新型協(xié)調(diào)控制策略[D].華北電力大學(xué)(北京).2010