協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在直吹式鍋爐系統(tǒng)的應(yīng)用

分析直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)對協(xié)調(diào)自動控制系統(tǒng)的彩響因素及協(xié)調(diào)自動控制系統(tǒng)的控制過程，重點闡述給煤系統(tǒng)主蒸汽壓力的自動投人過程，以及為消除給煤系統(tǒng)的滯后性和延時性所采取的辦法，使給煤協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)達到安全穩(wěn)定的投入。

　　發(fā)電機組。1998年投產(chǎn)運行以來，鍋爐主蒸汽壓力自動調(diào)節(jié)均因鍋爐給煤系統(tǒng)的滯后性和延時性及原有的型儀可控性差，機組自動化控制程度低等因素而無法投人，為此，富拉爾基發(fā)電總廠先后對1號機5號機6號機實行003計算機集散控制系統(tǒng)自動化改造，汽輪機調(diào)速采用上海新華儀廠設(shè)計制造的01人型數(shù)字化純電調(diào)控制系統(tǒng)，005控制系統(tǒng)以其編程方便炅活控制可靠等特點，為直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)主蒸汽壓力自動投人及協(xié)調(diào)控制的自動投入創(chuàng)造了條件，同時純電調(diào)控制系統(tǒng)為機爐實現(xiàn)協(xié)調(diào)自動控制奠定了基礎(chǔ)。

　　收槁日期200412汽輪機專業(yè)，986年在東北電力學院熱能動力專業(yè)函授畢業(yè)，工程師。

　　1系統(tǒng)構(gòu)成協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)以，05自動化控制的改造為基礎(chǔ)，硬件由APACS系統(tǒng)構(gòu)成，采用模件化設(shè)計，它能夠連續(xù)和批量的控制，實行分布式控制和編程邏輯控制，用APACS的4MATION組態(tài)編程語言，可實現(xiàn)在線和離線控制過程的軟件組態(tài)卡件通道多，控制和通訊均為雙向冗余，保證系統(tǒng)的安全性。軟件以功能塊邏輯順序功能結(jié)構(gòu)文本4種語言以積木式搭建而成，這種系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)使復(fù)雜的直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)主蒸汽壓力自動投人及協(xié)調(diào)控制的自動投人，從設(shè)計到調(diào)試變得容易實現(xiàn)。

　　2協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制過程協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的自動投入分3部分，即爐跟機機跟爐機爐協(xié)調(diào)控制。這3部分控制都以主蒸汽壓力自動投人為先。

　　爐跟機是以負荷功率值作目標控制值，它通過設(shè)定負荷目標值，向汽輪機電調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)出遙控信號控制汽輪機調(diào)速系統(tǒng)，以閥位控制信號控制調(diào)速汽門開關(guān)，實現(xiàn)負荷變化。

　　同時以功率值作為反饋信號，完成爐跟機的閉環(huán)自動控制過程。此時鍋爐主蒸汽壓力應(yīng)維持在參數(shù)范圍內(nèi)變化。

　　機跟爐是以鍋爐主蒸汽壓力為目標值控制，通過主蒸汽壓力測量值變化，使給煤主控制系統(tǒng)輸出給煤量信號，分別分配給運行的給煤機，給煤機以轉(zhuǎn)數(shù)閥位做反饋，對應(yīng)給煤量大小，實現(xiàn)主蒸汽壓力的閉環(huán)自動控制。

　　協(xié)調(diào)控制是當負荷值設(shè)定后，機控程序通過，比例積分微分調(diào)節(jié)輸出控制汽輪機調(diào)速汽門開關(guān)，維持汽輪機功率定值。鍋爐以當前負荷值對應(yīng)的主蒸汽壓力值為目標值，通過朽，調(diào)節(jié)輸出去控制給煤量，從而完成機爐協(xié)調(diào)控制。

　　3協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在實際控制過程中國產(chǎn)200機組直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)，其主蒸汽壓力控制有定的滯后性，主要反映在給煤量的變化不能立即使主蒸汽壓力發(fā)生變化。

　　因為這種風扇磨煤機直吹式給煤系統(tǒng)由給煤機將煤磨成粉吹到爐膛燃燒產(chǎn)生熱負荷，使主蒸汽壓力發(fā)生變化需要段時間，這就決定了鍋爐系統(tǒng)具有延時性。同時主蒸汽壓力自動投入是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動投入的關(guān)鍵，這就要求在給煤控制系統(tǒng)中采取各種辦法和措施，使控制系統(tǒng)更好地反映出主蒸汽壓力的變化，提高機組協(xié)調(diào)系統(tǒng)投人質(zhì)量。

　　3.1以能置塊方式埔加系統(tǒng)前債作用由于直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)有很大滯后性，這就要找出能及時反映主蒸汽壓力信號變化的趨勢，并能超前主蒸汽壓力變化的前饋信號。

　　在系統(tǒng)中，我們用鍋爐汽包壓力信號汽機調(diào)節(jié)級壓力信號的瞬時變化值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)給煤量信號作給煤系統(tǒng)調(diào)節(jié)的前饋信號，作用在給煤主控制系統(tǒng)的前端。當主蒸汽壓力的信號產(chǎn)生變化趨勢時，首先在汽包壓力和調(diào)節(jié)級壓力上產(chǎn)生變化，將這兩個信號取延時變化量轉(zhuǎn)換成對應(yīng)給煤量，這個給煤量的大小及增減快慢可依調(diào)節(jié)特性調(diào)整設(shè)定，使總給煤量有個瞬時增減的尖峰值變化，它超前作用鍋爐主蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提前控制主蒸汽壓力的變化可有利地消除了直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)的滯后性。給煤量超前主蒸汽壓力變化，可以保證主蒸汽壓力自動投人質(zhì)量，提高主汽蒸壓力自動投入效果。它的完成是通過加，人0能童塊功能塊實現(xiàn)的，1.

　　這個功能塊在時間參數(shù)設(shè)定下給出輸入信號延遲值，即當汽包壓力和調(diào)節(jié)級壓力瞬時變化時，在人01功能塊處設(shè)定時間，經(jīng)過這個時間后，才能達到輸入值，再利用減法功能塊產(chǎn)生個汽包壓力和調(diào)節(jié)級壓力的瞬時變化量，將這個變化量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)給煤量，從而產(chǎn)生主蒸汽壓力調(diào)節(jié)過程給煤童的尖峰值。這個峰值使主蒸汽壓力變化趨勢進行超前增減。峰值給煤量瞬時變化大小可根據(jù)鍋爐特點在調(diào)試過程中整定，以達到最佳調(diào)節(jié)效果。把這種調(diào)節(jié)過程中瞬時給煤量的增減量稱為能量塊，它能有效反映鍋爐熱負荷的變化，有利于直吹服了直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)的滯后性。

　　3.2增強積分作用在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中為克服鍋爐主蒸汽壓力用來改善調(diào)節(jié)效果。在爐控系統(tǒng)輸出端加上微積分功能塊，2.

　　這個功能是通過口，和5相減，相減結(jié)果送至輸出，通過微分時間參數(shù)整定產(chǎn)生階躍信號。

　　當主蒸汽壓力信號變化或負荷發(fā)生變化時，經(jīng)爐控仍調(diào)節(jié)輸出信號到10功能塊，端，經(jīng)微分功能塊時間信號大小，產(chǎn)生給煤量的階躍變化，其微分功能作用大小在調(diào)節(jié)中整定，達到給煤作用給煤量峰值大小隨輸人信號大小變化而變化，能夠，效克服鍋爐直吹式給煤系統(tǒng)的滯后缺陷，提高主蒸汽壓力的自動投入效果。

　　3.3利用時間差改善鍋爐的滯后性直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)運行有著極大的慣性。

　　這種慣性主要反映在當負荷發(fā)生變化時，如果協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)將負荷信號同時輸出給機控和爐控系統(tǒng)，當汽機主控系統(tǒng)輸出信號開啟或關(guān)閉汽輪機調(diào)節(jié)門時，鍋爐主控系統(tǒng)輸出給煤主控系統(tǒng)的給煤量信號并不能立即增減鍋爐熱負荷，因為這時負荷變化所增加或減少的給煤量，通過給煤系統(tǒng)到爐膛燃燒產(chǎn)生熱負荷使主蒸汽壓力變化是需要段時間的。主蒸汽壓力不能跟上汽輪機調(diào)速汽門的調(diào)節(jié)，容易造成主蒸汽壓力突然升高或降低而造成鍋爐系統(tǒng)運行的不安全性，這就是變負荷時鍋爐主蒸汽壓力系統(tǒng)的延遲性。這樣就要求當協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投人自動時，當負荷設(shè)定值發(fā)生變化時，從負荷控制回路發(fā)出的功率值應(yīng)先輸出到鍋爐主控制回路，提前增加或減少給煤量，使主蒸汽壓力先產(chǎn)生變化趨勢，再將功率值送到功率控制回路去使調(diào)節(jié)門發(fā)生變化。這種鍋爐主蒸汽壓力先增減，汽輪機調(diào)節(jié)門后開關(guān)，保證主蒸汽壓力維持在原有的定值上小幅波動，以確保鍋爐主蒸汽壓力參數(shù)運行的穩(wěn)定性。這個功能的實現(xiàn)是通過時間延時功能塊來完成的，也就是發(fā)給功率控制回路的信號前加個時間延時塊，其延時時間根據(jù)現(xiàn)場實現(xiàn)過程整定，般在30，12，8，可依具體情況調(diào)整。

　　3.4階躍給煤置當負荷發(fā)生變化時，鍋爐給煤系統(tǒng)應(yīng)提前增加相應(yīng)給煤量來滿足負荷變化的要求，使給煤量有個階躍變化，這個階躍給煤量是在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)試過程中逐漸摸索出來的，即在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投人時多少負荷對應(yīng)多少給煤量，負荷變化差值對應(yīng)給煤量差值，這個給煤量差上接第355頁3結(jié)論用變頻法自激測量強干擾下的下節(jié)電容介損值，具有抗干擾能力強測試結(jié)果穩(wěn)定以及測量結(jié)果誤差小的特點，適用于現(xiàn)場需要。

　　西南電業(yè)管理局試驗研究所。壓電氣設(shè)備試驗方法358值就是變負荷時的階躍給煤量值。做個函數(shù)功能塊，輸人端為負荷變化量，輸出端為對應(yīng)給煤量，使負荷變化值同需要提前加入的給煤量有個對應(yīng)關(guān)系，它可使鍋爐主蒸汽壓力有個超前變化過程，當汽輪機調(diào)速汽門開關(guān)使負荷變化時，鍋爐主蒸汽壓力能滿足負荷變化的需求，保證鍋爐主蒸汽壓力在變負荷時3.5汽門微調(diào)為適應(yīng)直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)運行要求，在協(xié)調(diào)系統(tǒng)運行過程中，鍋爐燃燒系統(tǒng)煤質(zhì)的變化和燃燒工況的變化也可造成主蒸汽壓力的不穩(wěn)定，使主蒸汽壓力超出正常運行參數(shù)范圍。

　　為保證主蒸汽壓力不超過調(diào)整范圍，提高鍋爐主蒸汽壓力的調(diào)節(jié)品質(zhì)，將鍋爐主蒸汽壓力設(shè)定上下限值。旦主蒸汽壓力超出限值，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)出信號使汽輪機調(diào)速汽門開始動作。

　　以微量開關(guān)而維持主蒸汽壓力定值，當主蒸汽壓力回到范圍內(nèi)時，調(diào)蒸汽門又，到原來開關(guān)位置。這樣也可維持主蒸汽壓力的正常運行和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　3.6負荷變化率在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中設(shè)定負荷上升速率和下降速率，當負荷發(fā)生變化時，汽輪機調(diào)速汽門以50002 0000kWmin的負荷變化率升降，用以滿足鍋爐主蒸汽壓力的變化，可使汽輪機負荷變化盡快達到目標值，又可使鍋爐主蒸汽壓力跟上調(diào)速汽門的開關(guān)變化，使調(diào)速汽門開關(guān)時有個斜率，從而適應(yīng)鍋爐主蒸汽壓力的變化速度，可有效控制主蒸汽壓力的突變。

　　富拉爾基發(fā)電總廠3臺200MW機組直吹式鍋爐給煤系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制從改造到現(xiàn)在直運行正常，效果良好，解決了鍋爐主蒸汽壓力自動長期不能投人的問。