協調控制系統在直吹式鍋爐系統的應用

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

　　發電機組。1998年投產運行以來，鍋爐主蒸汽壓力自動調節均因鍋爐給煤系統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自動化改造，汽輪機調速采用上海新華儀廠設計制造的01人型數字化純電調控制系統，005控制系統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主蒸汽壓力自動投人及協調控制的自動投入創造了條件，同時純電調控制系統為機爐實現協調自動控制奠定了基礎。

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

　　1系統構成協調控制系統以，05自動化控制的改造為基礎，硬件由APACS系統構成，采用模件化設計，它能夠連續和批量的控制，實行分布式控制和編程邏輯控制，用APACS的4MATION組態編程語言，可實現在線和離線控制過程的軟件組態卡件通道多，控制和通訊均為雙向冗余，保證系統的安全性。軟件以功能塊邏輯順序功能結構文本4種語言以積木式搭建而成，這種系統控制結構使復雜的直吹式鍋爐給煤系統主蒸汽壓力自動投人及協調控制的自動投人，從設計到調試變得容易實現。

　　2協調控制系統控制過程協調控制系統的自動投入分3部分，即爐跟機機跟爐機爐協調控制。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，它通過設定負荷目標值，向汽輪機電調控制系統發出遙控信號控制汽輪機調速系統，以閥位控制信號控制調速汽門開關，實現負荷變化。

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

　　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，使給煤主控制系統輸出給煤量信號，分別分配給運行的給煤機，給煤機以轉數閥位做反饋，對應給煤量大小，實現主蒸汽壓力的閉環自動控制。

　　協調控制是當負荷值設定后，機控程序通過，比例積分微分調節輸出控制汽輪機調速汽門開關，維持汽輪機功率定值。鍋爐以當前負荷值對應的主蒸汽壓力值為目標值，通過朽，調節輸出去控制給煤量，從而完成機爐協調控制。

　　3協調控制系統在實際控制過程中國產200機組直吹式鍋爐給煤系統，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生變化。

　　因為這種風扇磨煤機直吹式給煤系統由給煤機將煤磨成粉吹到爐膛燃燒產生熱負荷，使主蒸汽壓力發生變化需要段時間，這就決定了鍋爐系統具有延時性。同時主蒸汽壓力自動投入是協調控制系統自動投入的關鍵，這就要求在給煤控制系統中采取各種辦法和措施，使控制系統更好地反映出主蒸汽壓力的變化，提高機組協調系統投人質量。

　　3.1以能置塊方式埔加系統前債作用由于直吹式鍋爐給煤系統有很大滯后性，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。

　　在系統中，我們用鍋爐汽包壓力信號汽機調節級壓力信號的瞬時變化值轉換成相應給煤量信號作給煤系統調節的前饋信號，作用在給煤主控制系統的前端。當主蒸汽壓力的信號產生變化趨勢時，首先在汽包壓力和調節級壓力上產生變化，將這兩個信號取延時變化量轉換成對應給煤量，這個給煤量的大小及增減快慢可依調節特性調整設定，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節系統，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能童塊功能塊實現的，1.

　　這個功能塊在時間參數設定下給出輸入信號延遲值，即當汽包壓力和調節級壓力瞬時變化時，在人01功能塊處設定時間，經過這個時間后，才能達到輸入值，再利用減法功能塊產生個汽包壓力和調節級壓力的瞬時變化量，將這個變化量轉換成相應給煤量，從而產生主蒸汽壓力調節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鍋爐特點在調試過程中整定，以達到最佳調節效果。把這種調節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的滯后性。

　　3.2增強積分作用在協調控制系統中為克服鍋爐主蒸汽壓力用來改善調節效果。在爐控系統輸出端加上微積分功能塊，2.

　　這個功能是通過口，和5相減，相減結果送至輸出，通過微分時間參數整定產生階躍信號。

　　當主蒸汽壓力信號變化或負荷發生變化時，經爐控仍調節輸出信號到10功能塊，端，經微分功能塊時間信號大小，產生給煤量的階躍變化，其微分功能作用大小在調節中整定，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運行有著極大的慣性。

　　這種慣性主要反映在當負荷發生變化時，如果協調主控系統將負荷信號同時輸出給機控和爐控系統，當汽機主控系統輸出信號開啟或關閉汽輪機調節門時，鍋爐主控系統輸出給煤主控系統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，通過給煤系統到爐膛燃燒產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速汽門的調節，容易造成主蒸汽壓力突然升高或降低而造成鍋爐系統運行的不安全性，這就是變負荷時鍋爐主蒸汽壓力系統的延遲性。這樣就要求當協調控制系統投人自動時，當負荷設定值發生變化時，從負荷控制回路發出的功率值應先輸出到鍋爐主控制回路，提前增加或減少給煤量，使主蒸汽壓力先產生變化趨勢，再將功率值送到功率控制回路去使調節門發生變化。這種鍋爐主蒸汽壓力先增減，汽輪機調節門后開關，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運行的穩定性。這個功能的實現是通過時間延時功能塊來完成的，也就是發給功率控制回路的信號前加個時間延時塊，其延時時間根據現場實現過程整定，般在30，12，8，可依具體情況調整。

　　3.4階躍給煤置當負荷發生變化時，鍋爐給煤系統應提前增加相應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調控制系統調試過程中逐漸摸索出來的，即在協調控制系統投人時多少負荷對應多少給煤量，負荷變化差值對應給煤量差值，這個給煤量差上接第355頁3結論用變頻法自激測量強干擾下的下節電容介損值，具有抗干擾能力強測試結果穩定以及測量結果誤差小的特點，適用于現場需要。

　　西南電業管理局試驗研究所。壓電氣設備試驗方法358值就是變負荷時的階躍給煤量值。做個函數功能塊，輸人端為負荷變化量，輸出端為對應給煤量，使負荷變化值同需要提前加入的給煤量有個對應關系，它可使鍋爐主蒸汽壓力有個超前變化過程，當汽輪機調速汽門開關使負荷變化時，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汽門微調為適應直吹式鍋爐給煤系統運行要求，在協調系統運行過程中，鍋爐燃燒系統煤質的變化和燃燒工況的變化也可造成主蒸汽壓力的不穩定，使主蒸汽壓力超出正常運行參數范圍。

　　為保證主蒸汽壓力不超過調整范圍，提高鍋爐主蒸汽壓力的調節品質，將鍋爐主蒸汽壓力設定上下限值。旦主蒸汽壓力超出限值，協調控制系統發出信號使汽輪機調速汽門開始動作。

　　以微量開關而維持主蒸汽壓力定值，當主蒸汽壓力回到范圍內時，調蒸汽門又，到原來開關位置。這樣也可維持主蒸汽壓力的正常運行和協調控制系統的穩定性。

　　3.6負荷變化率在協調控制系統中設定負荷上升速率和下降速率，當負荷發生變化時，汽輪機調速汽門以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速汽門的開關變化，使調速汽門開關時有個斜率，從而適應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。

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