协调控制系统在直吹式锅炉系统的应用

协调控制系统在直吹式锅炉系统的应用

分析直吹式锅炉给煤系统对协调自动控制系统的彩响因素及协调自动控制系统的控制过程，重点阐述给煤系统主蒸汽压力的自动投人过程，以及为消除给煤系统的滞后性和延时性所采取的办法，使给煤协调控制系统达到安全稳定的投入。

　　发电机组。1998年投产运行以来，锅炉主蒸汽压力自动调节均因锅炉给煤系统的滞后性和延时性及原有的型仪可控性差，机组自动化控制程度低等因素而无法投人，为此，富拉尔基发电总厂先后对1号机5号机6号机实行003计算机集散控制系统自动化改造，汽轮机调速采用上海新华仪厂设计制造的01人型数字化纯电调控制系统，005控制系统以其编程方便炅活控制可靠等特点，为直吹式锅炉给煤系统主蒸汽压力自动投人及协调控制的自动投入创造了条件，同时纯电调控制系统为机炉实现协调自动控制奠定了基础。

　　收槁日期200412汽轮机专业，986年在东北电力学院热能动力专业函授毕业，工程师。

　　1系统构成协调控制系统以，05自动化控制的改造为基础，硬件由APACS系统构成，采用模件化设计，它能够连续和批量的控制，实行分布式控制和编程逻辑控制，用APACS的4MATION组态编程语言，可实现在线和离线控制过程的软件组态卡件通道多，控制和通讯均为双向冗余，保证系统的安全性。软件以功能块逻辑顺序功能结构文本4种语言以积木式搭建而成，这种系统控制结构使复杂的直吹式锅炉给煤系统主蒸汽压力自动投人及协调控制的自动投人，从设计到调试变得容易实现。

　　2协调控制系统控制过程协调控制系统的自动投入分3部分，即炉跟机机跟炉机炉协调控制。这3部分控制都以主蒸汽压力自动投人为先。

　　炉跟机是以负荷功率值作目标控制值，它通过设定负荷目标值，向汽轮机电调控制系统发出遥控信号控制汽轮机调速系统，以阀位控制信号控制调速汽门开关，实现负荷变化。

　　同时以功率值作为反馈信号，完成炉跟机的闭环自动控制过程。此时锅炉主蒸汽压力应维持在参数范围内变化。

　　机跟炉是以锅炉主蒸汽压力为目标值控制，通过主蒸汽压力测量值变化，使给煤主控制系统输出给煤量信号，分别分配给运行的给煤机，给煤机以转数阀位做反馈，对应给煤量大小，实现主蒸汽压力的闭环自动控制。

　　协调控制是当负荷值设定后，机控程序通过，比例积分微分调节输出控制汽轮机调速汽门开关，维持汽轮机功率定值。锅炉以当前负荷值对应的主蒸汽压力值为目标值，通过朽，调节输出去控制给煤量，从而完成机炉协调控制。

　　3协调控制系统在实际控制过程中国产200机组直吹式锅炉给煤系统，其主蒸汽压力控制有定的滞后性，主要反映在给煤量的变化不能立即使主蒸汽压力发生变化。

　　因为这种风扇磨煤机直吹式给煤系统由给煤机将煤磨成粉吹到炉膛燃烧产生热负荷，使主蒸汽压力发生变化需要段时间，这就决定了锅炉系统具有延时性。同时主蒸汽压力自动投入是协调控制系统自动投入的关键，这就要求在给煤控制系统中采取各种办法和措施，使控制系统更好地反映出主蒸汽压力的变化，提高机组协调系统投人质量。

　　3.1以能置块方式埔加系统前债作用由于直吹式锅炉给煤系统有很大滞后性，这就要找出能及时反映主蒸汽压力信号变化的趋势，并能超前主蒸汽压力变化的前馈信号。

　　在系统中，我们用锅炉汽包压力信号汽机调节级压力信号的瞬时变化值转换成相应给煤量信号作给煤系统调节的前馈信号，作用在给煤主控制系统的前端。当主蒸汽压力的信号产生变化趋势时，首先在汽包压力和调节级压力上产生变化，将这两个信号取延时变化量转换成对应给煤量，这个给煤量的大小及增减快慢可依调节特性调整设定，使总给煤量有个瞬时增减的尖峰值变化，它超前作用锅炉主蒸汽压力调节系统，提前控制主蒸汽压力的变化可有利地消除了直吹式锅炉给煤系统的滞后性。给煤量超前主蒸汽压力变化，可以保证主蒸汽压力自动投人质量，提高主汽蒸压力自动投入效果。它的完成是通过加，人0能童块功能块实现的，1.

　　这个功能块在时间参数设定下给出输入信号延迟值，即当汽包压力和调节级压力瞬时变化时，在人01功能块处设定时间，经过这个时间后，才能达到输入值，再利用减法功能块产生个汽包压力和调节级压力的瞬时变化量，将这个变化量转换成相应给煤量，从而产生主蒸汽压力调节过程给煤童的尖峰值。这个峰值使主蒸汽压力变化趋势进行超前增减。峰值给煤量瞬时变化大小可根据锅炉特点在调试过程中整定，以达到最佳调节效果。把这种调节过程中瞬时给煤量的增减量称为能量块，它能有效反映锅炉热负荷的变化，有利于直吹服了直吹式锅炉给煤系统的滞后性。

　　3.2增强积分作用在协调控制系统中为克服锅炉主蒸汽压力用来改善调节效果。在炉控系统输出端加上微积分功能块，2.

　　这个功能是通过口，和5相减，相减结果送至输出，通过微分时间参数整定产生阶跃信号。

　　当主蒸汽压力信号变化或负荷发生变化时，经炉控仍调节输出信号到10功能块，端，经微分功能块时间信号大小，产生给煤量的阶跃变化，其微分功能作用大小在调节中整定，达到给煤作用给煤量峰值大小随输人信号大小变化而变化，能够，效克服锅炉直吹式给煤系统的滞后缺陷，提高主蒸汽压力的自动投入效果。

　　3.3利用时间差改善锅炉的滞后性直吹式锅炉给煤系统运行有着极大的惯性。

　　这种惯性主要反映在当负荷发生变化时，如果协调主控系统将负荷信号同时输出给机控和炉控系统，当汽机主控系统输出信号开启或关闭汽轮机调节门时，锅炉主控系统输出给煤主控系统的给煤量信号并不能立即增减锅炉热负荷，因为这时负荷变化所增加或减少的给煤量，通过给煤系统到炉膛燃烧产生热负荷使主蒸汽压力变化是需要段时间的。主蒸汽压力不能跟上汽轮机调速汽门的调节，容易造成主蒸汽压力突然升高或降低而造成锅炉系统运行的不安全性，这就是变负荷时锅炉主蒸汽压力系统的延迟性。这样就要求当协调控制系统投人自动时，当负荷设定值发生变化时，从负荷控制回路发出的功率值应先输出到锅炉主控制回路，提前增加或减少给煤量，使主蒸汽压力先产生变化趋势，再将功率值送到功率控制回路去使调节门发生变化。这种锅炉主蒸汽压力先增减，汽轮机调节门后开关，保证主蒸汽压力维持在原有的定值上小幅波动，以确保锅炉主蒸汽压力参数运行的稳定性。这个功能的实现是通过时间延时功能块来完成的，也就是发给功率控制回路的信号前加个时间延时块，其延时时间根据现场实现过程整定，般在30，12，8，可依具体情况调整。

　　3.4阶跃给煤置当负荷发生变化时，锅炉给煤系统应提前增加相应给煤量来满足负荷变化的要求，使给煤量有个阶跃变化，这个阶跃给煤量是在协调控制系统调试过程中逐渐摸索出来的，即在协调控制系统投人时多少负荷对应多少给煤量，负荷变化差值对应给煤量差值，这个给煤量差上接第355页3结论用变频法自激测量强干扰下的下节电容介损值，具有抗干扰能力强测试结果稳定以及测量结果误差小的特点，适用于现场需要。

　　西南电业管理局试验研究所。压电气设备试验方法358值就是变负荷时的阶跃给煤量值。做个函数功能块，输人端为负荷变化量，输出端为对应给煤量，使负荷变化值同需要提前加入的给煤量有个对应关系，它可使锅炉主蒸汽压力有个超前变化过程，当汽轮机调速汽门开关使负荷变化时，锅炉主蒸汽压力能满足负荷变化的需求，保证锅炉主蒸汽压力在变负荷时3.5汽门微调为适应直吹式锅炉给煤系统运行要求，在协调系统运行过程中，锅炉燃烧系统煤质的变化和燃烧工况的变化也可造成主蒸汽压力的不稳定，使主蒸汽压力超出正常运行参数范围。

　　为保证主蒸汽压力不超过调整范围，提高锅炉主蒸汽压力的调节品质，将锅炉主蒸汽压力设定上下限值。旦主蒸汽压力超出限值，协调控制系统发出信号使汽轮机调速汽门开始动作。

　　以微量开关而维持主蒸汽压力定值，当主蒸汽压力回到范围内时，调蒸汽门又，到原来开关位置。这样也可维持主蒸汽压力的正常运行和协调控制系统的稳定性。

　　3.6负荷变化率在协调控制系统中设定负荷上升速率和下降速率，当负荷发生变化时，汽轮机调速汽门以50002 0000kWmin的负荷变化率升降，用以满足锅炉主蒸汽压力的变化，可使汽轮机负荷变化尽快达到目标值，又可使锅炉主蒸汽压力跟上调速汽门的开关变化，使调速汽门开关时有个斜率，从而适应锅炉主蒸汽压力的变化速度，可有效控制主蒸汽压力的突变。

　　富拉尔基发电总厂3台200MW机组直吹式锅炉给煤系统的协调控制从改造到现在直运行正常，效果良好，解决了锅炉主蒸汽压力自动长期不能投人的问。