，

（1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 電力學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080；2.內(nèi)蒙古能源發(fā)電投資有限公司，電力工程技術(shù)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

采用直吹送粉工藝的發(fā)電機(jī)組需要考慮制粉工藝的較大時(shí)延和滯后現(xiàn)象。機(jī)組協(xié)調(diào)控制策略的一個(gè)基本控制思想是：協(xié)調(diào)總?cè)紵亢涂偹惋L(fēng)量的動(dòng)態(tài)平衡，協(xié)調(diào)磨煤機(jī)負(fù)荷與一次風(fēng)量的動(dòng)態(tài)平衡，確保鍋爐燃燒過(guò)程［1］的平穩(wěn)。直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐在適應(yīng)負(fù)荷變化或消除燃料內(nèi)擾方面反應(yīng)均較慢，因而更容易引起汽壓較大的變化。因此，磨煤機(jī)負(fù)荷控制不僅是火電廠的難點(diǎn)之一，也是設(shè)計(jì)直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)予以特別考慮的問(wèn)題［2］。

1 磨煤機(jī)負(fù)荷及一次風(fēng)量的基本控制方法

圖1 磨煤機(jī)負(fù)荷的改進(jìn)控制策略Fig.1 Improved control strategy of coal mill load

圖1給出了以A磨煤機(jī)為例的工作負(fù)荷及相關(guān)的一次風(fēng)擋板的風(fēng)量改進(jìn)控制策略。圖1中MD為磨煤機(jī)的總負(fù)荷控制指令信號(hào)，此指令平行輸入各個(gè)磨煤機(jī)控制回路；BIR為給煤量；BMP為平滑切換功能模塊；AW為加權(quán)加法器；HS為高選模塊；LS為低選模塊；A／H為自動(dòng)、手動(dòng)模塊；RL為速率限制模塊；SG1為最小給被控量指令信號(hào)；FG為函數(shù)模塊；Σ為求和；PI為比例積分調(diào)節(jié)器；I為積分器。

圖1中除虛線部分均為磨煤機(jī)負(fù)荷的基本控制策略。以磨煤機(jī)增加負(fù)荷為例，基本的調(diào)節(jié)過(guò)程如下［4］。

在AW1模塊，MD信號(hào)與給煤機(jī)加速信號(hào)BIR相加，得到D1指令值。

因?yàn)椴煌ッ簷C(jī)的特性可能存在差異，為此設(shè)置了AW2進(jìn)行偏置校正，加入偏置量B。B是一個(gè)可設(shè)置的，可以為正、也可以為負(fù)的偏置量，校正之后的指令信號(hào)D2＝D1＋B，使得各臺(tái)磨煤機(jī)的起始負(fù)荷工作值盡可能相同，從而達(dá)到均勻送粉的目的。

磨煤機(jī)總風(fēng)門入口的一次風(fēng)差壓測(cè)量信號(hào)經(jīng)過(guò)溫度校正除法器（÷）、開(kāi)平方環(huán)節(jié)后得到了一次風(fēng)流量信號(hào)Fa。Fa再經(jīng)過(guò)函數(shù)FG1模塊，形成了實(shí)際的一次風(fēng)流量（Fa），對(duì)于給煤量的限制信號(hào)Y4；Y4輸入低選模塊LS，取D2，Y4的低者輸出，確保給煤流量指令不會(huì)高于當(dāng)前的一次風(fēng)流量的對(duì)應(yīng)值，從而形成一次風(fēng)流量對(duì)給煤指令的交叉限制作用。

處于自動(dòng)調(diào)節(jié)工況時(shí)，D3信號(hào)經(jīng)過(guò)具有平滑切換功能的BMP1模塊，輸出Y5信號(hào)；當(dāng)該磨煤機(jī)處于手動(dòng)工作時(shí)，給煤機(jī)執(zhí)行器的反饋信號(hào)Z2輸出為Y5，輸出控制模件處于信號(hào)跟蹤狀態(tài)。

給煤機(jī)啟動(dòng)工況下，SG1是最小給煤量指令信號(hào)；經(jīng)過(guò)速率限制模塊RL，輸出為Y6信號(hào)，與送入高選模塊（HS）的Y5信號(hào)比較，取高值輸出，成為磨煤機(jī)的負(fù)荷指令信號(hào)Y7，保證了實(shí)際的給煤機(jī)負(fù)荷指令不會(huì)低于SG1定值信號(hào)；當(dāng)處于手動(dòng)工況時(shí)，利用ASW1模塊，將A給煤機(jī)的跟蹤反饋信號(hào)Z2信號(hào)輸出為Y6，控制程序處于實(shí)際控制信號(hào)的跟蹤狀態(tài)。

Y7信號(hào)輸入自動(dòng)、手動(dòng)模塊A／H。自動(dòng)工況時(shí)，Y7輸出為控制指令；手動(dòng)工況時(shí)，由A／H輸出手動(dòng)指令；A／H的輸出信號(hào)成為A給煤機(jī)的實(shí)際控制指令。

多項(xiàng)回顧性研究表明，MET給胰腺癌患者帶來(lái)生存獲益[9-10]。 一項(xiàng)包含4個(gè)獨(dú)立研究共1 429例胰腺癌合并糖尿病患者的薈萃分析表明[11]，相對(duì)于不服用MET的患者， 服用組患者生存期延長(zhǎng)，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(HR=0.80，95% CI0.62～1.03)。然而2010年至2014年間一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照的2期臨床試驗(yàn)并未發(fā)現(xiàn)安慰劑組與MET組之間的明顯生存時(shí)間差異(7.6個(gè)月比6.8個(gè)月，HR=1.056，95%CI0.72～1.55)[12]。MET是否能夠提高GEM的化療效果和改善患者預(yù)后，以及是否存在其他的作用機(jī)制，仍然值得進(jìn)一步探討。

動(dòng)態(tài)給煤量控制信號(hào)D2輸入函數(shù)模塊FG2，得到了一次風(fēng)流量的設(shè)定信號(hào)Fb。一方面，F(xiàn)b信號(hào)與實(shí)際的一次風(fēng)量信號(hào)Fa求差，得到風(fēng)量偏差信號(hào)，送入PI調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)計(jì)算得到動(dòng)態(tài)風(fēng)量偏差控制信號(hào)Fd；另一方面，F(xiàn)b作為穩(wěn)態(tài)前饋信號(hào)送入加權(quán)加法器（AW4），與一次風(fēng)加速信號(hào)BIR相加，得到綜合穩(wěn)態(tài)前饋信號(hào)Fc。

Fd與Fc信號(hào)輸入加法器（Σ）相加，得到A磨煤機(jī)的一次風(fēng)流量總控制信號(hào)FD。穩(wěn)態(tài)前饋信號(hào)Fc的引入，使得圖1中的一次風(fēng)流量PI調(diào)節(jié)器進(jìn)入了小偏差調(diào)解狀態(tài)。一次風(fēng)加速信號(hào)BIR具有微分信號(hào)的作用，穩(wěn)態(tài)工況下其數(shù)值為零，增負(fù)荷時(shí)大于零，減負(fù)荷時(shí)小于零，從而發(fā)揮了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償作用。

正常工況下，F(xiàn)D信號(hào)經(jīng)過(guò)BMP2輸出成為控制指令信號(hào)Fe；預(yù)熱或特殊工況下，BMP2模塊的輸入信號(hào)X輸出，成為控制指令Fe信號(hào)。A／H是自動(dòng)／手動(dòng)切換模式，完成自動(dòng)、手動(dòng)的工作狀態(tài)切換。

SG2是啟動(dòng)工況下的磨煤機(jī)預(yù)熱風(fēng)量定值信號(hào)，SG3是特殊工況下的固定風(fēng)量定值信號(hào)，利用ASW2，ASW3模塊實(shí)現(xiàn)工況切換輸出，作為BMP2的輸入信號(hào)X。

2 磨煤機(jī)負(fù)荷控制方法的改進(jìn)

圖1除虛線部分所示為基本的調(diào)節(jié)策略?；?/p>

由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行的記錄可知，這是一個(gè)可辨識(shí)、可得到的函數(shù)。它們的比值同樣是個(gè)確定性關(guān)系，記作

將λ0作為差壓控制回路的設(shè)定值。實(shí)際測(cè)量得到的差壓比值記作

兩者求差，得到

當(dāng)e＝0時(shí)，差壓比值合理，校正控制信號(hào)為零；當(dāng)e＞0時(shí)，對(duì)于固定的磨煤機(jī)差壓pm，表明一次風(fēng)差壓偏低，應(yīng)加大一次風(fēng)流量；當(dāng)e＜0時(shí)，對(duì)于固定的磨煤機(jī)差壓pm，表明一次風(fēng)差壓偏高，應(yīng)減少一次風(fēng)流量。

將偏差e送入積分調(diào)節(jié)器I，得到校正信號(hào)為

如果過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間為ΔT，則過(guò)渡過(guò)程的偏差積分輸出為

將式（4）代入，可表示為

令ΔT時(shí)間內(nèi)p的平均值為p＊，則上式可表示為

其中，e＊為平均偏差，即

式（6）說(shuō)明，調(diào)節(jié)器輸出與過(guò)程過(guò)渡中的平均偏差e＊成比例。

經(jīng)過(guò)圖1中FG3的限幅作用，轉(zhuǎn)化為一次風(fēng)差壓的校正信號(hào)Fe。Fe信號(hào)的作用應(yīng)是緩慢的微校正動(dòng)作，一方面滿足min≤Fe≤max；另一方面，對(duì)快速的變化不應(yīng)發(fā)生作用，僅對(duì)長(zhǎng)時(shí)間段的偏差產(chǎn)生校正作用。

將此信號(hào)輸出作為Y8，一方面，Y8信號(hào)與Fb信號(hào)在Σ4中相加，作為調(diào)節(jié)器的設(shè)定值信號(hào)；另一方面，Y8作為前饋值，與一次風(fēng)控制指令信號(hào)Fe相加，從而得到具有磨煤機(jī)差壓校正的負(fù)荷指令Fc1。本程序前面及后續(xù)的信號(hào)處理方法與簡(jiǎn)化方案相同，最終輸出對(duì)應(yīng)的一次風(fēng)負(fù)荷控制信號(hào)。

磨煤機(jī)的負(fù)荷指令MD變動(dòng)時(shí)，差壓信號(hào)擺動(dòng)較大，本回路不宜投入；可以用0%信號(hào)替代Fe作為Y8信號(hào)，從而切除了磨煤機(jī)的差壓校正作用。因此，差壓校正回路僅用在穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行工況。從以上分析可以看出，差壓回路控制方法概念明確、易于取得效果。

3 直吹式制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)

對(duì)以上磨煤機(jī)負(fù)荷的改進(jìn)控制策略應(yīng)用到超臨界600MW機(jī)組中，進(jìn)行試驗(yàn)研究。圖2所示為一臺(tái)600MW直吹式機(jī)組磨煤機(jī)升負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)的情況。在機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行工況的情況下，負(fù)荷指令從500MW 以12MW／min（2%Pe／min）速率上升到600MW，負(fù)荷變動(dòng)量為ΔP＝16.8%Pe，機(jī)前壓力為變壓運(yùn)行方式。試驗(yàn)表明，在機(jī)組升負(fù)荷過(guò)程中，實(shí)際負(fù)荷變化速率達(dá)到10MW／min（1.68%Pe／min），負(fù)荷響應(yīng)純遲延時(shí)間為80s；主汽壓力最大動(dòng)態(tài)偏差為±0.50MPa，穩(wěn)態(tài)偏差為±0.15MPa；主汽溫度最大動(dòng)態(tài)偏差為＋7.0℃，穩(wěn)態(tài)偏差為±2℃；機(jī)組其他主要被調(diào)參數(shù)的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)均滿足考核要求。根據(jù)《火力發(fā)電廠模擬量控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程》，該機(jī)組升負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)合格。同時(shí)也可進(jìn)行降負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果同樣為合格。

圖2 直吹式機(jī)組磨煤機(jī)升負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)Fig.2 Test of coal mill increase load variations in direct firing unit

4 結(jié)論

直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐在適應(yīng)負(fù)荷變化或消除燃料內(nèi)擾方面反應(yīng)均較慢，因而更容易引起汽壓較大的變化。該改進(jìn)策略在原系統(tǒng)中增加了磨煤機(jī)的差壓校正控制回路，保證給煤、送粉流量與一次風(fēng)流量的動(dòng)態(tài)平衡及快速響應(yīng)，同時(shí)在穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行工況下能夠及時(shí)克服給煤量的擾動(dòng)。通過(guò)超臨界600MW機(jī)組升負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)曲線可以看出，此改進(jìn)的策略是可行的。

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［2］林文孚，胡燕.單元機(jī)組自動(dòng)控制技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2008.

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