劉杰

摘 要：為理清煤水邏輯變化關(guān)系對(duì)直流鍋爐在不同負(fù)荷工況的參數(shù)影響，本文通過對(duì)比分析某廠兩臺(tái)660MW超臨界直流鍋爐在協(xié)調(diào)控制方式下煤水邏輯關(guān)系的不同，分析得出因此而產(chǎn)生的不同參數(shù)變化效果及產(chǎn)生問題，發(fā)現(xiàn)給水指令延時(shí)長(zhǎng)短與直流鍋爐在運(yùn)行各項(xiàng)主要參數(shù)能否保持穩(wěn)定二者之間存在密切聯(lián)系，最后本文有針對(duì)性提出應(yīng)對(duì)及調(diào)整方案。

關(guān)鍵詞：協(xié)調(diào)控制；煤水邏輯；延時(shí)；汽水?dāng)_動(dòng)

0引言

為適應(yīng)現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)供電品質(zhì)要求的日益提高以及電力系統(tǒng)對(duì)大型單元發(fā)電機(jī)組調(diào)峰能力需求不斷加強(qiáng)的新形勢(shì)，目前大型單元機(jī)組多采用具有較高調(diào)節(jié)品質(zhì)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。

隨著機(jī)組容量的不斷增大，要求監(jiān)視的參數(shù)越來越多，因此自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組不可缺少的部分[1]，對(duì)于直流爐而言保證其煤水自動(dòng)控制邏輯可靠完善十分重要。同時(shí)，為更好地執(zhí)行西北電網(wǎng)"兩個(gè)細(xì)則"實(shí)施管理規(guī)定，適應(yīng)不斷提高負(fù)荷響應(yīng)速度的發(fā)電環(huán)境，進(jìn)一步提高機(jī)組協(xié)調(diào)控制的品質(zhì)，本文將重點(diǎn)對(duì)某廠#1、2在機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式下的煤水邏輯關(guān)系及其對(duì)機(jī)組運(yùn)行調(diào)整帶來的影響進(jìn)行比較分析，并給出調(diào)整建議。

1協(xié)調(diào)控制方式下給水流量控制方案

本文列舉案例機(jī)組其鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈加垂直管直流爐，型號(hào)為HG-2210/25.4-YM16。在自動(dòng)方式下，該廠兩臺(tái)機(jī)組給水流量邏輯自動(dòng)設(shè)定值均為鍋爐主控輸出的函數(shù)，即水流量的設(shè)定值主要與爐主控輸出呈關(guān)聯(lián)變化趨勢(shì)，爐主控輸出與給水流量設(shè)定值之間的關(guān)系如表1-1 某廠#1機(jī)組爐主控輸出對(duì)應(yīng)給水流量、表1-2 某廠#2機(jī)組爐主控輸出對(duì)應(yīng)給水流量所示。

以上給水流量設(shè)定值經(jīng)過熱度及分離器出口焓值矯正后與實(shí)際給水流量做差值比較，而后將該差值送入一個(gè)帶偏差的PID調(diào)節(jié)器，并由此生成汽動(dòng)給水泵的開度指令，給水泵依據(jù)該指令輸送給水流量，即為進(jìn)入鍋爐的總給水流量，從而實(shí)現(xiàn)給水控制。如圖1-1給水邏輯控制流程簡(jiǎn)圖所示。

2 兩臺(tái)機(jī)組給水控制區(qū)別

2.1爐主控輸出對(duì)應(yīng)設(shè)定給水量不同

從表1-1、表1-2中不難看出，#1機(jī)組爐主控輸出較#2機(jī)組偏大，且隨著爐主控輸出值的增大，偏差有增大趨勢(shì)，但爐主控的實(shí)際輸出值不可能達(dá)到380 t/h，因此，兩臺(tái)機(jī)組在相同爐主控輸出值下給水流量偏差最大不超過100 t/h。

2.2給水邏輯控制流程中爐主控函數(shù)后順聯(lián)延時(shí)邏輯塊數(shù)量不同

如圖2-1（a）#1機(jī)組給水邏輯組態(tài)截圖、2-1（b）#2機(jī)組給水邏輯組態(tài)截圖所示，#1機(jī)組爐主控輸出函數(shù)F（x）后順聯(lián)延時(shí)邏輯塊為4個(gè)，而#2機(jī)組僅設(shè)置2個(gè)，即#1機(jī)組爐主控輸出函數(shù)轉(zhuǎn)換為給水泵指令的時(shí)間較#2機(jī)組明顯增長(zhǎng)。

3 兩臺(tái)機(jī)組在不同負(fù)荷工況下存在問題

3.1變負(fù)荷工況

通過在各變負(fù)荷工況下觀察統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)機(jī)組負(fù)荷指令發(fā)生變化時(shí)兩臺(tái)機(jī)組燃料量的變化均超前于給水流量的變化，但又有所不同，主要表現(xiàn)為#1機(jī)組給水流量變化的滯后時(shí)間明顯長(zhǎng)于#2機(jī)組，兩臺(tái)機(jī)組給水流量變化滯后時(shí)間的不同正是因?yàn)?1機(jī)組給水邏輯控制流程中爐主控函數(shù)后順聯(lián)延時(shí)邏輯塊數(shù)量多于#2機(jī)組的緣故引起，如圖3-1（a）、（b）所示。

上圖中，F(xiàn)（P）--機(jī)組負(fù)荷指令 F（f）--燃料量 F（w）--給水量

從實(shí)際運(yùn)行中也可發(fā)現(xiàn)，因給水流量變化滯后時(shí)間不同，#1、2機(jī)組在負(fù)荷發(fā)生變化后，主再熱蒸汽溫度，過熱度的變化幅度及調(diào)整難度明顯不同，#1機(jī)組因給水滯后時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增加時(shí)由于燃料大幅增加之后的很長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)給水流量不會(huì)自動(dòng)增加，導(dǎo)致主再熱蒸汽溫度及過熱度的增速較#2機(jī)組明顯偏快。同樣，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)，#1機(jī)組主再熱蒸汽溫度及過熱度下降速度較#2機(jī)組明顯偏快。

3.2穩(wěn)定負(fù)荷工況下

在負(fù)荷變化完畢，機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)向新的穩(wěn)定工況過渡時(shí)，#1機(jī)組達(dá)到新穩(wěn)定工況的時(shí)間明顯短于#2機(jī)組，而#2機(jī)組甚至經(jīng)常出現(xiàn)穩(wěn)定負(fù)荷工況時(shí)，燃料量同給水流量反向擾動(dòng)的問題，如如圖3-2（a）、（b）所示。

存在上述問題的原因?yàn)椋?2機(jī)組爐主控輸出函數(shù)F（x）后僅順聯(lián)2個(gè)延時(shí)邏輯塊，當(dāng)由于其他內(nèi)外部因素諸如汽機(jī)調(diào)門擺動(dòng)等擾動(dòng)出現(xiàn)，機(jī)前壓力發(fā)生變化時(shí)，爐主控輸出跟隨變化并將這一變化很快傳達(dá)至給水泵，導(dǎo)致給水流量變化，形成并最終形成燃料量和給水流量的長(zhǎng)時(shí)間發(fā)散變化，給各項(xiàng)參數(shù)調(diào)整帶來困難。

3.3結(jié)論

1）變負(fù)荷工況下，#1機(jī)組汽水參數(shù)較為敏感而不易控制。

2）穩(wěn)定負(fù)荷工況下，#2機(jī)組汽水參數(shù)抗干擾能力差，燃料量和給水量容易發(fā)生關(guān)聯(lián)反向擾動(dòng)的問題。

4 控制方案

1）升降負(fù)荷時(shí)，要尤其加強(qiáng)對(duì)#1機(jī)組汽水參數(shù)的超前調(diào)節(jié)，提前控制主再熱汽溫及過熱度，防止汽溫超限。

2）負(fù)荷發(fā)生變化，必要時(shí)，提前通過給水偏置設(shè)增加水流量使其同燃料同向變化，盡量在變負(fù)荷工況下消除給水滯后帶來的影響。

3）當(dāng)發(fā)生#2機(jī)組在穩(wěn)定負(fù)荷工況下給水流量和燃料量反向發(fā)散擾動(dòng)時(shí)，需及時(shí)手動(dòng)干預(yù)給水偏置，在燃料量增加的同時(shí)手動(dòng)增加給水偏置，反之減少給水流量，多次調(diào)整后可見明顯效果。

4）條件允許時(shí)，可考慮將給水控制邏輯設(shè)置為雙套控制方案，在變負(fù)荷工況下適當(dāng)減少延時(shí)邏輯塊，以增強(qiáng)給水隨負(fù)荷相應(yīng)速度；在穩(wěn)定工況下盡量適當(dāng)增加邏輯延時(shí)塊，以提高給水調(diào)節(jié)抗干擾能力。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 趙爽，李西軍.大型火電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)閉環(huán)邏輯實(shí)用解析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2013.8

[2] 王永健，史西銀，許紅彬，張同衛(wèi).火電廠熱工保護(hù)原理及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.