机组投入主汽压力调节实践

摘要：锅炉燃烧系统主要实现锅炉母管蒸汽压力恒定，提高锅炉热效率及稳定性的任务。它是锅炉经济，安全运行的关键子系统。本文通过对宏伟热电厂炉主汽压力控制中存在的影响因素进行分析，研完开发智能复合控制策略，使主蒸汽压力，氧量等殉控制在规定范围内，确保锅炉燃烧控制系统的长期，稳定投入，提高电厂效率。

关键词：主汽压力　复合控制　氧量

中图分类号：TP32　文献标识码：A　文章编号：1674-008X(2012)2(b)-0101-01

1引言

在锅炉运行中，蒸汽压力是必须监视和控制的运行参数之一。汽压过高将影响承压部件寿命，造成安垒隐患，汽压降低将使汽耗和煤耗增大，直接影响发电和供热的经济性;因此，运行中锅炉的蒸汽压力应恒定在额定值附近。

2锅炉燃烧控制系统优化方案

锅炉燃烧控制系统是锅炉经济、安全运行的重要子系统。影响锅炉蒸汽压力的内部、外部因素很多，传统的PID控制方法难以满足锅炉蒸汽压力的自动控制要求，因此在分析锅炉暂态、稳态、内扰、外扰特点的基础上，开发智能复合控制策略，围绕着主蒸汽母管压力控制回路、风煤比控制回路等进行优化实践，使主蒸汽压力及氧量均在规定范围内波动，提高电厂效率。

2.1主蒸汽母管压力控制

在锅炉燃烧系统中，给煤所提供的热值是影响燃烧系统的一个重要因素，由于存在煤质的变化和给煤量经常扰动的原因，造成给煤所提供的热值难以在线准确度量，无法直接利用其作为控制回路的反馈信号，实现主蒸汽压力控制。

宏伟热电厂主蒸汽压力控制是通过PID串级控制并结合磨煤机的负荷分配来实现锅炉主蒸汽压力的控制，采用流量信号的变化率作为外环的前馈，热量信号作为内环的反馈信号，由于我厂给煤量不能在线测得，而热量信号可间接体现煤量信号，同时又可以克服因煤质变化引起的干扰，因此可较为精确地计算出在维持一定主汽压力下的铪煤量，再经过负荷分配方案实现给煤机的精确控制，进而维持主汽压力的稳定。

在蒸汽锅炉系统中，其产品为过热蒸汽，煤的热量最终主要以蒸汽流量的形式体现出来。在稳态时(汽包压力无变化)，煤的热量可以间接用蒸汽流量来近似表示；当汽包压力有变化时，由于汽包是一个储能部件，压力越大，储能越多，汽包压力的变化率则表征了汽包对能量的释放或吸收。因此，在煤质扰动情况下可定义热量信号为：R=Q+c×dp/dt(R表示热量，Q表示蒸汽流量，dp/dt表示汽包压力P的变化-率，C为蓄热系数)。将该热量信号代替给煤热值，并作为副控制回路的反馈信号，从而实现主蒸汽压力回路的串级控制。

锅炉的蓄热系数测试方案采用传统的整定方法：保持进入炉膛的给煤(粉)量不变，通过改变蒸汽流量Q及汽包的压力，从而测出蓄热系数C(m_k)(C(m_k)等于0～t时间段内蒸汽流量的累积量与压力变化量的比值)。

磨煤机的负荷分配方案：根据磨煤机工作时间的长短定义了四个工作状态：优(0～500h)、良(500h～900h)、中(900h～1400h)：差(1400h-1800h)，每种状态对应的给煤机变频器的给定值范围为：55％～35％、45％～30％、40％N25％、35％-25％。当磨煤机为其中工作时间较少的状态时，给煤机变频器给定值的下限可以相对减少，以增大磨煤机可调范围。

2.2二次风挡板控制

二次风挡板控制主要保证烟气含氧量保持在最佳范围之内，实现锅炉的经济燃烧。该控制采用给煤量为前馈、二次风出口风压力和烟气含氧量为反馈的串级含氧量控制策略。由于在不同的负荷下，锅炉炉膛燃烧强度不同，在低负荷下锅炉炉膛燃烧强度较低，给予较大的含氧量给定值，适当增加二次风量，可以强化燃烧；在高负荷下炉膛燃烧强度高，给予较小的含氧量给定值，适当减少二次风量，可以降低排烟温度，减少热量损失，从而实现锅炉的经济燃烧。

动态寻优策略(总燃料和总风量的交叉限制)

在燃烧过程中为保证风煤配比不超过规定的阂值，总燃料和总风量指令的变化要受到对方当前值的限制，以保证燃烧的稳定和充分，见图1最佳风煤比曲线。

假定当前锅炉实际稳定运行在总煤量‰和总风量A(m_o)，即(Q(m_o)，A(m_o))工作点处；

(1)如果要调增负荷，则需要加大总给煤量Q；但在当前实际总风量A(m_o)的情况下，依据最佳风煤比上限折合成的最大总煤量为Q(m₂)。因此，为保证锅炉的燃烧效率，实际下达的增煤指令应是Q(m₂)，与调增负荷所要求的总增煤量Q两者取小，亦即所对应的煤增加量或增加幅度取小。

假设经过比较取小之后获得的总煤晟指令为Q(m₂)，则根据最佳风煤比曲线，得到折合而成的总风量为A(m₂)，A(m₂)与当前实际总风量A(m_o)比较取大，则应取总风量指令值为A(m₂)。

(2)如果要调减负荷，则需要减少总给煤量Q；但在当前实际总风量A(m_o)的情况下，依据最佳风煤比下限折合成的最小总煤量为Q(m₁)。因此，为保证锅炉的燃烧效率，实际下达的减煤指令应是Q(m_l)与调减负荷所要求的总煤量Q两者取大，即所对应的煤减小最或减小幅度取小。

假设经过比较取小之后获得的总煤量指令为Q(m₁)，则根据最佳风煤比曲线，得到折合而成的总风量为A(m₁)，A(m₁)与当前实际总风量A。比较取大，则应取总风量指令值为A(m_o)。

总煤量与总凤量交叉限制的逻辑：总燃料指令不能超过当前总风量折合成的燃料量，总风量指令不能小于当前总燃料最折合成的风量。同时锅炉还必须保证入炉总风量不小于锅炉最低风量(锅炉厂给出的值为30％)。

3结语

通过此次研究应用，首次在我厂#1炉投入燃烧优化控制，调节品质有了明显提高，11月23日实验得出，优化控制投入后，负荷波动20t/h时，主汽压力的波动范围仅为0.1MP，调节曲线很平稳，且调节周期较短，提高了锅炉的热效率1％，增强了控制系统的安全可靠性，降低了运行人员的工作强度，为我厂同类型机组和其他电厂推广应用提供了有益的尝试，并为以后大机组的投运做好热工自动化方面的技术储备。

参考文献

[1]中华人民共和国电力行业标准.DL/T774-2001，火力发电厂分散控制系统运行检修导则[M].北京：中国电力出版社。2002.

[2]章臣樾.锅炉动态特性及其数学模型.北京：水利电力出版社，1987.

[3]吕崇德.任挺进，姜学智，程芳真。大型火电机组系统仿真与建模.北京：清华大学出版社，2002.

推荐访问:机组 调节 投入 实践 压力