摘要：鍋爐燃燒系統(tǒng)主要實現(xiàn)鍋爐母管蒸汽壓力恒定，提高鍋爐熱效率及穩(wěn)定性的任務。它是鍋爐經(jīng)濟，安全運行的關(guān)鍵子系統(tǒng)。本文通過對宏偉熱電廠爐主汽壓力控制中存在的影響因素進行分析，研完開發(fā)智能復合控制策略，使主蒸汽壓力，氧量等殉控制在規(guī)定范圍內(nèi)，確保鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的長期，穩(wěn)定投入，提高電廠效率。

關(guān)鍵詞：主汽壓力 復合控制 氧量

中圖分類號：TP32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-008X(2012)2(b)-0101-01

1引言

在鍋爐運行中，蒸汽壓力是必須監(jiān)視和控制的運行參數(shù)之一。汽壓過高將影響承壓部件壽命，造成安壘隱患，汽壓降低將使汽耗和煤耗增大，直接影響發(fā)電和供熱的經(jīng)濟性;因此，運行中鍋爐的蒸汽壓力應恒定在額定值附近。

2鍋爐燃燒控制系統(tǒng)優(yōu)化方案

鍋爐燃燒控制系統(tǒng)是鍋爐經(jīng)濟、安全運行的重要子系統(tǒng)。影響鍋爐蒸汽壓力的內(nèi)部、外部因素很多，傳統(tǒng)的PID控制方法難以滿足鍋爐蒸汽壓力的自動控制要求，因此在分析鍋爐暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)、內(nèi)擾、外擾特點的基礎上，開發(fā)智能復合控制策略，圍繞著主蒸汽母管壓力控制回路、風煤比控制回路等進行優(yōu)化實踐，使主蒸汽壓力及氧量均在規(guī)定范圍內(nèi)波動，提高電廠效率。

2.1主蒸汽母管壓力控制

在鍋爐燃燒系統(tǒng)中，給煤所提供的熱值是影響燃燒系統(tǒng)的一個重要因素，由于存在煤質(zhì)的變化和給煤量經(jīng)常擾動的原因，造成給煤所提供的熱值難以在線準確度量，無法直接利用其作為控制回路的反饋信號，實現(xiàn)主蒸汽壓力控制。

宏偉熱電廠主蒸汽壓力控制是通過PID串級控制并結(jié)合磨煤機的負荷分配來實現(xiàn)鍋爐主蒸汽壓力的控制，采用流量信號的變化率作為外環(huán)的前饋，熱量信號作為內(nèi)環(huán)的反饋信號，由于我廠給煤量不能在線測得，而熱量信號可間接體現(xiàn)煤量信號，同時又可以克服因煤質(zhì)變化引起的干擾，因此可較為精確地計算出在維持一定主汽壓力下的鉿煤量，再經(jīng)過負荷分配方案實現(xiàn)給煤機的精確控制，進而維持主汽壓力的穩(wěn)定。

在蒸汽鍋爐系統(tǒng)中，其產(chǎn)品為過熱蒸汽，煤的熱量最終主要以蒸汽流量的形式體現(xiàn)出來。在穩(wěn)態(tài)時(汽包壓力無變化)，煤的熱量可以間接用蒸汽流量來近似表示；當汽包壓力有變化時，由于汽包是一個儲能部件，壓力越大，儲能越多，汽包壓力的變化率則表征了汽包對能量的釋放或吸收。因此，在煤質(zhì)擾動情況下可定義熱量信號為：R=Q+c×dp/dt(R表示熱量，Q表示蒸汽流量，dp/dt表示汽包壓力P的變化-率，C為蓄熱系數(shù))。將該熱量信號代替給煤熱值，并作為副控制回路的反饋信號，從而實現(xiàn)主蒸汽壓力回路的串級控制。

鍋爐的蓄熱系數(shù)測試方案采用傳統(tǒng)的整定方法：保持進入爐膛的給煤(粉)量不變，通過改變蒸汽流量Q及汽包的壓力，從而測出蓄熱系數(shù)C(m_k)(C(m_k)等于0～t時間段內(nèi)蒸汽流量的累積量與壓力變化量的比值)。

磨煤機的負荷分配方案：根據(jù)磨煤機工作時間的長短定義了四個工作狀態(tài)：優(yōu)(0～500h)、良(500h～900h)、中(900h～1400h)：差(1400h-1800h)，每種狀態(tài)對應的給煤機變頻器的給定值范圍為：55％～35％、45％～30％、40％N25％、35％-25％。當磨煤機為其中工作時間較少的狀態(tài)時，給煤機變頻器給定值的下限可以相對減少，以增大磨煤機可調(diào)范圍。

2.2二次風擋板控制

二次風擋板控制主要保證煙氣含氧量保持在最佳范圍之內(nèi)，實現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟燃燒。該控制采用給煤量為前饋、二次風出口風壓力和煙氣含氧量為反饋的串級含氧量控制策略。由于在不同的負荷下，鍋爐爐膛燃燒強度不同，在低負荷下鍋爐爐膛燃燒強度較低，給予較大的含氧量給定值，適當增加二次風量，可以強化燃燒；在高負荷下爐膛燃燒強度高，給予較小的含氧量給定值，適當減少二次風量，可以降低排煙溫度，減少熱量損失，從而實現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟燃燒。

動態(tài)尋優(yōu)策略(總?cè)剂虾涂傦L量的交叉限制)

在燃燒過程中為保證風煤配比不超過規(guī)定的閡值，總?cè)剂虾涂傦L量指令的變化要受到對方當前值的限制，以保證燃燒的穩(wěn)定和充分，見圖1最佳風煤比曲線。

假定當前鍋爐實際穩(wěn)定運行在總煤量‰和總風量A(m_o)，即(Q(m_o)，A(m_o))工作點處；

(1)如果要調(diào)增負荷，則需要加大總給煤量Q；但在當前實際總風量A(m_o)的情況下，依據(jù)最佳風煤比上限折合成的最大總煤量為Q(m₂)。因此，為保證鍋爐的燃燒效率，實際下達的增煤指令應是Q(m₂)，與調(diào)增負荷所要求的總增煤量Q兩者取小，亦即所對應的煤增加量或增加幅度取小。

假設經(jīng)過比較取小之后獲得的總煤晟指令為Q(m₂)，則根據(jù)最佳風煤比曲線，得到折合而成的總風量為A(m₂)，A(m₂)與當前實際總風量A(m_o)比較取大，則應取總風量指令值為A(m₂)。

(2)如果要調(diào)減負荷，則需要減少總給煤量Q；但在當前實際總風量A(m_o)的情況下，依據(jù)最佳風煤比下限折合成的最小總煤量為Q(m₁)。因此，為保證鍋爐的燃燒效率，實際下達的減煤指令應是Q(m_l)與調(diào)減負荷所要求的總煤量Q兩者取大，即所對應的煤減小最或減小幅度取小。

假設經(jīng)過比較取小之后獲得的總煤量指令為Q(m₁)，則根據(jù)最佳風煤比曲線，得到折合而成的總風量為A(m₁)，A(m₁)與當前實際總風量A。比較取大，則應取總風量指令值為A(m_o)。

總煤量與總鳳量交叉限制的邏輯：總?cè)剂现噶畈荒艹^當前總風量折合成的燃料量，總風量指令不能小于當前總?cè)剂献钫酆铣傻娘L量。同時鍋爐還必須保證入爐總風量不小于鍋爐最低風量(鍋爐廠給出的值為30％)。

3結(jié)語

通過此次研究應用，首次在我廠#1爐投入燃燒優(yōu)化控制，調(diào)節(jié)品質(zhì)有了明顯提高，11月23日實驗得出，優(yōu)化控制投入后，負荷波動20t/h時，主汽壓力的波動范圍僅為0.1MP，調(diào)節(jié)曲線很平穩(wěn)，且調(diào)節(jié)周期較短，提高了鍋爐的熱效率1％，增強了控制系統(tǒng)的安全可靠性，降低了運行人員的工作強度，為我廠同類型機組和其他電廠推廣應用提供了有益的嘗試，并為以后大機組的投運做好熱工自動化方面的技術(shù)儲備。

參考文獻

[1]中華人民共和國電力行業(yè)標準.DL/T774-2001，火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)運行檢修導則[M].北京：中國電力出版社。2002.

[2]章臣樾.鍋爐動態(tài)特性及其數(shù)學模型.北京：水利電力出版社，1987.

[3]呂崇德.任挺進，姜學智，程芳真。大型火電機組系統(tǒng)仿真與建模.北京：清華大學出版社，2002.