高金建

（中國能源建設集團湖南火電建設有限公司，湖南長沙 410000）

600MW大慣性機組協(xié)調控制系統(tǒng)優(yōu)化建議及方案研究

高金建

（中國能源建設集團湖南火電建設有限公司，湖南長沙 410000）

隨著社會的進步，節(jié)能減排成為電力行業(yè)的重要課題。事實證明，提高機組容量是提升火力發(fā)電效率的有效措施，因此，600MW機組成為當下我國火電機組的主力軍。本文作者通過分析某電廠600MW機組存在的問題，針對性地提出協(xié)調控制系統(tǒng)優(yōu)化的方法，旨在不斷改進其協(xié)調控制系統(tǒng)。

600MW大慣性機組 協(xié)調控制系統(tǒng) 優(yōu)化 方案

600MW機組是現階段我國火電機組建設的主要方向之一，鑒于人們生產、生活的需要，越來越多的600MW機組投入生產，這樣，對其協(xié)調控制系統(tǒng)的要求也越來越高。然而，鍋爐的燃燒率對于主汽壓力和負荷來說，極具延遲性和慣性，這就增加了協(xié)調控制系統(tǒng)的復雜程度，使得控制難度加大。如何優(yōu)化600MW大慣性機組的協(xié)調控制系統(tǒng)，就成為我們要解決的首要問題。

1 600MW機組優(yōu)化前存在的問題

1.1 煤質變化較大

600MW機組鍋爐主要采用的方式為摻雜燃燒，與之前相比，煤質較為穩(wěn)定，但是，倘若將其折合成滿負荷的給煤量，應該在每小時300-350噸之間，由此可見，煤質的變化是比較大的。此時，負荷變化加大，速率變化加快的情況下，控制系統(tǒng)的調節(jié)能力相對減弱，溫度和主汽壓力等波動就隨之加大。

1.2 燃燒遲緩

鍋爐加大給煤率，主汽壓力和負荷反應減緩。對直吹鍋爐來說，給煤機增加轉速的同時，增加煤量具有滯后性，在煤燃燒的過程中，壓力變化慢，與負荷的快速升降變化不相適應［1］。

2 協(xié)調控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究

2.1 優(yōu)化機、爐主控

（1）在600MW機組運行的過程中，鍋爐的主控指令，使得燃料易于形成過調的結果，燃料擺動的周期過長，不穩(wěn)定。究其原因，鍋爐主控的比例積分微分調節(jié)器的比例參數和積分時間參數的設定不合理，靜態(tài)下的壓力波動，使得燃料量也產生波動，對穩(wěn)定溫度不利。原方案中PID折線參數為：比例參數P值為X（0，1，2，3，4，5）Y（0.3，0.3，0.3，0.3，0.6，0.8）積分參數I值為X（0，1，2，3，4，5）Y（160，160，160，250，250，140）因此，要重新設定比例積分微分調節(jié)器的比例參數和積分參數，并將其列入死區(qū)范圍，簡單來說，就是在0-0.1百萬帕斯卡的范圍內，比例積分微分調節(jié)器不參與調節(jié)。優(yōu)化后的方案中PID折線參數為：比例參數P值為X（0，1，2，3，4，5）Y（1.2，1.2，1.2，0.6，0.6，0.5）積分參數I值為X（0，1，2，3，4，5）Y（160，160，160，480，480，480）。

（2）由于600MW機組沒有汽包的緩沖作用，與汽包鍋爐相比，其受末端阻力的影響就比較大。而對直流鍋爐來說，蓄熱比較小，主汽壓力可以進行大小等幅度的改變，使得控制的質量有所下降［2］。所以，在負荷剛剛開始改變的時候，鍋爐主控應蓄備充足的超前量。具體方法為：在協(xié)調控制系統(tǒng)下，修改鍋爐的主控邏輯，增加指令動態(tài)補償回路的內容，借助指令變化的信號，在負荷改變初期就發(fā)揮超調作用。

（3）60M的力拉回回路不能真正起到拉回的作用，使得機組陷入危險的幾率加大。原方案中壓力偏差折線函數為X（-10，-2，-1，-0.5，0.5，1，2，10）Y（0.9，0.95，0.98，1，1，1.02，1.05，1.1）對此，可修整壓力拉回回路，減弱壓力拉回死區(qū)的范圍，增強死區(qū)之外拉回回路的作用。具體方法為，修改壓力拉回回路中壓力偏差折線函數的節(jié)點參數。優(yōu)化后方案中折線函數為X（-10，-2，-1，-0.2，0.2，1，2，10）Y（0.9，0.95，0.98，1，1，1.02，1.05，1.1）。

（4）600MW機組運行的過程中，負荷的波動會引起汽機調門的波動，從而影響到汽壓的波動和燃料的波動，導致溫度也跟著出現大的波動。對此，可在汽機主控中的比例積分微分調節(jié)器中添加死區(qū)，死區(qū)參數設定為0.04-0.2百萬帕斯卡，以限制汽機調門的波動。也就是說，在死區(qū)范圍之內，汽機調門不受負荷波動的影響。

2.2 優(yōu)化機、爐子系統(tǒng)

（1）優(yōu)化燃料系統(tǒng)。容量風門的線性，無法精確地反應出鍋爐的燃燒量，因此要對其進行修正，將其調整在30%-70%之間，超過80%的，容量風門全開。除此之外，還要在燃料指令中，增強負荷前饋作用，在負荷剛發(fā)生變動的時候，過調鍋爐燃燒率。在起始階段，負荷的升降變化還不算明顯，在這個過程中，可以通過加減煤量來調節(jié)燃燒率。這樣可以有效地降低壓力變化的幅度，既可以穩(wěn)定主汽的壓力，又可以促使機組負荷隨著固定的變動率進行調整［3］。具體做法為，把負荷前饋增益的數值改為1。

（2）優(yōu)化給水系統(tǒng)。燃料量決定給水定值的大小，而燃料量對負荷相應的時間是不同的，因此會使得燃水比配合不當，溫度超限之后就會停止自動，對此，可將給水設定值的延時修改為6秒。一級、二級減溫水閥門和前后溫度影響給水設定值的作用較弱，對此，可加大其修正作用，將給水設定值系數改為1。

3 結語

綜上所述，在我國廣泛應用的600MW機組存在煤質變化大、燃燒遲緩等方面的問題。通過對600MW機組協(xié)調控制系統(tǒng)的研究，優(yōu)化了機、爐主控和機、爐子系統(tǒng)，重新整定了各個參數的設定，在某種意義上解決了600MW機組的延遲性和慣性問題，使機組的主汽壓力得到了很好的控制。

［1］蘇瑞峰.600MW超臨界機組協(xié)調控制系統(tǒng)分析與優(yōu)化［D］.上海交通大學，2012.

［2］馬良玉，張夢.超臨界機組協(xié)調控制策略分析及優(yōu)化仿真研究［J］.自動化儀表，2015（3）：1-4，8.

［3］唐丹眾.600MW超臨界機組協(xié)調控制系統(tǒng)的分析與優(yōu)化［J］.紅水河，2012（4）：94-98.

高金建（1988—），男，遼寧凌源人，本科，助理工程師，研究方向：熱控專業(yè)方面。