趙小平

摘 要： 近年來，我國工業(yè)自動化設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛。熱電廠是我國供電的主要來源，通過煤炭的燃燒，將大量的熱能轉(zhuǎn)化為電能，為我國居民用電及企業(yè)生產(chǎn)用電提供有力保障。330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)是熱電廠設(shè)備自動化運(yùn)行的重要機(jī)組，節(jié)約了熱電廠的發(fā)電成本，提高了發(fā)電效率。由于330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用較早，導(dǎo)致當(dāng)前自動控制系統(tǒng)存在老化的現(xiàn)象，已不能滿足當(dāng)前熱電廠長遠(yuǎn)發(fā)展的需求。因此，對330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)進(jìn)行性能優(yōu)化是十分有必要的。

關(guān)鍵詞：330MW火電機(jī)組 自動控制系統(tǒng) 性能現(xiàn)狀 優(yōu)化策略

中圖分類號：TK323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）08-0257-01

前言

火電機(jī)組是熱電廠的重要設(shè)備機(jī)組，330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用早在本世紀(jì)初就被引入到熱電廠的發(fā)電系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括：爐膛壓力自動控制系統(tǒng)、一次風(fēng)母管風(fēng)壓自動控制系統(tǒng)、磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)等復(fù)合控制系統(tǒng)。由于該自動控制系統(tǒng)的使用年限已久，各系統(tǒng)仍按照初始運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行，性能較落后，已不能滿足當(dāng)前熱電廠更高的要求。本文將對當(dāng)前330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)的性能現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，并總結(jié)出330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)性能的優(yōu)化策略。

一、330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)性能現(xiàn)狀

1.爐膛壓力自動控制系統(tǒng)

爐膛壓力自動控制系統(tǒng)是對鍋爐爐膛內(nèi)部壓力進(jìn)行自動控制的系統(tǒng)，需要引風(fēng)機(jī)作為輔助設(shè)備。當(dāng)前熱電廠的爐膛壓力自動控制系統(tǒng)的控制原理是通過對引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，使?fàn)t膛內(nèi)壓力保持平衡狀態(tài)，為更好地進(jìn)行平衡狀態(tài)的調(diào)節(jié)，要以送風(fēng)機(jī)的前饋控制作為輔助調(diào)節(jié)手段，該結(jié)構(gòu)具有雙向調(diào)節(jié)功能，促進(jìn)調(diào)節(jié)回路的增益平衡[1]。但當(dāng)前熱電廠對爐膛壓力自動控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)提出了更高的要求，要求在整個調(diào)節(jié)過程中，保證各部分精準(zhǔn)、高效運(yùn)行，因此，需要對爐膛壓力自動控制系統(tǒng)進(jìn)行性能優(yōu)化。

2.一次風(fēng)母管風(fēng)壓自動控制系統(tǒng)

一次風(fēng)母管風(fēng)壓自動控制系統(tǒng)是對一次母管風(fēng)壓進(jìn)行自動控制，該自動控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要兩臺一次風(fēng)機(jī)的安裝，一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率是關(guān)系到一次母管風(fēng)壓大小的關(guān)鍵因素。該控制系統(tǒng)的控制原理就是在兩臺一次風(fēng)機(jī)之間安裝轉(zhuǎn)頻器，通過轉(zhuǎn)頻器對兩臺一次風(fēng)機(jī)的頻率進(jìn)行控制，從而對一次風(fēng)母管風(fēng)壓進(jìn)行自動控制，使一次風(fēng)母管風(fēng)壓控制在一定范圍內(nèi)，維持整個自動控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如對一次風(fēng)壓進(jìn)行有效修正，將會大大提高一次風(fēng)木管風(fēng)壓自動控制系統(tǒng)的性能。

3.磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)

磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)是330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)中的一種復(fù)合控制系統(tǒng)，由旁路風(fēng)自動控制系統(tǒng)、磨煤機(jī)冷熱風(fēng)門自動控制系統(tǒng)和磨煤機(jī)料位自動控制系統(tǒng)等單向回路自動控制系統(tǒng)復(fù)合而成[2]。根據(jù)熱電廠當(dāng)前的檢測結(jié)果來看，磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)的電磁閥開關(guān)切換時間嚴(yán)重滯后，極大程度地影響了磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)與其它自動控制系統(tǒng)的有效配合，造成控制步調(diào)嚴(yán)重不一致，影響了整個系統(tǒng)的工作效率。因此，要對磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，優(yōu)化其工作性能。

4.給水自動控制系統(tǒng)

給水自動控制系統(tǒng)是對給水流量進(jìn)行自動控制的系統(tǒng)。熱電廠的供電原理是將鍋爐內(nèi)煤炭燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，為保障鍋爐處于正常工作狀態(tài)，需要實(shí)時對鍋爐內(nèi)氣泡水位進(jìn)行觀察，看是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，以判斷爐內(nèi)氣壓是否平衡。通過給水自動控制系統(tǒng)對鍋爐內(nèi)氣泡水位的控制，使其在承受不同荷載時都能夠保持平穩(wěn)，處于正常工作狀態(tài)，代替了人工的監(jiān)測。但當(dāng)前熱電廠給水自動控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)度還有待提高，需要采取合理措施進(jìn)行優(yōu)化。

5.溫度自動控制系統(tǒng)

溫度自動控制系統(tǒng)是對汽溫進(jìn)行自動調(diào)節(jié)控制的控制系統(tǒng)，整個汽溫調(diào)節(jié)過程都需要過熱器與減溫器的參與。過熱器參與一級降溫和二級降溫的過程，減溫器參與最終的再熱汽溫噴水調(diào)節(jié)過程。其溫度調(diào)節(jié)原理是先以過熱器出口的溫度為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行一級降溫和二級降溫，然后再以減溫器的出口溫度為準(zhǔn)，進(jìn)行再熱汽減溫。但溫度自動控制系統(tǒng)的干擾因素較多，為提高溫度調(diào)節(jié)質(zhì)量，需要對該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以避免外在因素對系統(tǒng)的干擾。

6.自動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

自動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）是利用直接能量控制系統(tǒng)（DEB）進(jìn)行自動控制的，直接能量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)信號受到調(diào)節(jié)級壓力、機(jī)前壓力以及機(jī)前壓力設(shè)定值的控制，使其產(chǎn)生鍋爐承受負(fù)荷的指令，補(bǔ)償機(jī)以及鍋爐要對承載的負(fù)荷做出迅速反應(yīng)，因此，要對鍋爐的蓄熱變化進(jìn)行有效控制，這也是自動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的直接控制原理。為提高自動協(xié)調(diào)控制的質(zhì)量，要對其中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)定。

二、330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)性能優(yōu)化策略

1.爐膛壓力自動控制系統(tǒng)

在對爐膛壓力自動控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時，要考慮到對引風(fēng)控制回路的調(diào)節(jié)，可通過增加偏差調(diào)節(jié)定區(qū)，對引風(fēng)機(jī)動葉的調(diào)節(jié)頻率進(jìn)行控制，以更大程度地滿足熱電廠對調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的需求。除此之外，要加大控制系數(shù)，促進(jìn)控制系統(tǒng)的高效性；調(diào)整系統(tǒng)比例參數(shù)，以保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。對于送風(fēng)機(jī)的前饋問題，預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)參數(shù)后，進(jìn)行閉環(huán)回路控制，觀察風(fēng)壓變動情況，多次進(jìn)行擾動試驗(yàn)并修正，使控制系統(tǒng)達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

2.一次風(fēng)母管風(fēng)壓自動控制系統(tǒng)

在進(jìn)行一次風(fēng)母管風(fēng)壓自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化時，要對一次風(fēng)進(jìn)行修正。要根據(jù)風(fēng)門的最大容量限度進(jìn)行修正[3]。如風(fēng)門容量達(dá)到最大開度上限時，在對整個狀態(tài)進(jìn)行綜合判斷之后，在適當(dāng)時間內(nèi)，增加一定的+△值；檔風(fēng)門容量達(dá)到最大開度下限時，同樣要進(jìn)行狀態(tài)的綜合判斷，在適當(dāng)時間內(nèi)，增加一定的-△值。通過對一次風(fēng)的修正，使得一次母管風(fēng)壓達(dá)到最佳穩(wěn)定狀態(tài)。

3.磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)

由于當(dāng)前熱電廠的磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)的性能老化，不能夠滿足熱電廠更高的需求。為促使磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)的性能優(yōu)化，可將傳統(tǒng)的磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)替更換為法國阿爾斯通系列控制系統(tǒng)，其具有較好的料位，為磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化提供良好基礎(chǔ)。系統(tǒng)更換后，要對磨煤機(jī)自動控制系統(tǒng)中控制器的比例參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以提高自動控制的高效性。

4.給水自動控制系統(tǒng)

給水自動控制系統(tǒng)分為單量控制系統(tǒng)和三量控制系統(tǒng)，對給水自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化可從控制鍋爐氣泡水位的穩(wěn)定性入手。鍋爐氣泡水位的穩(wěn)定性受控制器比例系數(shù)的控制，因此，要進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)試驗(yàn)，將比例系數(shù)設(shè)定為不同數(shù)值，進(jìn)行鍋爐氣泡水位穩(wěn)定性的觀察，直至觀察到鍋爐氣泡水位達(dá)到非常穩(wěn)定狀態(tài)時，將此時設(shè)定的比例系數(shù)作為該控制器的比例系數(shù)，以此提高控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)度。

5.溫度自動控制系統(tǒng)

在溫度控制回路中，增加過熱器出口溫度的回饋裝置，調(diào)節(jié)控制器的比例參數(shù)能夠有效地優(yōu)化溫度自動控制系統(tǒng)的性能，提高系統(tǒng)控制效率，使控制系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)。鑒于對溫度自動控制系統(tǒng)影響因素的考慮，可提高溫度信號的回饋速率，避免回饋時間的滯后。除此之外，適當(dāng)增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)的測量偏差，延緩調(diào)節(jié)時間，以滿足整個控制系統(tǒng)的要求。

6.自動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

自動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在正常運(yùn)行時，主要為協(xié)調(diào)控制方式和鍋爐定位方式兩種方式，因此，在對自動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行性能優(yōu)化時，可對協(xié)調(diào)控制方式或鍋爐定位方式中的控制器比例參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)定，多次進(jìn)行試驗(yàn)，確定最佳工作狀態(tài)下的比例參數(shù)。除此之外，要加大主控制器對負(fù)荷指令的反饋速率，使該系統(tǒng)的性能達(dá)到最佳狀態(tài)。

三、結(jié)語

總之，當(dāng)前我國熱電廠330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)性能過于老化，不利于熱電廠工作效率的提高，阻礙了我國熱電廠的長遠(yuǎn)發(fā)展。為此，熱電廠應(yīng)對當(dāng)前330MW火電機(jī)組自動控制系統(tǒng)的性能現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探究出有效的性能優(yōu)化策略，以促進(jìn)熱電廠自動控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[3]郭容赫，陳澤榕.基于混沌原理的火電機(jī)組負(fù)荷分配優(yōu)化系統(tǒng)研究[J]. 東北電力技術(shù). 2013（10）