張宏杰

摘要：電力行業(yè)在當(dāng)今的發(fā)展十分迅速，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)在電站機(jī)組控制中所發(fā)揮的作用也越來越顯著。本文對某電站機(jī)組自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)行分析，以此來為電站機(jī)組自動化性質(zhì)的提升提供相應(yīng)參考。

關(guān)鍵詞：電力行業(yè);電站機(jī)組;自動化控制系統(tǒng);合理優(yōu)化

引言：在某火電站，機(jī)組自動化控制系統(tǒng)主要包含五個部分，第一部分是鍋爐燃燒控制系統(tǒng)，其主要的組成部分有送風(fēng)控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、磨煤機(jī)控制系統(tǒng)和一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)等;第二部分是給水控制系統(tǒng);第三部分是汽溫控制系統(tǒng);第四部分是機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng);第五部分是機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其主要的組成部分有AGG控制和一次調(diào)頻。同時，該機(jī)組中也包括其他的一些比較單一的控制系統(tǒng)。該機(jī)組自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的是傳統(tǒng)控制思路，發(fā)熱量比較高，且經(jīng)過了多年運(yùn)行之后，機(jī)組中的很多設(shè)備都已經(jīng)出現(xiàn)了老化和磨損情況，目前的發(fā)熱量達(dá)不到投產(chǎn)調(diào)試發(fā)熱量的60%[1]。且由于當(dāng)今社會用電需求增加，電網(wǎng)改造過程中對機(jī)組品質(zhì)也提出了更好的要求，所以原來的機(jī)組自動化控制系統(tǒng)需要得到合理優(yōu)化。

一、系統(tǒng)優(yōu)化方案

（一）爐膛壓力控制系統(tǒng)優(yōu)化

1、引風(fēng)控制回路優(yōu)化

1）將調(diào)節(jié)偏差的死區(qū)增設(shè)在引風(fēng)控制回路里，以此來實(shí)現(xiàn)對引風(fēng)機(jī)動葉的頻率控制，讓動葉和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行更加適應(yīng)。

2）按照實(shí)際需求將控制器比例系數(shù)增大，讓控制系統(tǒng)提升快速性[2]。

3）對積分時間參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以此來保障調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行的快速性和穩(wěn)定性。

2、送風(fēng)控制回路調(diào)節(jié)

1）進(jìn)行前饋控制參數(shù)的預(yù)置和調(diào)節(jié)，將閉環(huán)控制投入到負(fù)壓控制回路里，對送風(fēng)系統(tǒng)的控制指令加以改變，通過多次的擾動試驗(yàn)來修正送風(fēng)系統(tǒng)的前饋?zhàn)饔谩?/p>

2）將閉環(huán)控制投入到送風(fēng)系統(tǒng)，讓機(jī)組負(fù)荷得以改善，通過對負(fù)壓響應(yīng)曲線的觀察來實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化，最終讓送風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行、快速響應(yīng)的最佳運(yùn)行狀態(tài)[3]。

（二）一次風(fēng)壓系統(tǒng)的優(yōu)化

1）將一次風(fēng)壓修正增加到一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)回路主控里，在容量風(fēng)門開度達(dá)到上限時進(jìn)行綜合判斷，讓一次風(fēng)指令在一定的時間范圍內(nèi)按照一定的增長率進(jìn)行+值的疊加。

2）在容量風(fēng)門開度達(dá)到下限時進(jìn)行綜合判斷，讓一次風(fēng)指令在一定的時間范圍內(nèi)按照一定的增長率進(jìn)行-值的疊加[4]。

通過對兩臺一次風(fēng)機(jī)中的動葉調(diào)節(jié)，使其開度保持在合適的范圍內(nèi)，就可以讓熱一次風(fēng)母管中的風(fēng)壓得到合理優(yōu)化。

（三）給水控制系統(tǒng)的優(yōu)化

該機(jī)組的給水系統(tǒng)屬于單沖量/三沖量控制形式，通過對給水流量的控制，可以在不同負(fù)荷條件下將鍋爐中的汽包水位維持在一個穩(wěn)定的范圍之內(nèi)。借助于擾動試驗(yàn)來調(diào)整控制器積分時間和比例系數(shù)，以此來控制汽包水位的穩(wěn)定性。

（四）汽溫控制系統(tǒng)的優(yōu)化

將再熱器出口前饋裝置增加在再熱器控制回路里，以此來實(shí)現(xiàn)主調(diào)節(jié)器控制參數(shù)的優(yōu)化，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動化控制后，可通過擾動試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的細(xì)致調(diào)節(jié)，讓汽溫控制系統(tǒng)達(dá)到最佳的品質(zhì)。

因?yàn)楹芏嗟囊蛩囟紩p溫系統(tǒng)造成干擾，所以在系統(tǒng)運(yùn)行中需要對各項(xiàng)主要的影響因素進(jìn)行觀察，并對其影響作用加以明確。在明確了主要影響因素及其影響作用后，可以將一個溫度信號綜合前饋控制器增設(shè)到汽溫系統(tǒng)中，以此來提升系統(tǒng)響應(yīng)速度[5]。

二、系統(tǒng)的優(yōu)化試驗(yàn)

（一）爐膛壓力試驗(yàn)

在完成了系統(tǒng)優(yōu)化之后，于2019年2月27日下午14：55進(jìn)行了爐膛壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)中，將擾動量設(shè)置為100Pa，飛行時間設(shè)置為154s。試驗(yàn)過程中未出現(xiàn)明顯的超調(diào)情況，與系統(tǒng)的自動化控制要求完全相符。以下是具體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)：

（二）給水系統(tǒng)擾動試驗(yàn)

本次試驗(yàn)的時間是2019年2月27日下午15：30，試驗(yàn)中，將擾動量控制在60mm，將飛升時間控制在1mon50s，將最大超調(diào)量控制在32.26mm，將穩(wěn)定時間控制在5mon6s。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在本次優(yōu)化之后，給水系統(tǒng)的優(yōu)化性能十分優(yōu)良。具體試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：

三、系統(tǒng)的優(yōu)化后的經(jīng)濟(jì)效益

在對該火電站機(jī)組自動控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化之后，各個自動控制回路的調(diào)節(jié)速度都實(shí)現(xiàn)了明顯提升，并在極大程度上增加了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的主汽壓力波動從原來的1.2MPa降低到了0.48MPa，壓力設(shè)定值從原來的15.5MPa提升到了16.3MPa。在該機(jī)組中，壓力設(shè)定值每提升1MPa，單位耗煤量就會降低1.682g/kWh，如果單機(jī)組的發(fā)電量按照每年19億kWh進(jìn)行計(jì)算，則每一年可以節(jié)約燃煤3027.6噸，按照每噸950元的標(biāo)準(zhǔn)酶單價進(jìn)行計(jì)算，該火電站每一年在燃煤方面就會節(jié)約287.6萬元的資金。

因?yàn)楸敬蝺?yōu)化讓機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性得以顯著提升，汽包水位也達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，機(jī)組停止運(yùn)行的風(fēng)險發(fā)生幾率得以顯著降低，負(fù)荷響應(yīng)能力實(shí)現(xiàn)了顯著提升。經(jīng)過一年的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，單機(jī)組運(yùn)行所產(chǎn)生的費(fèi)用較優(yōu)化前節(jié)約了100萬元。

由此可見，通過對該火電站機(jī)組自動化控制系統(tǒng)的合理優(yōu)化，不僅提升了機(jī)組的整體運(yùn)行效率，也可以為電站節(jié)約大量的成本，在運(yùn)行方面和經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)化效果都十分顯著。

結(jié)束語：

綜上所述，在本次研究的火電站中，由于機(jī)組自動化控制系統(tǒng)的設(shè)備十分老舊，導(dǎo)致運(yùn)行效率低且故障頻出，對電站的正常供電能力造成了很大阻礙。基于這一情況，該火電站對機(jī)組自動化控制系統(tǒng)做出了合理優(yōu)化，經(jīng)優(yōu)化測試發(fā)現(xiàn)，本次優(yōu)化后的系統(tǒng)運(yùn)行與機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行需求完全相符，在保障提升機(jī)組運(yùn)行效率和電站供電能力的基礎(chǔ)上也實(shí)現(xiàn)了機(jī)組運(yùn)行成本的有效節(jié)約。

參考文獻(xiàn)

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