摘要：協調控制系統的主要作用是將鍋爐和汽機作為整體進行綜合控制，使得機組負荷能夠盡快響應和達到外界負荷的需求，同時保持機前壓力穩定。本文針對某600MW亞臨界汽包爐協調控制系統存在的問題進行分析和優化，最終使得被控參數穩定，調節品質增強。希望對相關技術人員有一定的借鑒意義和參考價值。

關鍵詞：亞臨界；汽包爐；協調；優化

1 協調控制系統

協調控制系統由機爐控制回路、負荷指令處理回路、主汽壓力設定回路組成。在接收到負荷指令和頻率偏差指令后，負荷指令處理回路將偏差指令送到機爐主控制回路，通過機爐主控制回路來改變汽機調門開度和鍋爐的燃燒率，最終實現機爐的協調控制。

圖1 協調控制系統組成

協調控制系統的作用主要包括以下幾點：

（1）控制機組按照電網指令改變出力，同時參與負荷調峰和調頻工作；

（2）維持鍋爐和汽輪機之間的能量平衡，使得主汽壓力波動在正常范圍內；

（3）協調內部各子系統，提高機組運行可靠性和安全性；

（4）協調控制機組的出力與輔助設備之間的關系；

（5）提供多種控制系統的運行方式；

（6）提供與其它系統的接口。

2 協調控制系統出現的問題

2.1 機組負荷與AGC指令偏差大

由于磨煤機采用雙金雙出直吹式鋼球磨，當負荷有變化需求時，燃料量的變化有較大的慣性和滯后，同時也會使得鍋爐蓄熱量降低。同時也存在超調嚴重的問題，當響應速度慢而又超調時，機組負荷調節困難。

2.3 燃料量計算不準

燃料量的測量存在的問題主要有兩點。一是當風門開到某一開度時會出現搶風，嚴重時出現渦流，這與入口風道的形狀特殊有關系。二是由于風量測量技術條件有限，使得很難測準一次風量，并且一次風中的煤粉量是變化的。由于以上兩點原因，燃料量無法測量準確。

2.4系統存在著不確定干擾

在機組運行過程中，存在著煤質變化、煤量擾動等不確定的干擾，這些不確定因素將會直接影響到協調控制系統的調節效果，在協調控制系統設計時要考慮這些干擾因素，提高協調控制系統的抗干擾性能。

2.5 控制方案選取

協調控制系統的控制方案選擇方面電廠有多種選擇，其中最為常見的是選擇DEB（直接能量平衡）方案。該方案的優點是可以通過熱量的變化來改變燃料量變化的響應速度，可以反映鍋爐蓄熱的利用程度，改善由機前壓力信號導致的滯后現象。缺點是機組全部的非線性特性不能受到完全補償。由于該方案自身的遲延特性造成較慢的爐側控制響應速度，鍋爐爐膛斷面可以很快的反映出燃料的變化。

另一種改進的控制方案是基于輻射能的協調控制系統。該方案的優點是可以提高爐側的響應速度，缺點是輻射能的測量值與實際值偏差較大，穩態精度不高，這是由于高頻干擾大對輻射能測量影響較大。

2.6運行的安全性要求

協調控制系統首先需要滿足特定任務的約束，同時要保證調節過程中變量不超過一定限度，這些變量包括主汽溫度、再熱汽溫、鍋爐汽包水位等因素，同時協調控制系統還需要根據設定的判據來完成RUNBACK、RUNDOWN等需要解決的實際問題。

2.7 控制器的參數整定

協調控制器的參數整定在電廠中非常重要，機組類型相同、協調控制系統相同情況下機組的控制品質卻不相同的主要原因就在控制器的參數整定的好壞。當協調控制器各參數之間配合得當、適應彼此，才能使得控制系統的控制品質得到進一步的提升。在整定控制器的參數時，要做到條理清晰、可操作性強。

3 協調控制系統出現的問題對策

3.1 3.2調節器變參數控制

負荷信號的動態過程是在系統負荷發生變化時起作用的，在系統動態響應時可以減弱負荷調節器的調節作用。當目標負荷與實際負荷相差不大時，這個過程結束。通過改變調節器參數可以增強調節器調節能力，可以使實際負荷盡快接近目標負荷。通過變參數控制，可以有效的解決快速動態響應與穩態平穩之間的矛盾。

3.3 大偏差回拉調節策略

通過大偏差回來調節燃料量來減小波動，從而使得機組負荷穩定。這種情況適用于當機組受到擾動較強或者負荷偏差較大時，擾動帶來的偏差已經不能通過自動調整調節器參數來控制時。

3.4 制粉系統燃燒自動調節

由于磨組旁路風開啟導致風量的測量出現偏差較大，燃料量機組不精確。所以旁路風在磨組正常運行時要求關閉。磨組入口有三個一次風流量測點，冗余布置。通過每臺磨入口一次風量來估計出實際的燃料量，煤主控發出指令來控制各煤組的負荷風擋板。設定磨組入口一次風量和容量風擋板比值為K，容量風擋板由煤主控來發指令，一次風量由磨入口熱一次風來控制，通過控制熱一次風最終使得K值不變，維持自動調節時的設定值沒有變化。

3.5 運用凝結水節流技術提高負荷響應

改變凝結水流量可以間接的改變抽汽量，可以在機組的負荷要求變化時，在維持除氧器、凝汽器的水位在正常水位的前提下，通過改變凝結水量的方法來調節機組的負荷，從而提高負荷響應。在負荷指令降低時，可開打除氧器進水調門使凝結水流量增加，從而使低壓加熱器抽汽量增加，汽輪機中蒸汽做功的量減少，降低機組負荷，提高機組降負荷的響應時間。

圖4 凝結水控制系統邏輯圖

3.6 燃料量控制回路優化

為了避免煤質的變化對調節品質的影響，在控制回路燃料量的計算中加入熱量的校正回路，采用一個小時校正一次熱量的方法，熱量信號采用一小時內的發電量和煤消耗量的比值，限幅和限速處理熱量信號。

3.7 RB控制回路的優化

原來的RB控制方案是當RB觸發后，當DEH不在遙控位時汽機在RB動作過程中將不會動作，RB的邏輯是在協調或汽機跟隨方式下有效。優化后的結果是RB在協調方式、汽機跟隨方式、汽機手動方式下都有效動作。采取的方法是將RB的觸發信號直接送至DEH，RB發生后當DEH不在遙控位時，DEH自動從負荷控制轉到壓力控制。從而提高了機組的可靠性。

在機組RB動作后出現再熱汽溫下降速度較快，下降量較多的情況，汽機應力變化較大，直接威脅主機的運行安全。為此對RB的動作邏輯進行了優化，RB動作后剩三臺磨煤機運行更改為剩四臺磨煤機運行，從而確保RB動作后機組運行工況的穩定。

4 結論

針對協調控制系統運行中發現的問題，采取各種對策來優化協調控制系統的運行，從而積極提高機組負荷響應，提高機組協調控制的品質，維持機組參數運行的穩定，達到熱工控制各方面的要求。協調控制系統的優化將進一步提高機組的各項調節性能指標，從而應對電網兩個細則的考核方面起到積極的作用。

參考文獻

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[2]王博.一種應用于直流鍋爐的新型協調控制策略[D].華北電力大學(北京).2010