一、單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)
自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)由汽輪機(jī)和鍋爐分別控制。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷和轉(zhuǎn)速，機(jī)組負(fù)荷的變化必然會(huì)反映到機(jī)前主蒸汽壓力的變化，即機(jī)前主蒸汽壓力反映-機(jī)爐之間的能量平衡。主蒸汽壓力的控制南鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)完成，燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般又劃分為主汽壓力（燃料控制）調(diào)節(jié)系統(tǒng)、送風(fēng)和氧量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)等子系統(tǒng)。隨著單元機(jī)組容量的不斷增大，電網(wǎng)容量的增加，電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰要求的提高以及機(jī)組自身穩(wěn)定（參數(shù)）運(yùn)行要求的提高，常規(guī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)已很難滿足單元機(jī)組既參加電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰又穩(wěn)定機(jī)組自身運(yùn)行參數(shù)這兩個(gè)方面的要求。因此必須將汽輪機(jī)和鍋爐視為一個(gè)統(tǒng)一的控制對(duì)象進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。所謂協(xié)調(diào)控制，是指通過(guò)控制回路協(xié)調(diào)汽輪機(jī)和鍋爐的T作狀態(tài)，同時(shí)給鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)和汽輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，以達(dá)到快速響應(yīng)負(fù)荷變化的目的，盡最大可能發(fā)揮機(jī)組的調(diào)頻、調(diào)峰能力，穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)。本文以山西河曲電F600MW的鍋爐主控為例進(jìn)行分析。
協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)原指機(jī)、爐閉環(huán)控制系統(tǒng)的總體，包括各子系統(tǒng)。在單元機(jī)組中，汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力是反映機(jī)、爐能量平衡和機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定的重要指標(biāo)。爐跟機(jī)方式：機(jī)接受負(fù)荷指令，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)功率，具有較好的負(fù)荷響應(yīng)能力；爐負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)汽壓，維持汽壓的穩(wěn)定，由于鍋爐動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，動(dòng)態(tài)過(guò)程中汽壓波動(dòng)大；因機(jī)爐間的相互影響，燃料擾動(dòng)（如增加）時(shí)壓力、功率都有變動(dòng)（上升），而為保持原有功率，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門要?jiǎng)幼鳎P(guān)�。�，更使壓力有所波動(dòng)（增加）。機(jī)跟爐方式：爐接受負(fù)荷指令，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)功率，負(fù)荷響應(yīng)能力差，不僅不能利用鍋爐蓄能，負(fù)荷增加時(shí)，還要先向鍋爐附加蓄能，要先提高汽包壓力；因機(jī)爐間的相互影響，燃料擾動(dòng)時(shí)，機(jī)組功率波動(dòng)也大，如燃料增加時(shí)，功率、汽壓都上升，要保持原有汽壓，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開大，會(huì)使功率更為增加，對(duì)燃煤機(jī)組來(lái)說(shuō)這個(gè)缺點(diǎn)比較突出。單純的汽輪機(jī)跟蹤運(yùn)行方式對(duì)電網(wǎng)干擾較大，不利于電網(wǎng)調(diào)波的穩(wěn)定。但因汽輪機(jī)調(diào)壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)比鍋爐調(diào)壓快，不論負(fù)荷變化或燃料擾動(dòng)，汽壓波動(dòng)都小，有利于機(jī)組本身運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定。由于鍋爐跟蹤方式和汽輪機(jī)跟蹤方式各有利弊，協(xié)調(diào)控制方式就是一種較好地解決機(jī)組負(fù)荷適應(yīng)性與運(yùn)行穩(wěn)定性這一對(duì)矛盾的運(yùn)行方式。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就在于對(duì)蓄能的合理利用和補(bǔ)償。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
二、鍋爐主控系統(tǒng)分析
鍋爐主控回路是負(fù)荷指令回路與燃燒控制系統(tǒng)之間的接口，即通過(guò)該回路將經(jīng)過(guò)修正的機(jī)組負(fù)荷指令發(fā)送到風(fēng)量控制回路及燃料控制回路，以協(xié)調(diào)鍋爐出力與負(fù)荷指令之間的匹配關(guān)系。此回路既可以T‘作在自動(dòng)方式，也可以工作在手動(dòng)方式，能夠完成單元機(jī)組在各種T況下的控制功能。主控中的PID1和PID2調(diào)節(jié)器分別在協(xié)調(diào)方式、鍋爐跟隨方式下起調(diào)節(jié)作用。
1協(xié)調(diào)運(yùn)行方式
當(dāng)機(jī)組處于協(xié)調(diào)運(yùn)行方式時(shí)，鍋爐主控處于自動(dòng)方式，該回路所形成的鍋爐指令(BOILER DEMAND) XQ02主要取決于單元主控的負(fù)荷指令，并以之作為前饋。協(xié)調(diào)控制是以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的，即汽機(jī)側(cè)控制負(fù)荷，鍋爐主要維持主汽壓力。一旦機(jī)組要改變負(fù)荷，那么要求鍋爐立即改變送風(fēng)量與燃料量，以適應(yīng)汽機(jī)側(cè)負(fù)荷變化，并盡量與汽機(jī)同步。為此，在鍋爐主控回路疊加了一過(guò)熱負(fù)荷信號(hào)，使負(fù)荷變化有一個(gè)超調(diào)量。同時(shí)，在汽機(jī)主控回路中使用一階慣性環(huán)節(jié)，以等待鍋爐產(chǎn)汽，達(dá)到機(jī)組的協(xié)調(diào)。
機(jī)組在協(xié)調(diào)方式時(shí)，鍋爐主控的作用是維持主汽壓力等于設(shè)定值，故在鍋爐主控回路中還包括一個(gè)壓力控制回路，主汽壓力信號(hào)與壓力設(shè)定值信號(hào)形成一個(gè)壓力偏差信號(hào)。
如果壓力偏差信號(hào)超出某一限制，說(shuō)明壓力偏差大，鍋爐主控調(diào)節(jié)不過(guò)來(lái)，此時(shí)，就向汽機(jī)主控送一信號(hào)( XQ04)，以使汽機(jī)限制調(diào)閥門的開度，共同維持汽壓。
2鍋爐跟隨方式
當(dāng)同時(shí)滿足下列條件時(shí)，鍋爐處于跟隨狀態(tài)：無(wú)RUN BACK，DEH不在遠(yuǎn)控方式；汽機(jī)控制手動(dòng)；機(jī)組并網(wǎng)；鍋爐主控自動(dòng)。
在此方式下，采用直接能量平衡信號(hào)（壓力設(shè)定值除以主汽壓力再乘以第一級(jí)壓力10C01-P9 01）作為鍋爐指令的前饋，該信號(hào)能迅速反映汽機(jī)對(duì)鍋爐的需求。當(dāng)汽機(jī)出力發(fā)生變化時(shí)，不需要等到主汽壓力變化之后再通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)整鍋爐指令。這樣能迅速消除由汽機(jī)側(cè)負(fù)荷變化而引起的主汽壓力波動(dòng)。當(dāng)它是一個(gè)粗調(diào)，要定量消除壓力偏差，還要通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器PID2進(jìn)一步調(diào)節(jié)。
3．協(xié)調(diào)與跟蹤的無(wú)擾切換
鍋爐處于協(xié)調(diào)方式時(shí)，PID2處于跟蹤狀態(tài)，模擬開關(guān)的兩端相等，這樣實(shí)現(xiàn)了無(wú)擾切換。
三、鍋爐主控系統(tǒng)DCS組態(tài)的邏輯分析
1．協(xié)調(diào)控制鍋爐投自動(dòng)時(shí)
(1)汽包壓力經(jīng)過(guò)比例微分調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后的輸出信號(hào)與給定值2.5相乘，所得的信號(hào)與調(diào)節(jié)級(jí)壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)一加法器運(yùn)算，輸出信號(hào)放大7.2倍后送入送風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)量控制。
(2)由A輸出的信號(hào)經(jīng)微分調(diào)節(jié)器（切除條件：汽機(jī)主控手動(dòng)無(wú)RB）調(diào)節(jié)后的輸出信號(hào)與3.8倍的A輸出的信號(hào)相加。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
(3)由A輸出的信號(hào)和熱值校正信號(hào)相減輸出的信號(hào)，經(jīng)一積分調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)輸出信號(hào)。
(4)由B輸出的信號(hào)和由A輸出的信號(hào)相加后輸出的信號(hào)與給定值100取小后，所得信號(hào)再與給定值-100取大輸出信號(hào)。
2．鍋爐主控自動(dòng)且汽機(jī)主控手動(dòng)無(wú)RB時(shí)
(1)汽包壓力經(jīng)過(guò)比例微分調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后的輸出信號(hào)與給定值2.5相乘，所得的信號(hào)與調(diào)節(jié)級(jí)壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)一加法器運(yùn)算，輸出信號(hào)放大7.2倍后送入送風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)量控制。
(2)機(jī)前壓力經(jīng)功能塊MAX與給定值1進(jìn)行大選所得信號(hào)除調(diào)節(jié)級(jí)壓力信號(hào)（汽機(jī)調(diào)門實(shí)開度），輸出信號(hào)乘以壓力設(shè)定信號(hào)后再縮小4倍。
(3) FtlB輸出的信號(hào)經(jīng)比例微分調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后的信號(hào)放大0.014倍輸出，所得的信號(hào)與B的輸出信號(hào)相加，然后放大7.2倍后送人送風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)量控制。
FtlA得m的送入送風(fēng)機(jī)的信號(hào)與C得出的送入送風(fēng)機(jī)的信號(hào)經(jīng)一減法器運(yùn)算后輸出。
3．鍋爐主控手動(dòng)時(shí)
總?cè)剂狭?的信號(hào)經(jīng)功能塊0-SPC調(diào)節(jié)后輸出的信號(hào)再經(jīng)過(guò)一階慣性環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)，輸出的信號(hào)與給定值120比較取小后輸出的信號(hào)為鍋爐主控指令或鍋爐主控指令反饋。
四、總結(jié)
隨著國(guó)內(nèi)600MW發(fā)電機(jī)組白動(dòng)化項(xiàng)目的實(shí)施，以微處理器為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)(DCS)在電廠中已廣泛應(yīng)用。本文從鍋爐主控的功能實(shí)現(xiàn)、邏輯的特點(diǎn)、應(yīng)用等方面來(lái)分析DCS系統(tǒng)在600MW機(jī)組鍋爐主控組態(tài)中的應(yīng)用，為以后的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
