探讨超临界直流锅炉控制特点

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1、探讨超临界直流锅炉控制特点探讨超临界直流锅炉控制特点杜勇（黑龙江省火电第三工程公司调试）【摘要】现根据参加国电双鸭山、华能九台及伊敏河机组去启动调试的体验，对超临界直流锅炉启动调试的特点，了解超临界机组以汽水一次循环为特征的直流锅炉，具有多输入多输出的强耦合、非线性、多参数的被控对象。下面对如何实现对超临界机组的控制加以论述。【关键词】超临界直流特点燃水比分离器策略正文：一、超临界直流炉机组特点当蒸汽压力提到高于22.1Mpa时就称为超临界机组，如果蒸汽压力超过27Mpa，则称为超超临界火电机组。由于超临界压力下无法维持自然循环即不能采用汽

2、包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。随着锅炉朝着大容量参数的方向发展，超临界机组日益显示其诸多优点，不仅煤耗大大降低，污染物排污量也相应减少，经济效益十分明显。超临界机组与亚临界汽包锅炉结构和工艺过程有着显著不同，其控制具有如下一些特点：1、超临界直流炉没有汽包环节，给水经加热、蒸发和变成过热蒸汽时一次性连续完成，随着运行工况不同，锅炉将运行在亚临界或超临界压力下，蒸发点会自发的在一个或多个加热区段内移动，汽水之间没有一个明确的分界点。这要求控制系统更为严格保持各种比值的关系（如给水量/蒸汽量、燃料量/给水量及喷水量/给水量等）。2、由于没有储能

3、作用的汽包环节，锅炉的蓄能显著减小，负荷调节的灵敏性好，可实现快速启停和调节负荷，但汽压对负荷变动反映灵敏，变负荷性能差，汽压维持比较困难。3、直流炉由于汽水是一次完成，因而不象汽包炉那样。汽包在运行中除作为汽水分离器外，还作为燃水比失调的缓冲器。当燃水比失去平衡时，利用汽包中的存水和空间容积暂时维持锅炉的工质平衡关系，以保持各断受热面积不变。这使得直流炉汽机与锅炉之间具有强烈的耦合特性，整个受控对象是一多输入多输出的多变量系统。二、超临界机组的控制策略超临界机组的发电负荷在电网中的比重正在稳步上升，电网要求超临界机组能调峰运行，其控制策略

4、应保证机组良好的负荷响应性和关键运行参数的稳定。直流锅炉作为一个多输入、多输出的被控对象，其主要输出量为汽温、汽压和蒸汽流量（负荷），其主要的输入量是给水量、燃烧率和汽机调门开度，由于是强制循环且受热区段之间无固定界限，一种输入量扰动将对各输出量产生作用，与汽包炉相比，其控制策略最大的区别在于：协调控制系统、给水调节系统、减温调节系统。以下以华能伊敏河电厂三期工程2×600MW超临界直流炉机组为例，重点介绍其协调、给水及减温的控制方案。1、协调控制系统协调控制系统的任务是：最大限度利用蓄能，具有快速响应的发电负荷控制，发电负荷控制与锅炉控制

5、解耦，在所有工况下，锅炉指令都基于汽机的能量需求，保证锅炉与汽机相协调。本台机组的协调控制系统共设计了五种运行方式：1）基本方式BASE：锅炉主控、汽机主控均在手动，锅炉主控控制燃料料，汽机主控遥控DEH控制汽机调门开度。2）汽机跟随方式TF：汽机主控自动，锅炉主控手动，汽机主控通过调节汽机调门开度保证汽压，锅炉主控控制燃料量。探讨超临界直流锅炉控制特点3）锅炉跟随方式BF：锅炉主控自动，汽机主控手动，锅炉主控通过控制燃料量保证汽压，汽机主控遥控DEH控制调门开度。4）炉跟机协调方式CCS：本模式是以锅炉跟随为基础的协调控制模式，即锅炉主控

6、、汽机主控均在自动位，锅炉主控调节汽压，汽机主控调节功率。5）机跟炉协调方式CCS：本模式是以汽机跟随为基础的协调控制模式，即锅炉主控、汽机主控均在自动位，汽机主控调节汽压，锅炉主控调节功率。考虑到汽机对负荷的响应快，负荷控制精度高，机组投AGC运行时优先采用炉跟机协调方式，充分利用锅炉的蓄能，但压力控制是直流锅炉控制系统的关键环节，压力的变化对机组的外特性来说将影响机组的负荷，对内特性来说将影响锅炉的温度，且直流炉机组的滑压运行范围大在10Mpa～24Mpa之间，这些都对汽压的调节品质提出了更严格的要求。机组炉跟机协调方案设计如下：1）引

7、入压力拉回回路：压力偏差信号修正实发功率。当机前压力偏差较小时，由锅炉主控维持压力；当机前压力偏差较大时，汽机主控由调节负荷转到调节机前压力和负荷，牺牲部分功率，两者共同作用稳定机前压力，保证机组内部稳定运行。2）引入三阶惯性环节：机前压力设定值速率限制后，经过三阶惯性环节再进行PID的运算，使压力定值充分接近实际压力的过程特性，保证变负荷时机前压力偏差不会太大。由于直流炉的蓄热能力弱，同样，功率设定值也经过时间参数更快的三阶惯性环节的处理，避免变负荷初始阶段，汽机调门的快速响应造成的压力波动。3）负荷变动时，通过汽轮机调门的适当动作响应负

8、荷需求，与此同时，必须加快炉侧燃烧率的调节，及时恢复蓄能，使锅炉蒸发量与机组负荷一致。在炉跟机协调模式时，锅炉主控前馈包含一个静态前馈和三个动态前馈：①基本指令为机组负荷指令加上