w火焰锅炉主汽温控制探析

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1、“W”火焰锅炉主汽温度控制优化与完善关键词PID协调PID积分饱和减温控制1．存在问题电厂2X300MW机组是亚临界、中间一次再热机组，锅炉采用英国三井巴布科克能源有限公司生产的“W”火焰燃烧锅炉，配备一次风正压直吹式双进双出钢球磨制粉系统。过热器分为三级：初级过热器、屏式过热器、末级过热器。过热器蒸汽温度采用分段减温水控制。电厂＃3机组是在2001年12月底投入试生产，2003年2月交付商业运行，2003年前其主汽温度控制效果一直不好，机组负荷稳定时尚可投入自动，当机组变负荷运行时，主汽温度控制无法投入自动，不利于机组的安全经济运行。TBATBB∑/2TCATCB∑/2TAATAB∑/

2、2XPTDBTDASP。F(x)∑/2C2C1PIDPID>C4PIDC5C3I/P减温水调门PIDI/P减温水调门PID一级减温控制二级减温控制图1减温控制SAMA图图1中，C1、C3分别为二级减温控制回路的主副调节器，C4、C5分别为一级减温控制回路的主副调节器，C2为协调调节器2．原因分析过热器其任务是将汽包出来的饱和蒸汽加热到一定的数值，然后送到汽轮机做功。大型锅炉由于过热器管道较长，结构较为复杂，为了进一步改善控制品质，“W”锅炉过热器采用了两级减温水控制过热汽温。一级喷水减温器位于初级过热器和屏式过热器之间，控制屏式过热器出口温度；二级喷水减温器位于屏式过热器和末级过热器之间

3、，控制末级过热器出口温度，即主蒸汽温度。过热器有有2个一级喷水减温器，减温水取自给水泵母管管道，经一共同的减温水流量计后，分别送入各个减温器，每个减温器构成一个独立的控制系统。二级喷水减温的结构类同于一级减温，但是设计的两级减温水流量有很大的差别，一级减温水流量设计容量为二级减温水流量设计容量的十倍左右。这和国内锅炉两级减温水流量基本一样有很大的差别，这也决定了减温水控制方案必须有特别之处。但是其一级减温和二级减温控制是独立的，一级减温控制的是屏式过热器的出口温度，其设定值由运行人员改变，二级减温控制的是末级过热器5.1-9,,services,andmakethecitymoreatt

4、ractive,strengtheningpublictransportinvestment,establishedasthebackboneoftheurbanrailtransitmulti-level,multi-functionalpublictransportsystem,thusprotectingtheregionalpositionandachieve的出口温度，其设定值由运行人员改变。所以一、二级减温彼此独立的控制方案不适于机组变负荷的要求。会出现当二级减温水调门全开时，主汽温度仍然上升，而一级减温水调门开度却很小，造成主汽温度控制品质差，严重时出现主汽温度失控的局面。

5、必须加强一、二级减温控制的协调控制作用。另外对于串级调节系统积分饱和是影响控制品质差的令一大因素。3．控制方案优化完善针对上述原因对主汽温度控制方案进行了优化。1）蒸汽流量信号通过函数发生器转化作为副调节器的前馈信号，以减小蒸汽流量信号动态过程中对过热汽温的影响，改善过热汽温的品质。2）不同的负荷下，减温喷水量对过热汽温的对象特性是非线性的，为了适应不同的负荷，主副调节器的PID参数设计成自适应参数调节，即PID参数随着机组负荷的变化而变化。这样，在整个机组负荷范围内，过热汽温都能达到良好的控制品质。3）在串级控制回路中，影响控制性能的最大问题是主调节器的积分饱和。副调节器可通过简单的积

6、分限幅来实现抗积分饱和。而主调节器的抗积分饱和必须通过比较复杂的回路才能实现。本方案完美地实现了主调节器抗积分饱和功能。在串级控制中，只有当调节阀门全开或全关时才会出现积分饱和。假设当调节阀门全关（阀门反馈<2%）时，通过限制主调节器的输出上限为减温器的出口温度即副调节器的测量值，消除积分饱和。但仅仅这样还不太完善，因为当主调节器的限幅起作用时，对副调节器必然产生阶跃扰动，造成阀门打开，不利于温度的控制。在以往的抗积分饱和方案中基本上仅仅到此。本方案对此进行了完善，当阀门全关时，发一2～3秒的脉冲，禁止副调节器的输出，消除了阶跃扰动，也不影响温度的进一步控制，使过热器温度控制品质得到了优

7、化。4）在一、二级减温控制回路中增加一个协调PID控制功能（见图1中的C2PID）。过去，我们采用的两级减温控制方案，一般是一、二级减温控制回路彼此独立，各控制回路的被调量的设定值彼此没有联系，其设定值的产生要么是由运行人员设定，要么是根据蒸汽流量通过函数转换产生。这种控制方案的优点是，两控制回路彼此独立，方便控制参数的调整，但缺点是当燃烧工况或机组负荷变化时，可能造成二级减温控制的减温水调节门全开或全关时，主汽温度仍不能达到设定值