煤质自动校正系统对于燃料控制系统的影响

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1、煤质自动校正系统对于燃料控制系统的影响【摘要】大多数火力发电机组的协调控制系统在负荷扰动下会造成燃料产生很大的超调最。燃料的超调对于机组的安全稳定运行和经济性有很大的影响，究英根本，煤质变化所引起的燃料超调量占有相当大的比重。所以，保证煤质校正自动的投入率对于提高火力发电机组安全性和经济有很大的意义。【关键词】燃料超调煤质校正火力发电煤质变化1.单元协调系统简述单元机组协调控制系统的机炉主控制器提供对锅炉和汽轮发电机组的全面控制，它由锅炉主控制器（BU）和汽机主控制器（TH）组成。主要用于协调机组负荷控制的内部矛盾，即机组功率响应与主汽压力稳定之间的矛盾。主控制器接受LMCC输出的幅值和速率都

2、经过限制的机组实际负荷指令P。、机组实发功率P’，和机前主蒸汽压力pt、以及主汽压力定值信号Po,按照选定的控制方式进行控制运算，发出能适应外部负荷需求或满足机组运行要求的锅炉负荷指令Pb汽轮机负荷指令Pt,以指挥机炉各子控制系统的控制运算。机炉主控制器还负责实现不同控制方式（如锅炉跟随、汽轮机跟随、协调控制等方式）之间的切换。单元机组负荷控制的基本方案一般是以前馈一一反馈控制为主的多变量协调控制方案。其中，反馈控制是负荷控制的基础，通过它来确保机组内、外两个能量供求平衡关系，以及实现各种负荷控制方式的选择切换。前馈控制主要是为了补偿机组的动态迟延，加快负荷响应。负荷控制系统中还包含一些非线性

3、控制元件，其作用主要是为了便于充分利用锅炉蓄热能力，并保证汽压不超过允许范围。2.前馈控制在协调控制中的作用前馈控制的概念：根据机、炉之问能量供求关系平衡的要求，在反馈控制的基础上，引入某种参数的前馈控制，使机、炉之间能量在失去或刚要失去平衡时，及时按照机炉双方的特性采取前馈控制运算，产生一种能够限制能量失衡在较小范围内的控制作用。前馈控制是机组负荷控制的重要组成部分，是提高负荷控制质量必不可少的手段，是协调控制的核心。通常负荷控制屮的前馈控制是按负荷指令进行的。前馈控制的主要作用是是补偿对象（特别要是锅炉侧）动态特性的迟延和惯性，加快负荷响应，在变负荷过程中起“粗调”作用。3.煤质校正的基本

4、原理在稳态工况下，要将一定的给水流量由锅炉入口的工质参数加热到出口的工质参数所需要的热量（设计煤量）是--定的，即可以假设锅炉效率为一个常数。如果锅炉始终使用设计煤种，所需要的煤量也是一定的。实际上锅炉使用的煤种和设计煤种有差别，这吋就可根据以上原理将实际煤种校正为设计煤种。4.燃料超调的原因及对于机组的影响众所周知，燃料控制系统的本身对于负荷扰动的响应过程屮势必要产生一定的超调量。这种超调量在保证可以快速响应外界扰动的前提下，应将其控制在最低。因为燃料的超调会使主汽压力、主汽温度增加，减温水流量增加，热效率降低。汽机调节阀门开度下调，节流损失增加。锅炉出口氧量降低，锅炉岀口温度增加，热循环效

5、率降低，严重影响了机组的经济性。主汽压力等主要参数摆动佼大，对机组的安全稳定运行有一定的威胁。同时煤质变化一样会产生一定的超调。协调控制系统屮的前馈控制无论以何种形式存在，最终结果都是转化成锅炉入口燃煤总量输出。若实际煤质与设计煤质存在偏差，同等工况下前馈控制输出结果存在很大偏差，间接的改变了控制系统的增益，致使系统总燃料暈产生严重的超调或欠调。严重影响了协调控制的自动调节性能。但大多数火力发电厂的CCS没有考虑煤质不稳定，频繁变化的情况。经常与设计煤质存在较大的偏差。1.分析煤质变化对燃料超调的影响锅炉主控控制逻辑SAMA如图1：速率限制后捺汽压力指令DEB负荷指令绐定搽压力锅炉主控图1锅炉

6、主控SAMA图以盘锦项目#1机组350MW超临界直流炉为例。一般燃煤煤质系数为1.1左右。但煤质校正系数自动未投入，煤质系数强制为1。调整过程为负荷指令换算成对应主汽压力设定作为协调控制的设定值。与实际主汽压力值即过程变暈做偏差后作比例积分运算。负荷给定前馈折换成对应燃料暈与其微分结果相加作用到控制器的输出端。最终输出结果被煤质系数修正后作为锅炉主控输出。由此可知，在动态响应时负荷给定前馈负责输出稳态时LMCC要求的对应燃料量，主汽压力偏差消除稳态时市燃烧率等因素引起的内扰。所以用煤质系数修正锅炉主控输出，将实际燃煤转化成设计燃煤，消除系统内扰，提高前馈精度。对于系统减少超调，实现超调人为可控

7、，提升控制系统调节品质有重要的意义。图2盘锦项目#1机组锅炉主指令控制逻辑图2为盘锦项目#1机组锅炉主指令控制逻辑。设计负荷一燃料量对应系数为0.693=0.7,即1WM=O.7T/1K以低升速率（2MW/MIN）使负荷前馈微分趋近于0,主汽压力偏差趋近于0。假定动态时比例积分环节不起作用，只用负荷指令前馈减少系统偏差。将燃烧设计燃煤与非设计燃煤对比如下：MlEsploccr从忱42«X6:0Q：