华能营口热电有限责任公司 辽宁营口 115007
摘要：本文主要介绍供热机组、多煤种掺烧机组的协调优化经验，某厂机组由于热负荷大、抽汽量变化大且波动、燃烧煤种与投产初期大幅改变、燃烧方式调整(由基本单一-煤种改为多煤种掺烧配煤)等因素的影响导致机组协调性能差，协调品质无法满足要求，并逐步进行了协调优化。
关键词：330MW燃煤供热机组；协调；品质优化
引言
某厂机组一期为两台330MW燃媒供热机组，锅炉为上海锅炉厂生产的1100 t/h亚临界压力自然循环锅炉，型号为SG-100/17.5-M1739，设计煤种为山西晋北煤，收到基低位发热量约5460 keal/kg；校核煤种为内蒙古准格尔煤，收到基低位发热量约5019keal/kg；汽机采用东方汽轮机厂生产的亚临界、次中间再热、三缸双排汽、单轴、两级可调整供热抽汽凝汽式汽轮机，型号为: CC330/208-167.1.50.4/537/537；发电机为上海电机厂生产的QFSN2型300 -350兆瓦水氢汽轮发电机:磨煤机为北京电力设备总厂生产的ZGM95N型中速辊式磨煤机，共5台，单台最大出力38 t/h。
1、优化前系统运行状况
1)协调控制系统本身设计为间接能量平衡方式(IEB)难以满足机组负荷及压力的变化需求。
2)控制系统内的各个参数整定还有很大优化空间。
3)原设计在负荷、压力发生变化的时候，只调整给煤量及校正总风量，压力、负荷波动较大。
4)机组为抽汽供热机组，随着供热总量的不断提高、机组运行中抽汽量不稳定幅度逐渐增加主汽压力难以稳定。
5)ACC考核较多，变负荷速率经常不满足要求。
2、优化方案
2.1协调控制系统逻辑完善
协调控制系统实现形式较多.从能量平衡关系划分有间接能量平衡系统(IEB)和直接能量平衡系统(DEB)；从控制系统结构划分有以锅炉跟随为基础的协调控制系统和以汽机跟随为基础的协调控制系统。该厂锅炉为亚临界汽包炉，采用锅炉跟随为基础的间接能量平衡协调控制系统，该方式的特点是:汽机调节器和锅炉调节器共同调节负荷和主汽压力，正常运行时汽机控制器闭环调节负荷且主汽压力修正，锅炉控制器闭环调节主汽压力且负荷前馈。
2.2优化逻辑
2.2.1增加相对平衡的机主控压力拉回回路
汽机控制器维持负荷稳定，负荷指令以一定的速率变化时，机主控输出指令改变调门开度，满足实际负荷的变化。
2.2.2增加炉主控前馈回路
锅炉主控制器维持主汽压力稳定、当压力变化时，控制器输出指令随之变化改变煤量稳定压力。由于锅炉本身惯性和对主汽压力的慢反应，在炉主控输出回路中加入部分前馈，分别为:超前预加煤量、实际负荷指令的微分前馈和主汽压力的偏差微分前馈等。
曲线分析:负荷指令发生变化初期，由于锅炉本身的蓄热，能够暂时维持初期负荷的变化，随着时间的推移，蓄热的拉空造成锅炉无法满足汽机的热量需求，仅有负荷指令的函数直接前馈，在不同负荷指令下改变实时的煤量，由于锅炉本身的惯性延迟，实时加人的煤量还来不及反应，无法满足负荷的响应速度，考虑此种工况，加人预加前馈，在加负荷的初期就加人一定的煤量前馈，在锅炉本身蓄热用完后，及时补充锅炉的蓄热，满足汽机加负荷的需求。
3.2.3增加煤质自适应修正逻辑
采用实时煤功比经微分环节的函数运算，反向叠加到煤主控实际煤量中去，快速有效的在煤质发生变化的初期对煤量调整进行干预。在负荷变动或异常工况下需要将此回路屏蔽，以不至于造成大的波动。
2.2.4增加抗磨煤机启停对系统的扰动逻辑
采用磨煤机运行台数取微分环节，再经过运算，得到相应的反向加减煤量，并加人在协调状态及无RB触发下的屏蔽判断，将该值叠加在炉主控前馈量内。
2.2.5增加变负荷过程中同时改变一次风的方法提高锅炉的响应速度
一次风量是通过各磨煤机热风门控制的，将各给煤机给煤指令的微分作用前馈到热风门的指令中去，实现加煤时瞬间提高风量、减煤时瞬间减小风量以快速改变燃烧的目的。
2.2.6增加汽机主控变参数延时时间逻辑
在大幅度改变负荷时，汽机先延迟一定时间再动作，保证压力稳定 ;在小幅度变负荷时，汽机延迟时间长往往会导致电网对电厂的变负荷率考核无法满足要求，因此在小幅度变负荷时，汽机以较小的延迟时间动作:利用锅炉蓄热，同时稍微牺牲点压力，达到变负荷速度的要求。
2.2.7优化协调控制策略，采用基于锅炉跟随的协调方式
随着体制的改革，各公司之间的竞争越来越激烈，电网对电厂的负荷响应速度要求越来越高，采用汽机跟随方式的协调控制方式。该方式汽机主控制主汽压力，锅炉控制负荷，负荷响应速度慢，为了提高机组的负荷响应速度，取消原设计中的基于汽机跟随方式的协调控制方式，更改为基于锅炉跟随方式，系统充分利用了汽包的出蓄热能力，大大地提高的机组规定的响应速度。在调节的过程中，锅炉的响应速度慢，汽机响应速度快，汽机调门的动作势必会引起主汽压力的变化，主汽压力稳定代表锅炉机组内部的能量平衡，功率代表电网能量的平衡，为了确保机组的稳定，引入主汽压力和其设定值的偏差信号通过F（X）函数转化为相应的功率信号去修正汽机主控器的功率信号，另外增加主汽压力设定值和实际主汽压力信号偏差大于0.5Mpa时闭锁汽机主控器，防止主汽压力设定值和实际值偏差大时由于调整负荷引起主汽压力向恶化的方向发展。做到了汽机在充分利用了汽包的蓄热能力，提高了机组的负荷响应的同时，又兼顾了主汽压力的稳定，从而做到了电网和机组内部的能量平衡。
2.2.8增加比例的作用，提高锅炉的反应速度
由于锅炉燃烧系统是一个复杂的过程，很难建立一个准确、真实的表现锅炉燃烧特性的数学模型，根据锅炉模型计算出调节器参数的理论方法有一定的难度，对于调节器来说，一般工程调试方法如下：对于比例控制来说，将增益调到比较小的位置，逐步增大以得到满意的曲线。对于比例积分来说，先将积分时间无限大，按纯比例作用正定比例度。得到满意曲线后，将比例度放大（10~20）%，将积分时间由大到小加入，直到获得满意曲线。对于PID控制，先将微分时间置零，按照调比例积分控制方法得到满意取先后将比例度降到比原值小（10~20）%位置，适当减小积分时间后，将微分时间逐渐加大，直到获得满意的曲线。当时对于当前电力市场竞争激烈的情况下,上述调试方法都有一定的风险。笔者从事电厂现场自动控制多年，终结出了一个实用而且简单的参数调整方法：在机组负荷不变的情况下，找出煤量和主汽压力的对应关系，即记录煤量的改变量和由于煤量改变引起的锅炉主蒸汽压力的改变量，同时记录煤量增到最大或下降为最小到主蒸汽压力上升为最大或下降为最小时间，最大为积分时间。根据设定积分系数为无限大的情况下，即纯比例调节器的情况下，反计算出比例系数，考虑到积分的作用，实际比例系数为计算出的比例系数的２/3。
3、投运效果
投运后对机组进行了各种变负荷试验，均达到了良好数据，系统响应速度较快、机组稳定性较好，大大减轻了运行人员的工作量，利于我司减人增效。试验表明采用的优化方案合理，效果良好，提出的协调控制系统优化方案既有良好的煤质适应性、又有良好的热负荷适应能力，能够保证机组参数稳定，经过对DCS系统逻辑与协调参数的优化与完善，我司协调系统已经完全满足生产运行的需要。
参考文献
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