發(fā)電廠鍋爐和汽輪機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)分析

摘 要：在我國如今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，發(fā)電廠對(duì)于新能源的使用還不夠成熟，而火力發(fā)電的工作原理簡單易懂，不需要過多的操作流程，所以，火力發(fā)電仍是我國最主要的發(fā)電形式。目前，發(fā)電廠火電機(jī)組中的鍋爐和汽輪機(jī)組在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中運(yùn)行良好，有效提升了電力事業(yè)的穩(wěn)固發(fā)展。本文就針對(duì)發(fā)電廠火電機(jī)組中鍋爐和汽輪機(jī)組的協(xié)調(diào)控制展開相關(guān)性的分析，希望對(duì)當(dāng)前的發(fā)電事業(yè)有所幫助。

關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；鍋爐和汽輪機(jī)組；協(xié)調(diào)控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.171

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是我國發(fā)電廠目前運(yùn)用最為廣泛的一種技術(shù)，其也對(duì)我國的電力發(fā)展產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。由于火電機(jī)組中的鍋爐和汽輪機(jī)組均存在著獨(dú)特性，所以在實(shí)際運(yùn)行中，兩者都必須被謹(jǐn)慎操作，如此才能實(shí)現(xiàn)資源的高度利用。下面本文就對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)下火電機(jī)組中鍋爐和汽輪機(jī)組展開合理分析。

1 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的觀念及特點(diǎn)

發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，是專門用來協(xié)調(diào)鍋爐功率調(diào)節(jié)器和汽輪壓力調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)，其主要職能是將鍋爐和汽輪機(jī)作為一個(gè)整體機(jī)組來進(jìn)行統(tǒng)一控制。而在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，負(fù)荷控制系統(tǒng)、常規(guī)控制系統(tǒng)和負(fù)荷控制對(duì)象是最重要的三大組成部分。通過這三個(gè)系統(tǒng)的合理開展，能夠?yàn)楣ぷ魅藛T帶來準(zhǔn)確的發(fā)電數(shù)據(jù)。

對(duì)于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)大致分為五個(gè)方面。其一，加強(qiáng)系統(tǒng)的品質(zhì)檢測與保護(hù)。在使用火電機(jī)組時(shí)，其中多處信號(hào)都可用QC檢測來提供有效的保障。而在輸入的過程中，若出現(xiàn)調(diào)節(jié)器的輸出與所反饋的數(shù)據(jù)存在一定的偏差，這便說明系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，偏差保護(hù)也在這種狀況起到了安全性的作用。其二，超馳控制。當(dāng)發(fā)電廠出現(xiàn)了一些安全隱患時(shí)，協(xié)調(diào)系統(tǒng)便能在最短的時(shí)間內(nèi)根據(jù)具體的緣由來直接控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，將整個(gè)發(fā)電廠的工作系統(tǒng)轉(zhuǎn)到預(yù)先設(shè)定的安全狀態(tài)，從而使發(fā)電廠避免巨大的經(jīng)濟(jì)損失。其三，先進(jìn)的系統(tǒng)架構(gòu)。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在火電機(jī)組的控制回路上采用先進(jìn)的系統(tǒng)架構(gòu)，從而有效控制機(jī)爐的各級(jí)指令。同時(shí)，利用這種新式的架構(gòu)模式，也為我國的發(fā)電事業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其四，控制方式優(yōu)異。火電機(jī)組中主控制器的設(shè)計(jì)是由于鍋爐和汽輪機(jī)組中負(fù)荷、壓力差存在變動(dòng)，只有在主控制器的指令系統(tǒng)下，才能更好的適應(yīng)多種突發(fā)情況，良好的控制品質(zhì)也顯而易見。其五，協(xié)調(diào)系統(tǒng)功能趨向于全面化。發(fā)電廠的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)除正常的功能調(diào)節(jié)外，還具備運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換、局部故障處理與維護(hù)等。利用這些完備的系統(tǒng)體系，大大促進(jìn)了發(fā)電廠的進(jìn)一步發(fā)展，也為我國的電力事業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2 鍋爐和汽輪機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的組成

2.1 鍋爐運(yùn)行主界面

鍋爐在進(jìn)行工作時(shí)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)利用運(yùn)行的主界面，可以調(diào)出鍋爐所有的操作界面，方便了控制器對(duì)工作進(jìn)程的全程監(jiān)控，避免因故障而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 機(jī)組指令操作畫面

機(jī)組指令操作畫面大致分為三種：第一，指令控制器，其能夠?qū)崟r(shí)檢測發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)，若在發(fā)電的運(yùn)行過程中出現(xiàn)某些問題，便能按照指令做出準(zhǔn)確的部署；第二，操作按鈕，主要運(yùn)用于機(jī)組的各項(xiàng)功能；第三，狀態(tài)指示燈，其用來向工作人員提醒機(jī)組的運(yùn)行狀況，以便相關(guān)人員作出及時(shí)的反應(yīng)。

2.3 協(xié)調(diào)主控操作系統(tǒng)

該系統(tǒng)是負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制方式，主要的組成部分有：DEH控制器、壓力控制器、滑壓控制器等。每種控制器都有其獨(dú)特的功能，若是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠有效進(jìn)行，對(duì)發(fā)電中的鍋爐和汽輪機(jī)組有著巨大的幫助[2]。

2.4 鍋爐燃料控制系統(tǒng)

第一，DEB 控制器，這是火電機(jī)組中鍋爐的主要控制方式，其負(fù)責(zé)向燃料控制器發(fā)送相應(yīng)指令，保證發(fā)電過程中不會(huì)因燃料的中斷而停止。第二，燃料控制器，這是對(duì)裝入爐膛的燃料加以把控，保證爐膛中的煤量和燃油仍在比例下燃燒，促進(jìn)發(fā)電的效率。

2.5 送風(fēng)控制系統(tǒng)

燃料的燃燒離不開空氣，所以爐膛中的風(fēng)速和氧氣含量主要被該系統(tǒng)所控制。通常情況下，燃燒的指令會(huì)隨著鍋爐的負(fù)荷而變動(dòng)，只有這樣，才能保證鍋爐處于安全狀態(tài)，煤料的利用率也能實(shí)現(xiàn)最大化。

3 鍋爐和汽輪機(jī)組協(xié)調(diào)控制用途及策略分析

3.1 鍋爐和汽輪機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的用途

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在目前的發(fā)電事業(yè)領(lǐng)域來看，其占有著重要的比重，不僅能夠在鍋爐負(fù)荷頻繁變化的情況下讓控制器提前做出相應(yīng)的舉措，更能高效率地保障各項(xiàng)流程的有序進(jìn)行，從而促進(jìn)質(zhì)量的提升。而對(duì)于汽輪機(jī)組，其快速的響應(yīng)特點(diǎn)是工作人員依賴的渠道，鍋爐存在較大的遲延及滯后，這對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的響應(yīng)以及安全都會(huì)帶來一定的影響。因此，在控制方面最好是應(yīng)用于鍋爐側(cè)，這樣變能科學(xué)避免系統(tǒng)的延遲等不良問題[3]。

而對(duì)于鍋爐運(yùn)行狀態(tài)下的協(xié)調(diào)控制方式，其主要將控制器中的負(fù)荷指令進(jìn)行轉(zhuǎn)換；同時(shí)，汽輪機(jī)組中的主蒸汽流量信號(hào)在通過轉(zhuǎn)變之后，便可作為前饋信號(hào)，進(jìn)而發(fā)揮出系統(tǒng)前饋信號(hào)的具體作用。在鍋爐的氣壓測量過程中，主氣壓偏差能夠通過前饋修正使偏差值處于限定的幅度內(nèi)，從而使得鍋爐中的氣壓處于穩(wěn)定狀態(tài)。

除上述所講，鍋爐側(cè)的前饋控制方式在信號(hào)來源的掌握上可分別兩種：負(fù)荷指令經(jīng)行的前饋控制和直接能量的平衡信號(hào)。對(duì)于采用負(fù)荷指令經(jīng)行前饋控制而言，負(fù)荷指令在處理之后，便能良好地控制前饋控制系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鍋爐最佳的運(yùn)行狀態(tài)。而直接能量的平衡信號(hào)，其主要用途是解決鍋爐內(nèi)部的壓力差，并且在準(zhǔn)確的修正后，實(shí)現(xiàn)前饋控制。由此看來，通過這兩種信號(hào)來源的應(yīng)用，有效地促進(jìn)了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在鍋爐和汽輪機(jī)組中的實(shí)施，降低了一些安全隱患的發(fā)生。

3.2 鍋爐和汽輪機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的策略

外界負(fù)荷的變化能夠直接影響鍋爐和汽輪機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而鍋爐跟隨控制以及汽機(jī)跟隨控制是在非協(xié)調(diào)控制背景下能夠有效實(shí)現(xiàn)的控制方式。對(duì)于鍋爐跟隨控制，在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下，鍋爐可結(jié)合主蒸汽壓力對(duì)燃燒率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，這樣一來，外界負(fù)荷的變化便不會(huì)顯得那么嚴(yán)重，汽輪機(jī)組的調(diào)節(jié)也能進(jìn)行更深層次的整改，從而對(duì)使電機(jī)輸出功率和外界負(fù)荷要求的快速反應(yīng)得到提升。另外，汽輪機(jī)組的調(diào)節(jié)器要根據(jù)機(jī)前的壓力值進(jìn)行改變，這不僅可以把控鍋爐中煤料的燃燒率，也能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷需求的最高響應(yīng)比，最終完成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)的控制。

而汽機(jī)跟隨控制，當(dāng)預(yù)先設(shè)計(jì)的指令信號(hào)傳輸給鍋爐控制器時(shí)，其功率信號(hào)便會(huì)在負(fù)荷值不穩(wěn)定的狀況下，使得煤料的燃燒率和主蒸汽壓力也能進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，并以此維持之前鍋爐的壓力。如此一來，進(jìn)氣量也就產(chǎn)生一定的變化，最終的輸出功率以及外界的負(fù)荷也能實(shí)現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定。因此，在控制對(duì)象、方式等因素發(fā)生動(dòng)態(tài)變化時(shí)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)所預(yù)定的解決方案便可發(fā)揮其實(shí)際性價(jià)值，雖然在處理方案上各有千秋，但無論使用何種方案，鍋爐與汽輪機(jī)組的都能按照能量平衡原理實(shí)現(xiàn)壓力和負(fù)荷的有效把控。

4 結(jié)束語

綜上所述，發(fā)電廠的火電機(jī)組中鍋爐和汽輪機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是目前適用性最好的系統(tǒng)體系，在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，其不僅能夠及時(shí)有效的根據(jù)指令完成相應(yīng)的操作，更保障了整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。因此在如今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，發(fā)電廠必須堅(jiān)持對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的使用，無論是節(jié)省成本，還是保障整個(gè)工作系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其都有著巨大的優(yōu)勢。希望本文的分析能夠?yàn)槲覈陌l(fā)電廠事業(yè)帶來理論上的幫助，以促進(jìn)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈貴華.發(fā)電廠火電機(jī)組中鍋爐和汽輪機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)分析[J].科技致富向?qū)В?015（03）：266.

[2]高彬.鍋爐-汽輪機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用[J].中國科技縱橫，2015（06）：135.

[3]張興華.鍋爐-汽輪機(jī)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用[J].江西建材，2016（17）：221.