協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)鍋爐主控與總煤量不匹配過程分析

摘要：某電廠#7機(jī)組運(yùn)行中，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)生了鍋爐主控與煤量不匹配的異常調(diào)節(jié)工況，影響了機(jī)組的安全運(yùn)行及發(fā)電指標(biāo)。熱工專業(yè)對(duì)此異常工況進(jìn)行了過程分析和計(jì)算，通過控制邏輯修改、操作流程規(guī)范、制定預(yù)防措施，消除了某電廠機(jī)組發(fā)生的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)工況異常。本文介紹了該問題的分析過程及預(yù)防措施，供同行參考。

關(guān)鍵詞：協(xié)調(diào)控制;過程分析;給煤機(jī);給煤指令偏置

某電廠#7機(jī)組為600MW亞臨界直接空冷燃煤機(jī)組，于2005年投產(chǎn)發(fā)電，儀控DCS系統(tǒng)采用ABB貝利工程有限公司生產(chǎn)的SYMPHONY系統(tǒng)，制粉系統(tǒng)采用直吹式，六臺(tái)磨煤機(jī)，設(shè)置最大出力57.5T/H。本文針對(duì)2014年6月25日#7機(jī)組升負(fù)荷工況下發(fā)生的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)鍋爐主控與煤量不匹配問題，詳細(xì)介紹了問題引發(fā)過程、曲線分析、參數(shù)計(jì)算及解決方法，供同行應(yīng)對(duì)類似故障時(shí)參考。

1 事件分析及處理

2014年6月25日#7機(jī)組AGC方式、滑壓控制方式，F(xiàn)磨熱備，AE磨運(yùn)行。AGC指令由456MW給定至500MW，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)過程中，鍋爐主控指令由67.77%逐漸調(diào)整到82%，總煤量由227.97T/H調(diào)整增加至231.31T/H，出現(xiàn)了鍋爐主控指令與總煤量不匹配的異常調(diào)節(jié)工況，直接導(dǎo)致主蒸汽壓力由15.45MPa下降至13.87MPa，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。參數(shù)對(duì)比曲線如圖1所示。

1.1 給煤機(jī)運(yùn)行情況檢查

由于升負(fù)荷過程中，鍋爐主控指令做出了正確調(diào)整，需檢查分析事發(fā)時(shí)間段各給煤機(jī)運(yùn)行情況，是否滿足調(diào)整要求。通過各給煤機(jī)指令及瞬時(shí)煤量運(yùn)行曲線分析，事發(fā)時(shí)段前后，各臺(tái)給煤機(jī)指令相加，分別為224.61T/H、228.01T/H，總煤量分別為227.74T/H、231.43T/H，給煤機(jī)指令之和與總煤量偏差分別為3.13T/H、3.42T/H，給煤機(jī)指令之和與總煤量基本吻合。隨著機(jī)組工況的改變，鍋爐主控做出了正確調(diào)整，B、C、D、E給煤機(jī)指令卻未隨之調(diào)整（F給煤機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)），只有A給煤機(jī)執(zhí)行鍋爐主控指令變化，煤量指令由32.3%調(diào)整至35.7%，但調(diào)節(jié)量與鍋爐主控指令變化量不符。故而，是由于給煤機(jī)的不調(diào)整和欠調(diào)導(dǎo)致異常調(diào)整工況發(fā)生。事發(fā)時(shí)間段各給煤機(jī)煤量指令及瞬時(shí)煤量參數(shù)對(duì)比曲線如圖2所示。

1.2 給煤機(jī)總指令與總煤量偏差大情況檢查

分析各給煤機(jī)瞬時(shí)煤量參數(shù)曲線。各給煤機(jī)瞬時(shí)煤量相加，總煤量為231.19T/H，總煤量曲線為231.47T/H，數(shù)據(jù)采集周期原因可能造成0.28T/H偏差。各給煤機(jī)指令與瞬時(shí)煤量進(jìn)行比較：A給煤機(jī)指令35.7，煤量35.89，偏差0.19;B給煤機(jī)指令51.6，煤量52.6，偏差1;C給煤機(jī)指令53，煤量53.33，偏差0.33;D給煤機(jī)指令53，煤量53.54，偏差0.54;E給煤機(jī)指令35.31，煤量35.78，偏差0.47，偏差總和為2.53T/H。給煤機(jī)指令與煤量存在偏差造成總煤量指令與總煤量存在較大偏差。這種偏差的存在是可估量的，雖然對(duì)機(jī)組精細(xì)化調(diào)整具有一定的影響，也可以通過給煤機(jī)標(biāo)定等設(shè)備維護(hù)降低或消除，但不妨礙我們對(duì)論題的分析討論。給煤機(jī)瞬時(shí)煤量曲線如圖3所示（黃、粉、橙、藍(lán)、白對(duì)應(yīng)AE磨瞬時(shí)煤量）。

1.3 給煤機(jī)自動(dòng)控制狀態(tài)檢查

給煤機(jī)未作出正確調(diào)整，需要結(jié)合給煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、自動(dòng)控制狀態(tài)及控制指令偏置設(shè)置情況來進(jìn)行分析。分析事發(fā)時(shí)間段各臺(tái)給煤機(jī)自動(dòng)投入情況曲線，A、E給煤機(jī)處于自動(dòng)控制狀態(tài)，B、C、D給煤機(jī)處于手動(dòng)控制狀態(tài)。各給煤機(jī)自動(dòng)投入情況曲線如圖4所示（淺藍(lán)、綠、黃、粉、橙、藍(lán)，白依次為A、B、C、E、F、D給煤機(jī)）。

分析事發(fā)時(shí)間段A，E給煤機(jī)煤量指令偏置設(shè)置曲線，A給煤機(jī)煤量指令偏置設(shè)置為22T/H，E給煤機(jī)煤量指令偏置設(shè)置為22.38T/H。事發(fā)時(shí)間段前，E給煤機(jī)偏置設(shè)置值基本無變化，A給煤機(jī)偏置設(shè)置值低于E給煤機(jī)。如圖5為A、E給煤機(jī)偏置設(shè)置曲線。

鍋爐主控指令達(dá)到82%時(shí)，實(shí)際總煤量為231.31T/H，計(jì)算總煤量為278.9T/H，兩者之差為47.6T/H，A、E給煤機(jī)偏置總和為44.38T/H，加上各給煤機(jī)存在的偏差總和，可知當(dāng)時(shí)爐主控指令與總煤量不匹配的原因在于A，E給煤機(jī)偏置作用影響。A，E給煤機(jī)指令為35.31%，35.7%，加入偏置量可知A，E給煤機(jī)自動(dòng)狀態(tài)下接收的爐主控指令為5731%，58.08%，已達(dá)到給煤機(jī)煤量指令最大上限57.5%。

1.4 結(jié)果分析及處理

機(jī)組升負(fù)荷工況，鍋爐主控正確調(diào)整，但五臺(tái)運(yùn)行的給煤機(jī)中，只有兩臺(tái)給煤機(jī)投入了自動(dòng)，關(guān)鍵是煤量指令偏置設(shè)置值不合適，投自動(dòng)的給煤機(jī)已達(dá)到爐主控指令分配下的最大調(diào)整出力，當(dāng)爐主控指令由68%調(diào)整到79%的過程中，投自動(dòng)的給煤機(jī)已無法做出相應(yīng)調(diào)整，最終引起了鍋爐主控與總煤量不匹配的異常工況。問題發(fā)生后，運(yùn)行人員將A、E給煤機(jī)煤量指令偏置逐漸調(diào)整到0，并投入其他運(yùn)行給煤機(jī)自動(dòng)，機(jī)組恢復(fù)了正常的調(diào)節(jié)工況。

2 預(yù)防措施

控制邏輯的不嚴(yán)謹(jǐn)、操作流程的不規(guī)范、給煤機(jī)故障的發(fā)生等，都會(huì)在機(jī)組運(yùn)行調(diào)整過程中，導(dǎo)致此類事件的發(fā)生。

2.1 控制邏輯優(yōu)化

在控制邏輯中適當(dāng)加入偏置設(shè)置的最大、最小值限制條件，防止由于誤操作造成偏置設(shè)置大大超出預(yù)想值而帶來不可預(yù)知的后果，防止由于偏置設(shè)置范圍限定的不合理引起的自動(dòng)調(diào)節(jié)工況異常。

2.2 規(guī)范操作流程

運(yùn)行人員會(huì)根據(jù)負(fù)荷要求進(jìn)行啟、停磨煤機(jī)的操作。當(dāng)給煤機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，給煤機(jī)處于手動(dòng)狀態(tài)，給煤機(jī)煤量指令偏置處于跟蹤狀態(tài)，在投入給煤機(jī)自動(dòng)后，及時(shí)將給煤機(jī)煤量指令偏置值調(diào)節(jié)到合適的范圍內(nèi)。對(duì)于解除自動(dòng)控制的設(shè)備，時(shí)刻關(guān)注其運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)機(jī)組工況及時(shí)手動(dòng)做出適當(dāng)調(diào)整。

2.3 定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)

給煤機(jī)皮帶偏離、皮帶打滑、稱重測(cè)量系統(tǒng)故障等，都會(huì)造成給煤機(jī)煤量指令與瞬時(shí)煤量的偏差，較大的偏差也會(huì)造成自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)異常。定期進(jìn)行設(shè)備檢查及維護(hù)，定期進(jìn)行給煤機(jī)標(biāo)定，使給煤機(jī)能安全可靠的投入運(yùn)行，精細(xì)的進(jìn)行燃料輸送，提高設(shè)備控制精度的同時(shí)，有效地保證了自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠投入。

3 結(jié)語(yǔ)

為滿足電廠配煤摻燒的需要，運(yùn)行人員會(huì)根據(jù)配煤摻燒要求進(jìn)行給煤機(jī)煤量調(diào)配及控制。如何在配煤摻燒的同時(shí)保證自動(dòng)系統(tǒng)的安全投入及正常調(diào)整，也是不可忽視的問題之一。隨著燃燒煤種的不斷改變，鍋爐性能的不斷變化，設(shè)備健康運(yùn)行指標(biāo)的不斷偏離，人為因素的不斷加入，影響自動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的外擾因素不斷增多，必然也會(huì)導(dǎo)致本文介紹的異常工況出現(xiàn)?；诂F(xiàn)狀，有待于熱工專業(yè)人員的共同努力，去探討更科學(xué)的方法提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的適應(yīng)性。

作者簡(jiǎn)介：李衛(wèi)平（1982—），男，漢族，山西代縣人，本科，中級(jí)，研究方向：火電熱工自動(dòng)調(diào)整。