330MW火電機組自動控制系統性能優化

趙小平

摘 要： 近年來，我國工業自動化設備的應用越來越廣泛。熱電廠是我國供電的主要來源，通過煤炭的燃燒，將大量的熱能轉化為電能，為我國居民用電及企業生產用電提供有力保障。330MW火電機組自動控制系統是熱電廠設備自動化運行的重要機組，節約了熱電廠的發電成本，提高了發電效率。由于330MW火電機組自動控制系統的應用較早，導致當前自動控制系統存在老化的現象，已不能滿足當前熱電廠長遠發展的需求。因此，對330MW火電機組自動控制系統進行性能優化是十分有必要的。

關鍵詞：330MW火電機組 自動控制系統 性能現狀 優化策略

中圖分類號：TK323 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）08-0257-01

前言

火電機組是熱電廠的重要設備機組，330MW火電機組自動控制系統的應用早在本世紀初就被引入到熱電廠的發電系統中，該系統包括：爐膛壓力自動控制系統、一次風母管風壓自動控制系統、磨煤機自動控制系統等復合控制系統。由于該自動控制系統的使用年限已久，各系統仍按照初始運行狀態運行，性能較落后，已不能滿足當前熱電廠更高的要求。本文將對當前330MW火電機組自動控制系統的性能現狀進行介紹，并總結出330MW火電機組自動控制系統性能的優化策略。

一、330MW火電機組自動控制系統性能現狀

1.爐膛壓力自動控制系統

爐膛壓力自動控制系統是對鍋爐爐膛內部壓力進行自動控制的系統，需要引風機作為輔助設備。當前熱電廠的爐膛壓力自動控制系統的控制原理是通過對引風機的轉速進行調整，使爐膛內壓力保持平衡狀態，為更好地進行平衡狀態的調節，要以送風機的前饋控制作為輔助調節手段，該結構具有雙向調節功能，促進調節回路的增益平衡[1]。但當前熱電廠對爐膛壓力自動控制系統的調節品質提出了更高的要求，要求在整個調節過程中，保證各部分精準、高效運行，因此，需要對爐膛壓力自動控制系統進行性能優化。

2.一次風母管風壓自動控制系統

一次風母管風壓自動控制系統是對一次母管風壓進行自動控制，該自動控制系統的正常運行需要兩臺一次風機的安裝，一次風機的運轉頻率是關系到一次母管風壓大小的關鍵因素。該控制系統的控制原理就是在兩臺一次風機之間安裝轉頻器，通過轉頻器對兩臺一次風機的頻率進行控制，從而對一次風母管風壓進行自動控制，使一次風母管風壓控制在一定范圍內，維持整個自動控制系統的正常運行。如對一次風壓進行有效修正，將會大大提高一次風木管風壓自動控制系統的性能。

3.磨煤機自動控制系統

磨煤機自動控制系統是330MW火電機組自動控制系統中的一種復合控制系統，由旁路風自動控制系統、磨煤機冷熱風門自動控制系統和磨煤機料位自動控制系統等單向回路自動控制系統復合而成[2]。根據熱電廠當前的檢測結果來看，磨煤機自動控制系統的電磁閥開關切換時間嚴重滯后，極大程度地影響了磨煤機自動控制系統與其它自動控制系統的有效配合，造成控制步調嚴重不一致，影響了整個系統的工作效率。因此，要對磨煤機自動控制系統進行改造，優化其工作性能。

4.給水自動控制系統

給水自動控制系統是對給水流量進行自動控制的系統。熱電廠的供電原理是將鍋爐內煤炭燃燒產生的熱能轉化為電能，為保障鍋爐處于正常工作狀態，需要實時對鍋爐內氣泡水位進行觀察，看是否處于穩定狀態，以判斷爐內氣壓是否平衡。通過給水自動控制系統對鍋爐內氣泡水位的控制，使其在承受不同荷載時都能夠保持平穩，處于正常工作狀態，代替了人工的監測。但當前熱電廠給水自動控制系統的精準度還有待提高，需要采取合理措施進行優化。

5.溫度自動控制系統

溫度自動控制系統是對汽溫進行自動調節控制的控制系統，整個汽溫調節過程都需要過熱器與減溫器的參與。過熱器參與一級降溫和二級降溫的過程，減溫器參與最終的再熱汽溫噴水調節過程。其溫度調節原理是先以過熱器出口的溫度為標準，進行一級降溫和二級降溫，然后再以減溫器的出口溫度為準，進行再熱汽減溫。但溫度自動控制系統的干擾因素較多，為提高溫度調節質量，需要對該系統進行優化，以避免外在因素對系統的干擾。

6.自動協調控制系統

自動協調控制系統（CCS）是利用直接能量控制系統（DEB）進行自動控制的，直接能量控制系統的調節信號受到調節級壓力、機前壓力以及機前壓力設定值的控制，使其產生鍋爐承受負荷的指令，補償機以及鍋爐要對承載的負荷做出迅速反應，因此，要對鍋爐的蓄熱變化進行有效控制，這也是自動協調控制系統的直接控制原理。為提高自動協調控制的質量，要對其中的各項參數進行重新設定。

二、330MW火電機組自動控制系統性能優化策略

1.爐膛壓力自動控制系統

在對爐膛壓力自動控制系統進行優化時，要考慮到對引風控制回路的調節，可通過增加偏差調節定區，對引風機動葉的調節頻率進行控制，以更大程度地滿足熱電廠對調節控制系統的需求。除此之外，要加大控制系數，促進控制系統的高效性；調整系統比例參數，以保證系統正常穩定運行。對于送風機的前饋問題，預設調節參數后，進行閉環回路控制，觀察風壓變動情況，多次進行擾動試驗并修正，使控制系統達到最佳工作狀態。

2.一次風母管風壓自動控制系統

在進行一次風母管風壓自動控制系統的優化時，要對一次風進行修正。要根據風門的最大容量限度進行修正[3]。如風門容量達到最大開度上限時，在對整個狀態進行綜合判斷之后，在適當時間內，增加一定的+△值；檔風門容量達到最大開度下限時，同樣要進行狀態的綜合判斷，在適當時間內，增加一定的-△值。通過對一次風的修正，使得一次母管風壓達到最佳穩定狀態。

3.磨煤機自動控制系統

由于當前熱電廠的磨煤機自動控制系統的性能老化，不能夠滿足熱電廠更高的需求。為促使磨煤機自動控制系統的性能優化，可將傳統的磨煤機自動控制系統替更換為法國阿爾斯通系列控制系統，其具有較好的料位，為磨煤機自動控制系統的優化提供良好基礎。系統更換后，要對磨煤機自動控制系統中控制器的比例參數進行調整，以提高自動控制的高效性。

4.給水自動控制系統

給水自動控制系統分為單量控制系統和三量控制系統，對給水自動控制系統的優化可從控制鍋爐氣泡水位的穩定性入手。鍋爐氣泡水位的穩定性受控制器比例系數的控制，因此，要進行相關調節試驗，將比例系數設定為不同數值，進行鍋爐氣泡水位穩定性的觀察，直至觀察到鍋爐氣泡水位達到非常穩定狀態時，將此時設定的比例系數作為該控制器的比例系數，以此提高控制系統的精準度。

5.溫度自動控制系統

在溫度控制回路中，增加過熱器出口溫度的回饋裝置，調節控制器的比例參數能夠有效地優化溫度自動控制系統的性能，提高系統控制效率，使控制系統處于最佳工作狀態。鑒于對溫度自動控制系統影響因素的考慮，可提高溫度信號的回饋速率，避免回饋時間的滯后。除此之外，適當增加調節系統的測量偏差，延緩調節時間，以滿足整個控制系統的要求。

6.自動協調控制系統

自動協調控制系統在正常運行時，主要為協調控制方式和鍋爐定位方式兩種方式，因此，在對自動協調控制系統進行性能優化時，可對協調控制方式或鍋爐定位方式中的控制器比例參數進行重新設定，多次進行試驗，確定最佳工作狀態下的比例參數。除此之外，要加大主控制器對負荷指令的反饋速率，使該系統的性能達到最佳狀態。

三、結語

總之，當前我國熱電廠330MW火電機組自動控制系統性能過于老化，不利于熱電廠工作效率的提高，阻礙了我國熱電廠的長遠發展。為此，熱電廠應對當前330MW火電機組自動控制系統的性能現狀進行分析，探究出有效的性能優化策略，以促進熱電廠自動控制系統的有效應用。

參考文獻

[1]張升.300MW機組節能探討[J]. 科技創新與應用. 2013（12）

[2]高林，崔戰兵，王文駿.用于電網中長期分析的超（超）臨界火電機組建模[J].中國電力. 2013（07）

[3]郭容赫，陳澤榕.基于混沌原理的火電機組負荷分配優化系統研究[J]. 東北電力技術. 2013（10）