基于變頻及靜葉調整的引風自動控制品質優化及應用

馬耀輝

摘 要：本文針對爐膛壓力不穩定的情況，提出了爐膛壓力控制系統的優化控制策略，通過優化引風自動控制策略和對動作對象開展特性試驗，優化回路參數，提高控制策略的適應性，確保機組引風機自動實現全程投入，自動投入工況時根據風機特性曲線和實際情況能有效避免風機振動區和風機搶風工況。

關鍵詞：自動控制；策略；燃燒優化；變頻調節

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A

一、總體思路

通過對鍋爐燃燒動態特性和控制對象進行分析和試驗，總結并收集運行人員相關操作經驗，設計相關函數，優化控制策略組態，在不同負荷、煤種變化下對控制策略參數進行整定，先子回路后系統逐個完善和評價鍋爐自動在各種工況下的適應性，使控制偏差在允許范圍內，確保引風自動實現全程投入。

二、實施方案

黔東電廠鍋爐爐膛負壓控制包括由引風機靜葉調節和引風機變頻調節兩部分，鍋爐點火至并網前采用靜葉調節，靜葉開度在60%～75%區間采用變頻靜葉協同調節，靜葉開度大于75%后全變頻調節，此時靜葉開度維持全開。同時在策略中引入MFT、負壓偏差大、送風前饋等超馳信號，并對前饋調節回路和PID參數進行優化，實現引風自動在任意工況下均能全程投入。

1.存在問題

（1）在快速變負荷或總風量發生較大調整時，負壓波動較大。

（2）兩臺引風機變頻/靜葉都自動情況下，電流平衡回路加在爐膛負壓控制偏差上，調節慢，在高負荷或快速增加負荷出現搶風情況下可能會出現反調。

（3）在MFT動作時，引風機超馳控制回路未投入。

2.優化策略

2.1 針對負荷或總風量變化時負壓波動大，第一可以通過對總風量動態前饋信號進行參數調整來優化，第二種策略是修改當前控制邏輯，采用總風量或者送風機動葉開度/指令的比例微分信號作為引風機變頻/靜葉控制輸出的前饋信號。

2.2 針對電流平衡控制回路調節慢的情況，采用電流平衡信號直接作為兩臺引風機變頻/靜葉控制輸出的前饋信號，在出現搶風情況時可以防止出現反調。

2.3 觸發MFT后，根據總風量動態信號折算出對應的指令，超馳關引風機靜葉開度/變頻指令。

三、實施效果

通過優化調整，引風機采用變頻控制時，引風機靜葉調節也可投入自動，變頻器根據爐膛壓力控制加減頻率，頻率自動控制范圍為27Hz～50Hz。靜葉控制輸出為負荷對應的開度，在240MW～600MW區間開度對應40%～80%開度，同時又保證變頻器的輸出頻率在合理的范圍內，減少節流損失實現節能的目的。自動狀態下運行人員可以通過手動偏置調整靜葉開度，畫面每次點操幅度為±1.5%，偏置范圍為±50%。自動投入后靜葉開度輸出下限切換為45%。引風機變頻自動控制切除時，引風機靜葉調節由配合負荷、變頻控制調整靜葉開度回路切換到爐膛負壓控制回路。

1.定值擾動試驗

（1）鍋爐燃燒穩定，改變爐膛壓力定值±50Pa～±100Pa，同時記錄爐膛壓力的變化過程，直至達到新的穩定，記錄過渡過程時間、最大超調量、穩態誤差；

（2）質量要求：爐膛壓力定值改變±50Pa～±100Pa，在3min（并且加濾波時間）內穩定在±100Pa以內。

2.外擾試驗

試驗步驟及要求：

（1）改變負荷±5%～±10%MCR，升降負荷率10 MW/min以內，記錄引風機變頻變化過程，同時開始記錄爐膛壓力的變化過程，直至新的穩定為止。

（2）質量要求：動態過程最大偏差±200Pa，穩態偏差在±100Pa以內。試驗結果得出穩定負荷下爐膛壓力控制品質：-50Pa～﹢50Pa。

爐膛壓力定值擾動試驗曲線如圖1所示，爐膛壓力外擾試驗曲線如圖2所示。

結語

通過擾動試驗及歷史曲線分析，證明了此優化控制策略具有抗干擾能力強、適應變工況能力強以及跟隨能力強的優點，為引風機高壓變頻全過程自動調節和爐膛壓力穩定提供了有力的保證。

參考文獻

[1] DL/T 657-2015，火力發電廠模擬量控制系統驗收測試規程[S].

[2]蘇晨，王文蘭，張家暉，等.爐膛壓力控制系統控制策略優化研究[J].華電技術，2014（11）：13-16.