熱負荷自動控制系統(tǒng)的改進

熱負荷自動控制系統(tǒng)的改進〔摘要〕由于員村熱電廠電熱用戶的變化以及單元制和母管制運行方式的頻繁轉(zhuǎn)換等緣由，使得原設(shè)計的熱負荷自動調(diào)整系統(tǒng)不穩(wěn)定。經(jīng)過4條改進措施的實施，蒸汽壓力和汽溫滿意了汽機的設(shè)計工況要求，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1概況廣州發(fā)電廠員村熱電廠裝配3爐2機，實行母管制鍋爐運行方式，抽汽凝汽式機組，除給廣東主網(wǎng)供電外，還供熱。其熱控系統(tǒng)采納日本集散型過程掌握系統(tǒng)CENTUM-XL，其系統(tǒng)運用了先進的過程掌握技術(shù)、電子技術(shù)，還敏捷地運用了人-機接口功能，采納冗余現(xiàn)場掌握，其全部反饋掌握都通過內(nèi)部儀表實現(xiàn)，系統(tǒng)牢靠性較強。但運行發(fā)覺，其與汽機本身設(shè)計的工況和運行要求不太適應(yīng)，不能很好的保證汽機的進汽壓力，熱負荷自動掌握系統(tǒng)無法自動穩(wěn)定蒸汽壓力，給汽機的平安、經(jīng)濟運行造成了較大的威逼，本文擬就這一問題進行爭論和改進。2最初設(shè)計母管制鍋爐并列運行有以下幾個特點：(1)必需維持母管壓力來保證汽機進汽壓力，所以并列運行母管制鍋爐存在熱負荷安排問題，即各運行鍋爐的負荷由一個主調(diào)整器來完成負荷安排任務(wù)，構(gòu)成串級掌握系統(tǒng)。(2)當(dāng)多臺鍋爐并列運行時，每臺鍋爐的蒸汽流量不僅與母管壓力有關(guān)，而且與本臺鍋爐的汽包壓力有關(guān)。(3)每臺鍋爐的工況是相互聯(lián)系的，每臺鍋爐的汽包壓力和蒸汽流量不僅與汽機的用汽量有關(guān)，也與任何一臺鍋爐的運行工況有關(guān)。所以，在鍋爐最初投運時，熱負荷自動調(diào)整系統(tǒng)是按母管制運行方式設(shè)計、施工的，采納串級三沖量自動調(diào)整。圖1是其在CENTUM-XL內(nèi)的組態(tài)圖。其中，PID為調(diào)整器組態(tài)表，LD為微分組態(tài)表，CALCU為熱量信號組態(tài)表，MAC為電動機儀表，IN為信號輸入，OUT為信號輸出，SET為信號設(shè)定值，PV為過程值。<imgsrc=“/UploadFiles/Manage/200805/2008050821171039.gif”圖1在CENTUM-XL內(nèi)的組態(tài)圖此組態(tài)圖的結(jié)構(gòu)框架為：母管壓力信號(GP-101)在調(diào)整系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用，輸入主調(diào)整器(GP-101C)，主調(diào)整器的輸出作為副調(diào)整器(GF-103C)的給定信號，對副調(diào)整器來講它起校正作用。蒸汽流量信號(GF-101)和汽包壓力信號(GP-102)為副信號，一起作為副調(diào)整器的輸入信號，起前饋信號的作用，同時，在熱量信號組態(tài)表(GF-103E)中設(shè)置運算公式：PVC=IN+PV(GP-102A)×SV(CB-101)-PV(GF-103F)×n其中PVC為過程量輸出，SV為設(shè)定值，CB-101為鍋爐熱容量系數(shù)，此處設(shè)為1，n為流量微分信號(GF-103F)的系數(shù)，可依據(jù)需要設(shè)定，此處設(shè)定為0.25。3消失問題(1)依據(jù)汽機本身設(shè)計的工況和運行要求，蒸汽壓力應(yīng)穩(wěn)定在9.3±0.2MPa，汽溫應(yīng)穩(wěn)定在530±5℃。但隨著員電供熱網(wǎng)的建成以及熱用戶的增加，用戶用汽的不穩(wěn)定使汽機抽汽量在短時間內(nèi)消失從幾噸到幾十噸的變化，造成蒸汽壓力在9.1～9.7MPa，汽溫在510～540℃波動。其主要緣由是給粉機轉(zhuǎn)速調(diào)整跟不上蒸汽母管壓力的變化和鍋爐燃燒的滯后性。蒸汽負荷的不穩(wěn)定，就不能很好保證汽機的進汽壓力，這給汽機的平安經(jīng)濟運行造成了威逼。(2)在彎曲的蒸汽母管上布置的大小10多個閥門、彎位、三通都存在壓力損失，因而從1號爐到3號爐之間雖是連通管，但壓差相當(dāng)大(達0.1～0.2MPa)，致使從1號爐出口取樣壓力不能正確反映3號爐出口壓力，同樣在3號爐出口取樣壓力也不能正確反映1號爐出口壓力。(3)投入運行時，由于員電依據(jù)電網(wǎng)負荷需要，有時開1臺機爐，有時開2臺機爐，這樣，其運行方式有時是單元制，有時是母管制。單元制機組的特點是：用電量增大蒸汽負荷上升，從而導(dǎo)致蒸汽壓力減小，熱負荷調(diào)整系統(tǒng)增大給粉機轉(zhuǎn)速，從而增大給粉量，使蒸汽壓力重新穩(wěn)定在給定值。而母管制在穩(wěn)定壓力的前提下，哪個爐蒸汽流量上升，熱負荷調(diào)整系統(tǒng)就減小給粉機轉(zhuǎn)速，這兩種運行方式，蒸汽流量信號輸入副調(diào)整器時的信號的極性是不同的。所以，在單機單爐運行時，采納母管制運行方式，使熱負荷調(diào)整無法自動穩(wěn)定蒸汽壓力。4改進針對上述狀況，在沒有轉(zhuǎn)變CENTUM-XL內(nèi)的組態(tài)圖的狀況下作了以下修改：(1)重新選取壓力取樣點，改掉由主汽母管壓力安排鍋爐熱負荷，實行每臺鍋爐集汽聯(lián)箱后的壓力作為主調(diào)整信號，只要每臺爐將集汽壓力掌握在肯定范圍內(nèi)，蒸汽母管即使有壓損，其母管壓力都能保持基本穩(wěn)定，舍去了母管壓力的變化對每臺鍋爐的影響。(2)在計算機軟件上正確設(shè)置好蒸汽流量信號極性，使它的組態(tài)方式自動跟蹤運行方式的變化，即流量運算組態(tài)表(GF-103F)內(nèi)設(shè)定自動跟蹤模式作出相應(yīng)的極性轉(zhuǎn)變。(3)加強蒸汽流量信號的作用，將熱量信號組態(tài)表(GF-103E)內(nèi)的運算公式里流量微分信號(GF-103F)的系數(shù)n改為0.5，即PVC=IN+PV(GP-102A)×SV(CB-101)-PV(GF-103F)×0.5。(4)對調(diào)整器進行參數(shù)整定，依據(jù)其傳遞函數(shù)Gs(S)=(1++TdS)，加強主調(diào)整器(GP-101C)的靈敏性，如將比例帶P、積分時間Ti適當(dāng)調(diào)小，微分時間Td適當(dāng)調(diào)大，以跟蹤集汽壓力的變化。5結(jié)束語通過以上改進，熱負荷自動調(diào)整系統(tǒng)重新投入運行時，其穩(wěn)定性、精確?????性、快速性大大提高了。鍋爐在運行方