变负荷下主气压力的滞后优化调节

袁博、黄守文

摘要：根据机组状况和控制要求优化锅炉主控调节系统，使机组能快速响应负荷的变化，保证机组的安全稳定、经济运行。本文主要对神皖马鞍山万能达发电有限责任公司3号机组主汽压力滞后的优化调节进行说明。

关键词：主汽压力 能量平衡 PID调节

Hysteresis optimization adjustment of main gas pressure under variable load

Yuan Bo, Huang Shouwen

(Ma'anshan Wannengda Power Company Ma'anshan 243051)

Abstract: Optimize the main control and adjustment system of the boiler according to the unit condition and control requirements, so that the unit can quickly respond to the change of load and ensure the safe, stable and economical operation of the unit. This paper mainly explains the optimal adjustment of the pressure lag of the main steam of unit 3 of Wannengda power generation Co., Ltd.

Keywords: main steam pressure, energy balance, PID adjustment

0 引言

神皖马鞍山万能达发电有限责任公司#3机组为330MW亚临界压力、一次中间再热、采用自然循环汽包炉、中储式制粉系统、四角切圆燃烧、一次喷口共四层由B、D、G、I给粉机组成。

机组的负荷控制由协调控制系统来完成，协调控制系统通过改变锅炉燃烧率和汽机调门开度来调节机组负荷和主汽压力。协调控制系统在保证机组安全的前提下，尽快响应调度的负荷变化要求，并保持主汽压力在允许的范围。主汽压力也是表征机炉能量是否平衡的重要参数，其稳定效果和调节品质可以直接影响到整个机组的安全经济运行。

1 运行现状

神皖马鞍山万能达发电有限责任公司#3机组其锅炉指令计算回路程序是采用直接能量平衡公式来编写的。所谓直接能量平衡控制就是直接把汽轮机所需要的能量，与锅炉所供给的能量，进行平衡控制的方式。也可以解释为：能量平衡公式就是以炉跟机为控制方式的压力调节系统。

其能量平衡公式的表达式如下：

代表汽轮机侧的能量需求， 代表锅炉的能量供给能力。两者均衡，叫做能量平衡如图1所示。

图1

代表了汽轮机调门的开度。用这个代表调门开度而不直接采用调门的位置反馈，其中一个原因是：汽轮机调门在调节的过程中，会出现死区、线性问题。所以只要调门影响了进气量，必然首先影响机前压力 ，随后影响第一级压力 。

2 主汽压力滞后的原因分析

机组正常运行中，运行人员经常抱怨主汽压力调节品质差，一旦超过设定值主汽压力很难回头，影响经济指标。

由于用汽轮机调门控制机组负荷，能提高负荷响应速度。调门直接控制进气量，所以负荷几乎在调门启动的瞬间即可改变。由于机侧调整速度快，蒸汽流量波动也随之加快，对蒸汽压力造成的干扰较大。汽压波动后，锅炉侧调整给粉量，给粉量燃烧后影响炉膛热量、烟气流速等，最终热量传递给蒸汽，蒸汽压力发生改变，这个过程有一个滞后。因为有滞后，造成汽压调节不够灵敏，导致波动较大。如图2所示。

图2

3 解决方案

机组对负荷响应的延时主要取决于锅炉在接到负荷指令后，从给粉量改变到蒸汽流量发生变化所需要的时间，也就是蒸汽产生的纯延迟时间。机组锅炉发热量的改变有较大的延迟和惯性，要想提高机组负荷响应速率、缩短负荷响应滞后时间,关键在于合理利用锅炉的蓄热。在主汽压力的允许范围内，通过汽机调门的适当动作，可利用机组的蓄热能力缩短机组在负荷调整初期的响应时间。同时，适当超调送入锅炉的燃料量，及时恢复机组的蓄热，稳定主汽压力，使锅炉蒸发量与机组负荷保持一致。

一味的追求炉侧响应速度，引起燃料值变化快，导致锅炉主控波动较大。减小输入偏差的比例系数由原来的2.5改为2.2，燃料值变化慢了之后锅炉主控波动也随之变小，但主汽压力波动增大，主汽压力很难回头。增加主调的比例作用由原来的0.35改为1.5，增加了主调的积分作用由原来的310改为220。由于给粉控制波动较大，再次减小副调的积分作用由原来的1.0改为2.0，副调的积分作用减小了一倍，直至给粉控制波动减小趋于稳定如图3所示。

图3

4 总结

通过对锅炉主控参数的优化调整，并结合参数曲线的对比进行深度分析，最终达到变负荷下主汽压力的滞后优化调整的目的。