超（超）临界火电机组协调控制应用分析

张斌

摘要：本文就超（超）临界火电机组协调控制应用进行分析，最先阐述了超（超）临界火电机组协调控制的特点以及应用影响因素，进而针对控制参数、子系统前馈量解耦、协调控制方式、前馈控制几个方面针对协调控制应用的效果进行分析，旨在提升火电机组的运行效率，实现其各个部件之间的协调运行发展。

关键词：火电机组；超临界；协调控制

引言：电能已经成为人们生活生产中国不可缺少的能源，在实际的电能生产过程中，火力发电机组是常见的生产设备，超（超）临界火电机组的出现是为了满足现今逐渐提升的电能需求，其产能较高，但是控制比较复杂，在现今的能源情况下需要大力推行，因此需要针对其协调控制应用的策略进行分析。

1. 超（超）临界火电机组协调控制特点

超（超）临界火电机组在运行中各项参数之间主要呈现出非线性关系，蒸汽温度以及压力等数值之间都会很容易受到外界因素的影响，进而产生干扰变化。在机组协调控制的过程中，机组自身对于较大惯性的系统具有良好的反馈控制效果，其可以在实际的运行中设计合理的反馈机制进行控制，并且利用解耦技术、参数变化等技术来实现火电机组在协调控制应用中的控制效果。

2. 超（超）临界火电机组协调控制应用影响因素

2.1燃料量

    燃料自身的量逐渐提升时，机组主蒸汽温度与压力都会不断地上升，在初期阶段，由于机组自身的热量交换能够保持机组的稳定运行，但是由于在运行中给水量是不变的，就会导致机组的压力以及温度逐渐超过机组承受数值，在最终出现一定的正向偏差，导致火电机组自身的协调控制出现问题。

2.2给水量

    在给水量发生变化逐渐上升的时候，其带来较大的蒸汽流量，但是在后期阶段，由于给水量带来的水煤比数值逐渐变化，会导致温度出现较大下跌，进而造成整体压力下降，对于火电机组的运行有一定的干扰。

2.3风量

    锅炉中风量的变化是复杂的，其会带动锅炉自身的燃烧效果发生相应的变化，产生影响。在风量较大或者较小的时候都会导致锅炉燃烧效率出现问题。

3. 超（超）临界火电机组协调控制应用策略

3.1控制参数

    超（超）临界火电机组协调控制应用中，其需要针对参数进行控制。在超（超）临界火电机组的协调控制应用中，其自身的给水量以及主蒸汽流量是机组运行中比较常见的两种参数，这两种参数之间呈现出相互影响的关系，在给水流量或者主蒸汽流量出现参数变动的过程中，就会导致另一种参数的波动，因此需要保持两者参数之间的平衡，可以降低参数波动情况。水煤比是机组发电锅炉燃烧的重要参数，其对于锅炉的燃烧效率有着影响。需要控制好水煤比的稳定性，保证锅炉温度的稳定性。在过程中可以不断尝试稳定水煤比之间的数值比例，以保证能够在锅炉燃烧的过程中保持其自身的稳定性。给水流量以及喷水流量之间是改变温度的参数，在燃烧过程中，火电机组自身存在亚临界以及超临界两种模式，在超临界状态中，锅炉受热区域开始呈现出不稳定状态，需要对其进行温度调节。给水流量以及喷水流量就可以对蒸汽的温度进行调节，进而保证锅炉与机组的稳定运行[1]。

3.2子系统前馈量解耦

根据上文中对于影响机组压力以及温度的因素的探讨过程中能够发现，解耦是机组中协调运行应用中比较有效的一种方式。在前馈量的解耦过程中，需要最先整合机组影响因素。其中主要包括蒸汽温度、压力、给水量等，因此在解耦过程中，主要也是针对这几种因素进行分析与探究。在解耦之前，需要明确这几种因素中的变量因素，温度的变量因素主要是燃料量，随着燃料量的逐渐增大，蒸汽温度也会随之上升。在压力变化中，其与温度之间形成相互影响的关系，互为对方的变量[2]。给水流量会受到水煤比的影响，为了降低给水流量的影响，会使用水煤比指令调整的方式来控制给水流量的数值，还可以对蒸汽温度起到一定的稳定作用。

在解耦过程中，需要针对机组运行中子系统的负荷情况以及前馈量变动与各种影响因素之间的变动情况进行控制与预测。比如在针对锅炉燃烧以及水煤比这两种影响因素进行探究的过程中，需要针对机组的实际运行情况设置前馈量修正参数，在该子系统的负荷数值过大时将其调小，反之亦然。通过该种数值的观测以及计算，可以得出最终的前馈量变化速率。最终能够根据前馈量得出火电机组在协调控制中需要进行改进措施。在给水流量与燃料量的前馈量变动中，主要受到水煤比的影响，因此需要控制给水量的输入，将其落后一定时间，以保证水煤比的稳定性。之后在温度过高的情况下，需要针对温度调节给水器进行控制，其前馈量需要与燃料的前馈量之间达成平衡，尽可能控制机组燃烧过程中的风量前馈量，其能够对燃烧的效果以及燃烧产生的温度变动有着一定的影响。

3.3协调控制方式

    火电机组协调控制应用中，其控制方式对于最终的机组运行效果也有着一定的影响，需要对其进行探究。在协调控制中，其一般可以分为锅炉追踪以及汽轮机追踪两种方式。这两种方式在实际应用中的原理与效果是不同的，在锅炉追踪方式中，其主要的针对追踪对象就是锅炉自身，其会针对锅炉自身的燃烧情况进行全面地监控以及追踪。在锅炉燃烧情况的跟踪过程中，其主要根据锅炉燃烧过程中产生的蒸汽压力以及温度进行调节。在该种调节方式中，其会导致锅炉燃烧的蒸汽压力数值波动较大，可能会在实际的操作过程中导致调节效率下降的情况出现。汽轮机追踪方式是在锅炉追踪的基础上，使用汽轮机来针对锅炉自身进行追踪的方式，其调节的精度较好，而且相对于锅炉追踪方式来说，该种方式可以有效地控制其燃烧过程中蒸汽数值的波动，能够在机组协调控制中起到较好的测量效果。

3.4前馈控制

    在超（超）临界火电机组协调控制应用的特点阐述中，能够得知，火电机组自身的应用属于大滞后以及大惯性的机组类型，这种机组在运行过程中会受到较大的干扰，导致其自身的协调控制应用出现问题，因此需要针对其自身的情况进行调节，在前馈控制方面发挥作用。机组运行中主要依靠发出的指令来完成动作，因此在前馈控制中，需要针对前馈系统中的指令情况进行有效设定与控制，进而保障机组能够及时地响应前馈控制，合理地变化自身的数值。同时，需要前馈控制中心能够将指令及时地下发给相对应的子系统，前馈控制主要控制的因素就是锅炉燃烧中各项子系统参数变化，以维持火电机组在运行过程中的稳定性。在过程中，可以加强前馈系统自身对于给水、燃料等数值变化的控制力度，在此基础上，可以使用前馈技术实现水煤比数值控制[3]。在燃烧开始之后，其产生的蒸汽压力以及温度变化也属于子系统中的一部分。在前馈数值控制过程中需要基于燃料以及给水情况的基础上进行蒸汽温度以及压力的前馈控制，可以针对锅炉燃烧中给水与燃料自身在燃烧过程中的响应程度进行关系曲线绘制，之后依据此来得出最终的温度压力前馈数值平衡，稳定锅炉运行状态，进而保证超（超）临界火电机组协调控制应用的稳定性，达到火电机组协调控制应用的需求。

结论：超（超）临界火电机组协调控制应用是现今新型的发电机组运行方式，其可以为我国的电力发展与生产提供良好的保障。在过程中需要精准操作控制机组运行数值，采用前馈反应的情况对燃料、给水量、温度以及压力进行调节。基于机组燃烧生产的情况，使用汽轮机进行追踪，合理地调节控制锅炉参数，以保证机组稳定性与平衡性。

参考文献：

[1]李海军,杨峰,张大鹏. 灵活性调峰下的超临界火电机组协调控制[J]. 中国科技信息,2021,(05):61-62.

[2]季俊伟,刘名声,付宇,张连旭,张词赟. 超(超)临界火电机组协调控制应用研究[J]. 东北电力技术,2019,40(10):40-42.

[3]庄义飞,张剑,陈涛,曲晓荷. 超临界火电机组协调控制现状分析及优化[J]. 电站系统工程,2019,35(03):57-60.