汽包水位PID变参数在低负荷段的应用

汽包水位PID变参数在低负荷段的应用

王威栋 常立荷

身份证号码：622301199309100036身份证号码：622426199602016725

摘 要：汽包水位PID变参数调节主要是通过改变机组在不同负荷工况汽包水位调节的速率，从而适应各阶段调节特性，实现机组汽包水位的快速响应和调节。通过对华能铜川照金煤电有限公司一期#2机组进行汽包水位PID变参数调节改造，实现不同负荷段汽包水位调节需求，有效提高机组汽包水位调节的稳定性，并进一步优化不同负荷对应比例和积分参数，提高机组的综合经济效益。

运行结果表明：#2机组汽包水位PID变参数调节系统投运正常，机组在不同负荷可以满足汽包水位调节需求，汽包水位自动调节状态在[100m -100mm]之间波动，满足机组的安全稳定运行需求，系统投入率达到50%以上。

关键词：汽包水位 PID变参数 机组变负荷

一、火电机组汽包水位调节存在的问题

我公司一期1#机组为600MW亚临界汽包炉燃煤发电机组，DCS控制系统采用了美国西屋公司的OVATION分散控制系统。机组正常运行中，锅炉汽包水位投入自动调节，采用主汽流量、给水流量、汽包水位三冲量自动调节汽包水位在正常范围，其中汽包水位为主信号，主汽流量作为前馈信号，使给水流量能及时跟踪主汽流量，满足汽包水位自动调节要求。600MW压临界锅炉汽包水位调节配置两台小汽轮机拖动的给水泵（以下简称汽泵）及一台电动给水泵。汽泵的流量随小汽轮机转速的变化而变化，当汽包水位变化时，控制系统采取改变小汽轮机调门的开度，使小汽轮机转速的变化，以满足给水流量适应汽包水位的变化。正常运行中两台汽泵均投入自动，电动给水泵投入备用。两台小汽轮机的工作汽源为四段抽汽，排汽排至凝汽器。当前形势下，火电机组为了适应新能源发展，长期处于深度调峰状态，汽包水位调节也需要适应低负荷情况下的调节优化稳定。

二、汽包水位调节变参数功能简述

汽包水位调节变参数原理如下：汽包水位P与汽包水位设定值S计算得出汽包水位给水流量设定值，给水流量当前值与设定值算出当前两台汽动给水泵的指令。主调节PID的比例P和积分I为变量法FX1和FX2,副调节PID的比例P和积分I为变量法FX3和FX4,根据不同的工况确定不同的PID参数，达到调节汽包水位的目的。

三、汽包水位调节变参数控制策略

1、汽包水位PID变参数控制逻辑

图1（汽包水位PID变参数控制逻辑）

2、汽包水位调节变参数不同影响工况

（一）主调节PID比例FX1影响因素:

1、实际负荷(SELGENMW)低于180MW时不同负荷对应不同系数；

（二）主调节PID积分时间FX2影响因素：

1、实际负荷(SELGENMW)低于180MW时不同负荷对应不同系数；

（三）副调节PID比例FX3影响因素:

1、实际负荷(SELGENMW)低于180MW时不同负荷对应不同系数;

2、两台汽动给水泵再循环阀门开度大于10%，不同的再循环阀门开度对应不同的系数；

3、低负荷运行时单汽动给水泵运行时与双汽动给水泵运行时对应不同的系数；

（四）副调节PID比例FX4影响因素:

1、实际负荷(SELGENMW)低于180MW时不同负荷对应不同系数;

2、当汽包水位与设定值偏差不同时，对应不同的系数。

四、汽包水位调节变参数控制运行效果

当汽包水位调节变参数控制逻辑开始作用时，给水流量跟随给水流量设定值稳定快速，汽包水位在正负80mm范围内波动。

五、结论

通过对我公司一期#2机组低负荷汽包水位控制逻辑改造后，系统投运稳定，通过对汽包水位调节效果的跟踪，机组给水流量跟随给水流量设定值稳定快速，汽包水位在正负80mm范围内波动，满足了机组安全稳定的需求。

参考文献：

[1] 刘吉臻．协调控制与给水全程控制[M]．北京：中国电力出版社，1998．

作者简历:

1王威栋：男，汉族，30岁，本科，助理工程师。