330MW循環(huán)流化床鍋爐直接空冷機(jī)組AGC控制功能優(yōu)化

張軍峰

【摘要】由于330MW循環(huán)流化床鍋爐燃燒慣性大、耦合強(qiáng)，直接空冷系統(tǒng)機(jī)組真空受環(huán)境影響很大，在AGC控制方式下的機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)品質(zhì)常常難以滿足電網(wǎng)的控制要求。通過(guò)采用鍋爐主控前饋分段主動(dòng)調(diào)節(jié)、一次風(fēng)量錯(cuò)時(shí)超前調(diào)節(jié)、機(jī)爐動(dòng)態(tài)解耦等優(yōu)化措施，有效提高了寧夏國(guó)華寧東發(fā)電有限公司#1、#2機(jī)組AGC協(xié)調(diào)控制能力，使機(jī)組負(fù)荷控制指標(biāo)完全滿足西北電網(wǎng)并網(wǎng)機(jī)組AGC性能要求。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)流化床；協(xié)調(diào)控制；AGC；超前控制；直接空冷

引言

CFB鍋爐（Circulating Fludized Bed Boiler，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CFB鍋爐）作為一種煤的清潔、高效燃燒技術(shù)自八十年代初進(jìn)入燃煤鍋爐的商業(yè)市場(chǎng)以來(lái)，在中小型鍋爐中已占有了相當(dāng)?shù)姆蓊~。并在技術(shù)日趨成熟的同時(shí)逐漸向更大容量發(fā)展。它具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石爐內(nèi)脫硫、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大等突出優(yōu)點(diǎn)。CFB低成本實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格的污染排放指標(biāo)，同時(shí)燃用劣質(zhì)燃料，在負(fù)荷適應(yīng)性和灰渣綜合利用等方面具有綜合優(yōu)勢(shì)，為煤粉爐的節(jié)能環(huán)保改造提供了一條有效的途徑，并得到大量應(yīng)用。

寧夏國(guó)華寧東發(fā)電有限公司#1、#2機(jī)組采用東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)DG-1177/17.5-II3型亞臨界循環(huán)流化床鍋爐，該爐型采用內(nèi)置床、大寬深比的單體爐膛、單側(cè)不對(duì)稱(chēng)布置三個(gè)分離器設(shè)計(jì)。配套上海電氣集團(tuán)上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的NZK330-16.67/538/538型雙排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。循環(huán)流化床鍋爐由于燃料熱值低、顆粒大、低溫燃燒、受床料影響熱容量大等特點(diǎn)，燃燒過(guò)程復(fù)雜，燃燒系統(tǒng)慣性大、耦合性強(qiáng)、非線性強(qiáng)，控制系統(tǒng)除考慮控制燃料、風(fēng)量、水位、汽溫等煤粉爐被控對(duì)象，另外還須控制鍋爐床溫、床壓等被控對(duì)象，控制目標(biāo)更加復(fù)雜多樣；加之汽輪機(jī)側(cè)直接空系統(tǒng)冷帶來(lái)的諸多影響因素，因此實(shí)現(xiàn)大型流化床鍋爐直接空冷機(jī)組AGC控制是控制領(lǐng)域公認(rèn)的疑難問(wèn)題。

本文通過(guò)對(duì)330MW循環(huán)流化床鍋爐動(dòng)態(tài)特性的分析，利用鍋爐主控的動(dòng)態(tài)加速前饋、一次風(fēng)超前調(diào)節(jié)以克服流化床鍋爐的燃燒慣性，保證變負(fù)荷初期滑壓段主汽壓力快速跟隨和機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)速度，通過(guò)給煤量與一次風(fēng)量的錯(cuò)時(shí)調(diào)節(jié)，保證合理的一、二次風(fēng)量比，維持流化床鍋爐床溫長(zhǎng)期穩(wěn)定，確保了330MW流化床機(jī)組AGC控制下機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)品質(zhì)和機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。

1、330MW循環(huán)流化床鍋爐控制對(duì)象的響應(yīng)特性

1.1 風(fēng)量對(duì)循環(huán)流化床鍋爐響應(yīng)特性。循環(huán)流化床機(jī)組風(fēng)量控制，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，燃燒調(diào)整起著重要作用，一次風(fēng)主要調(diào)整爐膛床溫床壓，并對(duì)主汽溫度調(diào)整影響較大；二次風(fēng)主要調(diào)整鍋爐充分燃燒，然而爐膛左右側(cè)二次風(fēng)量大小對(duì)鍋爐床溫、壁溫及主汽壓力，影響較大。所以研究循環(huán)流化床鍋爐AGC控制，必須對(duì)風(fēng)量控制進(jìn)行深入研究。

寧東電廠330MW循環(huán)流化床機(jī)組AGC控制系統(tǒng)調(diào)試中，對(duì)一次風(fēng)、二次風(fēng)擾動(dòng)對(duì)主汽壓力和床溫的特性試驗(yàn)，具體試驗(yàn)情況如下：

1.1.1 一次風(fēng)對(duì)床溫和主汽壓力的特性曲線

1.1.2 二次風(fēng)對(duì)主汽壓力、床溫的響應(yīng)特性

從試驗(yàn)曲線中基本可以看出，一次風(fēng)變化對(duì)床溫和主汽壓力的影響均比較大，二次風(fēng)對(duì)床溫的影響不大，但對(duì)主汽壓力的影響較大，并與二次風(fēng)的變化高度一致。根據(jù)這個(gè)結(jié)論，系統(tǒng)調(diào)試中，為提高機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)的響應(yīng)性，對(duì)二次風(fēng)控制系統(tǒng)的投運(yùn)比較重視。

1.2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒特性

1.2.1 由于流化床鍋爐的燃料是通過(guò)給煤系統(tǒng)送入流化床上，需要經(jīng)過(guò)加熱、干燥、顆粒膨脹、熱解和揮發(fā)分燃燒，只有將床溫控制在適宜的范圍，才能實(shí)現(xiàn)上述一系列燃料熱解過(guò)程。床溫過(guò)低，燃料無(wú)法熱解，床溫過(guò)高，燃料可能先行燃燒。而流化床的面積較大，床溫測(cè)點(diǎn)一般為20-30個(gè)，分布在爐膛的不同部位，床溫是一個(gè)時(shí)變的分布參數(shù)，因此保證控制效果的均勻性是流化床床溫控制的難題。

1.2.2 流化床鍋爐的主要特征在于顆粒在離開(kāi)爐膛出口后經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器和返料裝置不斷送回爐膛燃燒，煤粒完全燃盡需要約8-10min，比普通煤粉爐的煤粉燃燒過(guò)程長(zhǎng)很多，造成鍋爐燃燒過(guò)程滯后時(shí)間非常長(zhǎng)，再加上燃燒室內(nèi)的床料具有非常大的熱慣性和蓄熱能力，造成了給煤量變化后，床溫、主汽壓力需要很長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間。圖1為煤量擾動(dòng)下主汽壓力、床溫響應(yīng)曲線。從圖上可以看出：當(dāng)給煤量階躍增加時(shí)，主汽壓力需要經(jīng)過(guò)8分鐘左右純延時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間至少30分鐘，而床溫剛開(kāi)始稍微下降，后來(lái)逐漸上升，但穩(wěn)定時(shí)間也至少需要20分鐘。給煤量擾動(dòng)下的主汽壓力、床溫響應(yīng)曲線圖。

1.2.3 流化床鍋爐是一個(gè)多變量緊密耦合的被控對(duì)象，其主要輸入-輸出變量之間的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系如表1所示，其中燃料量、一次風(fēng)量對(duì)主汽壓力、床溫間存在較強(qiáng)的耦合現(xiàn)象，但兩個(gè)耦合通道的動(dòng)態(tài)特性差異很大，且一次風(fēng)量對(duì)主汽壓力的影響有助于提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，這種耦合對(duì)改善燃燒控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)是有利的。在床溫和主汽壓力的耦合問(wèn)題中，床溫是直觀反映整個(gè)燃燒供求關(guān)系的關(guān)鍵變量，而維持主汽壓力穩(wěn)定是鍋爐燃燒的主要目標(biāo)，這些必須在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的解耦設(shè)計(jì)中應(yīng)充分予以考慮，這將在下一節(jié)中具體介紹。

2、協(xié)調(diào)控制策略的優(yōu)化

2.1 風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)優(yōu)化

2.1.1 一次風(fēng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化。一次風(fēng)量控制主要用于鍋爐爐膛內(nèi)物料的流化，通過(guò)一次風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)擋板控制一次風(fēng)量，使?fàn)t膛床側(cè)壓力運(yùn)行在正常范圍，同時(shí)控制床層溫度，使床溫不超限。

循環(huán)流化床機(jī)組一次風(fēng)風(fēng)量設(shè)定值為機(jī)組實(shí)際負(fù)荷對(duì)應(yīng)的函數(shù)作為一次風(fēng)量指令，一次風(fēng)壓作為一次風(fēng)量控制前饋，給煤量、石灰石量及床層溫度對(duì)應(yīng)函數(shù)快速修正一次風(fēng)量指令。同時(shí)，一次風(fēng)量控制設(shè)定最小風(fēng)量限制，實(shí)際一次風(fēng)風(fēng)量設(shè)定值由兩者的高者產(chǎn)生，保證了機(jī)組低負(fù)荷時(shí)最低風(fēng)量及機(jī)組運(yùn)行安全。循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)量控制優(yōu)化后SAMA圖見(jiàn)圖1：

原控制系統(tǒng)中，床溫修正采用閉環(huán)系統(tǒng)修正流化風(fēng)量，從以上一次風(fēng)擾動(dòng)對(duì)床溫的特性可以看出，當(dāng)一次風(fēng)增加時(shí)，由于短時(shí)間內(nèi)增強(qiáng)了床料的燃燒，所以床溫在一次風(fēng)增加時(shí)床溫升高，穩(wěn)定后床溫才隨著一次風(fēng)的增加而降低，因此床溫的變化與一次風(fēng)的變化不是單調(diào)的關(guān)系，如果用床溫的閉環(huán)來(lái)修正一次風(fēng)的，控制系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。因此本次調(diào)試將一次風(fēng)控制按一二次風(fēng)配比穩(wěn)定床溫，并由手動(dòng)修正一次風(fēng)適當(dāng)調(diào)節(jié)床溫，負(fù)荷指令變化作為一次風(fēng)量指令動(dòng)態(tài)前饋，起到超前調(diào)節(jié)作用。優(yōu)化后，一次風(fēng)量調(diào)整穩(wěn)定性增強(qiáng)，減少了循環(huán)流化床機(jī)組翻床現(xiàn)象，同時(shí)，通過(guò)手動(dòng)調(diào)整風(fēng)量，使床溫變化穩(wěn)定。

為了克服循環(huán)流化床鍋爐的燃燒慣性，加快機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)速度，在一次風(fēng)量指令回路中增加了鍋爐主控對(duì)一次風(fēng)量的動(dòng)態(tài)前饋，例如當(dāng)機(jī)組負(fù)荷指令增加時(shí)，一次風(fēng)量超前變化，原來(lái)位于床層中被灰包圍的碳顆粒被一次風(fēng)吹出，這些碳顆粒在過(guò)渡區(qū)和稀相區(qū)迅速燃燒釋放出熱量，傳熱系數(shù)迅速增加，尾部煙道對(duì)流受熱面吸熱量增加，再加上一次風(fēng)的增加使得密相區(qū)內(nèi)的氧氣濃度瞬間升高，燃燒速率快速增加，這些都會(huì)使鍋爐蓄熱快速釋放，避免升負(fù)荷初期的主汽壓力下降過(guò)多。在變負(fù)荷中后期隨著進(jìn)入爐內(nèi)燃料量能量的釋放，維持著機(jī)爐間最終的能量平衡，確保了整個(gè)變負(fù)荷過(guò)程中主汽壓力和機(jī)組負(fù)荷的跟隨品質(zhì)。

2.1.2 二次風(fēng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化。二次風(fēng)主要用于保證足夠的空氣進(jìn)入爐膛參與燃燒，通過(guò)控

制二次風(fēng)機(jī)入口擋板來(lái)控制二次風(fēng)流量，保證鍋爐過(guò)?？諝庀禂?shù)。

二次風(fēng)風(fēng)量設(shè)定值為機(jī)組實(shí)際負(fù)荷對(duì)應(yīng)的函數(shù)作為二次風(fēng)量指令，二次風(fēng)壓作為二次風(fēng)量控制前饋，一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、高壓流化風(fēng)量及播煤風(fēng)量對(duì)應(yīng)函數(shù)快速修正二次風(fēng)量指令，同時(shí)，二次風(fēng)量也設(shè)定最小風(fēng)量限制。實(shí)際二次風(fēng)風(fēng)量設(shè)定值由兩者的高者產(chǎn)生。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了最小風(fēng)量限制回路，保證了機(jī)組低負(fù)荷時(shí)最小二次風(fēng)量，同時(shí)，保證了鍋爐燃燒總風(fēng)量。循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)量控制SAMA圖見(jiàn)圖2：

在原控制系統(tǒng)中，送風(fēng)機(jī)控制進(jìn)入爐膛的總風(fēng)量，其中包括一次風(fēng)量和播煤風(fēng)量。這樣的控制系統(tǒng)當(dāng)一次風(fēng)變化時(shí)二次風(fēng)就要調(diào)節(jié)，增加了一二次風(fēng)之間的耦合關(guān)系，同時(shí)，二次風(fēng)壓作為二次風(fēng)量動(dòng)態(tài)前饋使二次風(fēng)量頻繁調(diào)節(jié)，造成二次風(fēng)量控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。在調(diào)試中將送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)修改為僅控制二次風(fēng)量，減少一次風(fēng)對(duì)二次風(fēng)控制干擾；機(jī)組負(fù)荷指令變化作為二次風(fēng)量控制動(dòng)態(tài)前饋，起到超前調(diào)節(jié)作用；二次風(fēng)量最低風(fēng)量限制，保證爐膛總風(fēng)量。通過(guò)對(duì)二次風(fēng)量控制優(yōu)化，使?fàn)t膛能充分燃燒，并且使二次風(fēng)量調(diào)節(jié)更加穩(wěn)定。

綜上所述，一二次風(fēng)量控制構(gòu)成示意圖見(jiàn)圖3：

圖3為一次風(fēng)量、二次風(fēng)量指令的結(jié)構(gòu)示意圖，鍋爐主控指令或總?cè)剂狭糠謩e通過(guò)煤量-總風(fēng)量函數(shù)1、函數(shù)2后形成各自的總風(fēng)量指令，與30%最小風(fēng)量三者取大形成最終的總風(fēng)量指令，函數(shù)3、函數(shù)4決定了一、二次風(fēng)量配比關(guān)系。由于一次風(fēng)量比燃煤量對(duì)床溫的影響要快，增加三階慣性動(dòng)態(tài)校正環(huán)節(jié)作用是使時(shí)序上實(shí)現(xiàn)煤量與一次風(fēng)量的合理調(diào)度，確保風(fēng)煤動(dòng)態(tài)匹配，有利于鍋爐床溫的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

2.2 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化

2.2.1 機(jī)組指令對(duì)燃料動(dòng)態(tài)前饋優(yōu)化。循環(huán)流化床鍋爐是一個(gè)很慢的燃燒對(duì)象，對(duì)這類(lèi)被控對(duì)象，在整定好系統(tǒng)的穩(wěn)定參數(shù)后，重要的是考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)前饋控制。

在原系統(tǒng)中機(jī)組指令對(duì)燃料的動(dòng)態(tài)前饋信號(hào)取自于經(jīng)過(guò)機(jī)組指令速率變化率后的信號(hào)，這樣的控制方式在機(jī)組指令前饋動(dòng)態(tài)的前饋增益一定的情況下，運(yùn)行人員設(shè)定的變化率越慢，動(dòng)態(tài)所增燃料的時(shí)間就越長(zhǎng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性于機(jī)組指令變化率有關(guān)，往往造成動(dòng)態(tài)過(guò)程中燃料變化太多，使得動(dòng)態(tài)過(guò)程中不能滿足汽機(jī)對(duì)鍋爐燃燒的需求，造成壓力偏差過(guò)大，變負(fù)荷后由于動(dòng)態(tài)所變?nèi)剂线^(guò)多造成穩(wěn)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

系統(tǒng)調(diào)試中將機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際機(jī)組負(fù)荷的功差信號(hào)、機(jī)組負(fù)荷變化動(dòng)態(tài)信號(hào)、機(jī)組主汽壓力變化動(dòng)態(tài)信號(hào)及DEB微分動(dòng)態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成燃料信號(hào)作為協(xié)調(diào)系統(tǒng)鍋爐主控的動(dòng)態(tài)前饋，將機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令轉(zhuǎn)換為燃料指令作為鍋爐主控的靜態(tài)前饋。實(shí)現(xiàn)了機(jī)組變負(fù)荷過(guò)程中燃料的快速響應(yīng)，提高了機(jī)組變負(fù)荷率。修改后SAMA圖如圖4。

通過(guò)這樣的修改，完全掌控了變負(fù)荷時(shí)動(dòng)態(tài)燃料的變化，大大提高了動(dòng)態(tài)的響應(yīng)性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2.2 鍋爐主控指令的構(gòu)成。為了克服循環(huán)流化床鍋爐固有燃燒慣性，設(shè)計(jì)了基于間接能量平衡方式的協(xié)調(diào)控制策略，其基本控制原則是以負(fù)荷對(duì)應(yīng)煤量，輔以主汽壓力修正。靜態(tài)過(guò)程中，主汽壓力偏差靠PID調(diào)節(jié)器；動(dòng)態(tài)過(guò)程中控制品質(zhì)主要依靠各種前饋控制。

（1）機(jī)組負(fù)荷指令對(duì)鍋爐燃料的靜態(tài)前饋。當(dāng)機(jī)組變負(fù)荷時(shí)，首先通過(guò)靜態(tài)前饋是實(shí)現(xiàn)燃料的粗調(diào)，函數(shù)發(fā)生器1是對(duì)應(yīng)于機(jī)組負(fù)荷指令的燃料指令分段線性函數(shù)，這是維持機(jī)爐能量平衡的基準(zhǔn)燃料，并由熱值校正回路增加其準(zhǔn)確性。修正系數(shù)K一般設(shè)置在1.5-3之間，實(shí)現(xiàn)了變負(fù)荷初期、中期燃料調(diào)節(jié)的“加速”，以及變負(fù)荷結(jié)束前的及時(shí)“剎車(chē)”。

（2）機(jī)組負(fù)荷指令對(duì)鍋爐燃料的動(dòng)態(tài)前饋。這一部分是為了補(bǔ)償鍋爐給煤遲延和燃燒慣性的動(dòng)態(tài)預(yù)給煤分量，它主要靠超前環(huán)節(jié)1來(lái)實(shí)現(xiàn)。在變負(fù)荷初期及過(guò)程中，由機(jī)組指令動(dòng)態(tài)前饋實(shí)現(xiàn)鍋爐燃料量的超前調(diào)節(jié)，使鍋爐燃燒快速響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷需求，在變負(fù)荷結(jié)束后，使鍋爐燃料量略有回頭，避免了機(jī)組主汽壓力超調(diào)，使鍋爐燃燒快速地穩(wěn)定下來(lái)。

（3）壓力設(shè)定值對(duì)鍋爐燃料的動(dòng)態(tài)前饋。目前國(guó)內(nèi)330循環(huán)流化床機(jī)組采用滑壓運(yùn)行方式，機(jī)組主汽壓力根據(jù)負(fù)荷按照預(yù)定的滑壓曲線控制，為了進(jìn)一步提高主汽壓調(diào)節(jié)品質(zhì)，設(shè)置了機(jī)前壓力設(shè)定值對(duì)鍋爐燃料的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償信號(hào)，通過(guò)超前環(huán)節(jié)2來(lái)實(shí)現(xiàn)，以保證機(jī)組在滑壓段能有更好的主汽壓力跟隨品質(zhì)。

（4）負(fù)荷偏差的“加速”回路。由負(fù)荷指令設(shè)定值與實(shí)際負(fù)荷的差值信號(hào)經(jīng)函數(shù)發(fā)生器5而形成，這是一非線性比例調(diào)節(jié)器，在負(fù)荷指令設(shè)定值與實(shí)際負(fù)荷的差值信號(hào)較大時(shí)，說(shuō)明鍋爐跟不上汽機(jī)的變化，因此輸出一指令信號(hào)給鍋爐主控器，令其再額外地增加或減少一部分煤量，起“加速器”的作用。

（5）變參數(shù)控制技術(shù)。330MW循環(huán)流化床機(jī)組是一種特性復(fù)雜多變的被控對(duì)象，隨著機(jī)組負(fù)荷的變化，機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)亦隨之大幅度變化，具有很強(qiáng)的非線性，因此鍋爐主控采用變參數(shù)PID控制策略，以保證在各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)上控制系統(tǒng)具有良好的效果。

2.2.3 機(jī)爐間動(dòng)態(tài)解耦環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。330MW循環(huán)流化床機(jī)組的負(fù)荷和壓力響應(yīng)之間存在緊密的耦合性，燃料量的變化對(duì)壓力和負(fù)荷的作用是一個(gè)多階慣性環(huán)節(jié)，調(diào)門(mén)變化對(duì)負(fù)荷的特性是一個(gè)暫態(tài)過(guò)程，對(duì)壓力的特性是一個(gè)慣性過(guò)程，而負(fù)荷和壓力的變化是燃料量和調(diào)門(mén)共同作用的結(jié)果，以上的機(jī)爐特性表現(xiàn)為機(jī)組變負(fù)荷初期，通過(guò)汽機(jī)調(diào)門(mén)的快速動(dòng)作能夠暫態(tài)響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷，但由于給煤系統(tǒng)的純延時(shí)和鍋爐燃燒慣性，主汽壓力快速反向變化，形成較大的壓力偏差，增加系統(tǒng)擾動(dòng)甚至引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)振蕩。

為了適應(yīng)循環(huán)流化床機(jī)組爐慢機(jī)快的工作特性，實(shí)現(xiàn)機(jī)爐間的主汽壓力與機(jī)組負(fù)荷的動(dòng)態(tài)解耦，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)做如下兩方面處理：一是機(jī)組負(fù)荷指令經(jīng)過(guò)三個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)后才進(jìn)入汽機(jī)主控調(diào)節(jié)器，等進(jìn)入爐內(nèi)的燃料開(kāi)始反應(yīng)汽機(jī)調(diào)門(mén)才開(kāi)始動(dòng)作，避免變負(fù)荷初始階段，汽機(jī)調(diào)門(mén)的快速響應(yīng)造成的壓力偏差。二是當(dāng)機(jī)組投入滑壓運(yùn)行方式時(shí)，滑壓控制段則根據(jù)三階慣性環(huán)節(jié)的主汽壓力響應(yīng)特性和不同工況預(yù)設(shè)的變壓過(guò)程時(shí)間，擬合壓力設(shè)定值的滑升曲線，同時(shí)將壓力提升的動(dòng)態(tài)熱量需求疊加在鍋爐前饋指令上，實(shí)現(xiàn)壓力提升動(dòng)態(tài)分量和過(guò)程偏差消除回路的解耦控制，并在時(shí)序上實(shí)現(xiàn)負(fù)荷與汽壓響應(yīng)的合理調(diào)度，通過(guò)將機(jī)、爐主控的偏差調(diào)節(jié)從動(dòng)態(tài)響應(yīng)中解耦出來(lái)，可保持PID調(diào)節(jié)特性在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)工況下的恒定。汽機(jī)主控控制 SAMA圖如圖5。

3、參數(shù)優(yōu)化后的試驗(yàn)情況

將以上控制策略應(yīng)用于寧夏國(guó)華寧東發(fā)電有限公司#1、#2機(jī)組，在經(jīng)過(guò)調(diào)試和參數(shù)優(yōu)化在2013年10月19日至10月23日AGC試驗(yàn)中取得了良好的控制效果。圖7、圖8、圖9、圖10分別是變負(fù)荷過(guò)程中機(jī)組主要參數(shù)變化曲線，設(shè)定變負(fù)荷速率為6MW/MIN，機(jī)組負(fù)荷實(shí)際變化速率達(dá)到5.54MW/MIN，負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間小于30S，負(fù)荷動(dòng)態(tài)偏差控制在3MW以?xún)?nèi)，主汽壓力動(dòng)態(tài)偏差控制在0.6MPa以?xún)?nèi)，穩(wěn)態(tài)負(fù)荷偏差控制在1.5MW以?xún)?nèi)，穩(wěn)態(tài)壓力偏差控制在0.3MPa以?xún)?nèi)。

4、結(jié)語(yǔ)

基于直接能量平衡和一次風(fēng)量超前調(diào)節(jié)的協(xié)調(diào)控制策略是一種主動(dòng)調(diào)節(jié)方式，為汽輪機(jī)提供超前的熱量支持，再加上機(jī)爐間動(dòng)態(tài)解耦技術(shù)進(jìn)一步確保了機(jī)爐協(xié)調(diào)動(dòng)作，將該協(xié)調(diào)控制策略在寧夏國(guó)華寧東發(fā)電有限公司兩臺(tái)330MW循環(huán)流化床鍋爐空冷機(jī)組上成功應(yīng)用，目前機(jī)組正常投入AGC運(yùn)行方式，機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)速率、響應(yīng)時(shí)間和精度均滿足西北電網(wǎng)并網(wǎng)機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制考核及并網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻考核兩個(gè)細(xì)則指標(biāo)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝勇生，沈?yàn)?，侯子良?300MW循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷、床溫和床壓的動(dòng)態(tài)特性分析[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào)，2009，38（7）：83-97.

[2]趙偉杰，王勤輝，張文震等.循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.