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300MW机组W型锅炉自动调节技术

发布时间：2011/4/12 阅读次数：1911 字体大小: 【小】【中】【大】

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300MW机组W型锅炉自动调节技术

单位：株洲电厂

摘要分析株洲电厂双进双出钢球磨煤机、"W"型火焰锅炉的主要自动调节系统的功能、特点，以及与四角切圆燃烧锅炉自动调节的区别。

关键词 "W"型锅炉；双进双出钢球磨煤机；自动调节；调节品质

1 前言

株洲电厂二期技改工程2× 300MW机组(3，4号机组)的锅炉采用东方锅炉(集团)股份有限公司制造的DGl025/18．2-Ⅱ14型亚临界压力、一次中间再热、自然循环、"W"型火焰锅炉；制粉系统为正压直吹式，磨煤机(4台)为BBD3854型双进双出钢球磨；给水系统采用3台50％容量的电动给水泵。机组的自动调节系统由MCS系统实现，采用XDPS一400分散控制系统，锅炉的主要自动调节系统包括协调控制、燃料控制(磨煤机容量风挡板调节)、磨煤机料位调节(给煤机转速调节)、磨煤机总风量调节(旁路风挡板调节)、磨煤机出口风温

节(磨煤机冷热风门调节)、磨煤机密封风差压调节、带氧量校正的送风调节、炉膛负压调节、一次风压调节、二次风挡板调节、一级过热蒸汽温度(A，B)调节、二级过热蒸汽温度(A，B)调节、再热蒸汽温度烟气挡板调节、再热蒸汽温度事故喷水调节、汽包水位调节等。

2 主要调节系统的功能、特点

2．1 协调控制

协调控制的原则是将汽机、锅炉作为整体考虑。在能量平衡控制策略基础上，通过前馈/反馈、连续/断续、非线性、方向控制等控制机理的有机结合，来协调控制机组功率与机前压力，协调处理负荷要求与实际能力的平衡。在保证机组具备快速负荷响应能力的同时，维持机组主要运行参数的稳定。

株洲电厂3，4号机组协调控制系统有5种控制方式：基本控制方式(手动)，锅炉跟随控制方式(BF)，汽机跟随控制方式(TF)、以炉跟机为基础的协调控制方式(BFCCS)、以机跟炉为基础的协调控制方式(TFCCS)。

2．L1 机组指令处理回路

作为机组控制的前置部分，它接受AGC指令、一次调频指令和机组运行人员设定的负荷指令。根据机组运行状态和调节任务，对负荷指令进行处理使之与运行状态和负荷能力相适应。

2．1．2 锅炉主控

锅炉主控分2种工况：a．炉跟机(BF)--此时主调输入：DEB信号作为指令(设定值SP)；热量信号作为反馈(过程值PV)；前馈信号：机组负荷指令(ULD)。副调输入：主调输出作为燃料指令；燃料量(因为双进双出磨，无法直接测量进入炉膛的煤粉量，取容量风指令平均值)作为反馈，经PID运算后去控制各台磨煤机容量风挡板的开度。

见图

b．机跟炉(TF)一此时主调输入：机组实际负荷指令；实发功率作为反馈。副调输入：主凋输出作为燃料指令；燃料量作为反馈，经PID运算后去控制各台磨煤机容量风挡板的开度。

（1） DEB信号

(公式）

采用与汽机调阀开度成正比的信号(P1/PT)PS作为锅炉负荷指令，式中微分项在动态过程中加强燃烧指令，以补偿机、炉之间对负荷要求响应速度的差异。由于要求补偿的能量不仅与负荷变化量成正比，而且还与负荷水平成比例，所以微分项要乘以(P1/PT)PS。

(2)减小磨煤机启停对负荷的影响

众所周知，直吹式制粉系统磨煤机启停对负荷影响大，对采用燃料平衡的系统来说，有以下因素：a．停磨煤机必然使其它处于自动工况的磨煤机增负荷，而磨煤机内的余粉通过一次风送进炉膛，引起停磨增加负荷。b.启动磨煤机使其它处于自动工况的磨煤机减负荷，引起启磨减负荷。

对不采用燃料平衡的系统来说，启/停给煤机对燃料的内扰须等汽包压力变化时才能进行调节，显然对负荷影响也大。

综合上述因素，应对燃料反馈信号进行动态补偿，以避开余粉影响。

(3)提高负荷响应速率

直吹式制粉系统的锅炉燃烧系统是大迟延环节，过分利用锅炉蓄热将加大机、炉间能量供需不平衡，负荷响应速度不能持久。因此在适当利用蓄热的同时，采用下列措施：a．增加煤量的前馈；b．增加一次风量的前馈。

(4)风/煤交叉

风/煤交叉采用锅炉指令与该指令经惯性环节输出相比较，取大值控制风量，取小值控制燃料量，可以避免实际信号波动对控制带来负面影响，方便地实现了加负荷时先加风、后加煤；减负荷时先减煤、后减风的"富氧"策略。

(5)滑压定值

滑压定值是负荷函数，在BF方式取机组指令代表负荷，在TF方式取实发功率MW作为负荷指令。这样做能够消除可能出现的正反馈，有利于系统稳定。增加滑压偏置，既能满足运行使用的灵活性，又能解决滑压、定压的无扰切换。

(6)高加解列、单/多阀切换对锅炉主控的影响

高加解列、单阀/多阀切换调节级P1变化大(即DEB指令突变)，对锅炉主控影响大。采用DEB指令保持30s，以抑制其不利影响。

2.1.3 汽机主控

在TF方式时，用汽机凋门来控制机前压力。特点是压力控制响应快，主汽压力很容易稳定在给定值上，但在煤种变化大时负荷波动较大。在BFCCS方式下汽机主控控制功率，根据机组功率偏差控制汽机调门开度，同时当机前压力偏差超出一定范围(±0.4 MPa)，进行压力拉回。

2.2 磨煤机控制

直吹式双进双出钢球磨煤机的出力完全由通过磨煤机的容量风决定，因而对负荷能迅速响应。磨煤机的简体又具有一定的储粉能力，因此，该系统兼有直吹式和中储式制粉系统的优点。

2.2.1 磨煤机负荷控制(容量风挡板控制)

煤粉由容量风带出磨煤机，在磨煤机内粉位一定的情况下(即风/粉比一定)，控制容量风的流量，就可以控制磨煤机的出力。燃料主控的指令直接作用于容量风挡板控制磨煤机负荷，自动时运行人员可以加一定量的偏置以调整每台磨煤机的出力。

2.2.2 磨煤机总风量控制(旁路风挡板控制)

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