600MW發(fā)電機(jī)組RB控制優(yōu)化及應(yīng)用.doc

分類號:學(xué)校代碼: 10128udc:學(xué) 號:20032054 工程碩士專業(yè)學(xué)位論文（題 目: 600mw發(fā)電機(jī)組rb控制優(yōu)化及應(yīng)用英文題目：rb control optimization and application of 600mw power plant 研究生：趙志剛領(lǐng)域名稱：動(dòng)力工程指導(dǎo)教師：席明智 副教授 張勝利 高級工程師二六年十二月內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文摘 要針對我國目前最大的火力發(fā)電廠內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司（8600mw）協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)rb功能進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)改造，并應(yīng)用于機(jī)組實(shí)際運(yùn)行，取得良好效果，對國內(nèi)同類電廠改善運(yùn)行、保證安全、提高效益也具有重要指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。大唐托電的自動(dòng)化程度較高，runback的控制功能已經(jīng)投入，但是由于種種設(shè)備和技術(shù)方面的原因，該項(xiàng)功能還不是非常完善，只能完成快速的降負(fù)荷，保證不滅火、不停機(jī)的基本功能，但是不能保證控制系統(tǒng)的全程自動(dòng)化。筆者經(jīng)過細(xì)致分析考察，參考國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，組織立項(xiàng)對托電1到6號機(jī)組的rb功能進(jìn)行了邏輯控制的優(yōu)化和完善。目前，對于rb的控制功能，國內(nèi)許多電廠和研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行研究，而且在新建機(jī)組大部分己經(jīng)投入運(yùn)行。但從rb功能的試驗(yàn)和實(shí)際動(dòng)作情況看，目前的rb功能的自動(dòng)化水平偏低。筆者所設(shè)計(jì)的方案是建立在機(jī)組完全自動(dòng)的情況下，既能保證在各控制系統(tǒng)良好的基礎(chǔ)上，機(jī)組安全穩(wěn)定地恢復(fù)到正常運(yùn)行工況，又能保證機(jī)組在部分自動(dòng)不正常的情況下，自動(dòng)完成切磨減負(fù)荷的目的，協(xié)助運(yùn)行人員穩(wěn)定機(jī)組，保證機(jī)組運(yùn)行的安全。在隨后生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)踐應(yīng)用中，證明了rb功能優(yōu)化使機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)趨于完善，電廠運(yùn)行安全穩(wěn)定，效果顯著。關(guān)鍵詞：協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；rb控制；邏輯優(yōu)化；安全穩(wěn)定abstract the optimization has carried out the rb function of the co-ordination control system in the datang tokto power plant, which is the biggest thermal power plant at present in china, and obtained the good effect. it has the important instruction significance and the reference value to the operation、safety and economic efficiency of the domestic similar power plant.the automation level of tokto power plant is high, and the rb function has already invested, but as a result of all sorts of equipment and the technical aspect reason, this function was not extremely consummated. the author has set up the project to carry out the logical control optimization and the consummation, pass through careful analysis and referred to the domestic and foreign advanced technologies. now，a lot of the electric power plants and study organizations studying on the rb function, and it has already been used in some plants. judging from the condition of its functional and finish condition, the automatic level of the actual tests is still low so that it can make the unit not stop. based on the condition that the units can completely automatically run, the authors plan is not only to guarantee the unit to restore to normal working condition when all the control systems are in order, but also to ensure the units to fulfill the task of cutting off the coal pulverizer and to reduce the load automatically and when some parts of the automation of the unit go wrong. it can help the operator to keep the units stable. afterwards in the practice application, it has proven that rb control function optimizes the ccs, and has got remarkable effect on the operation safety of the power plant.key words： ccs；rb function；control strategy optimization；safety and stability內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文目 錄第一章 緒 論11.1 問題的提出11.2 國內(nèi)外的研究情況21.3 主要進(jìn)行的工作2第二章 rb控制策略優(yōu)化及試驗(yàn)方案的研究42.1 rb功能的介紹42.2 rb的動(dòng)作機(jī)理42.3 影響rb功能的幾點(diǎn)原因及其分析52.3.1硬件設(shè)備方面的影響52.3.2控制策略的合理性分析62.3.3參數(shù)調(diào)整的適宜性分析62.3.4 運(yùn)行方式不合理72.4 rb控制功能的優(yōu)化研究72.4.1主汽壓力的控制方式72.4.2 燃燒控制系統(tǒng)92.4.3協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)102.4.4 汽溫控制問題112.4.5 rb對煤質(zhì)變化的適應(yīng)性控制邏輯112.4.6 送、引風(fēng)機(jī)rb132.4.7 給水泵rb162.4.8 一次風(fēng)機(jī)rb172.4.9 凝汽器背壓rb182.4.10與其他系統(tǒng)接口的研究212.5 rb控制邏輯實(shí)現(xiàn)222.5.1 rb目標(biāo)負(fù)荷產(chǎn)生回路222.5.2 rb啟動(dòng)(激活)以及速率限制232.5.3 協(xié)調(diào)控制方式切換242.5.4 相應(yīng)聯(lián)鎖功能完善242.5.5 rb結(jié)束回路252.5.6信號跟蹤處理25第三章 現(xiàn)場試驗(yàn)263.1試驗(yàn)條件263.2 試驗(yàn)方法263.3 rb試驗(yàn)的步驟及方法263.3.1 試驗(yàn)項(xiàng)目的確定263.3.2 各輔機(jī)rb的最大出力的確定263.3.3 確定rb速率273.3.4 進(jìn)行實(shí)際rb試驗(yàn)273.3.5 試驗(yàn)的安全措施273.4 現(xiàn)場試驗(yàn)及分析273.4.1托克托電廠#1機(jī)組(600mw機(jī)組)rb性能試驗(yàn)及分析283.4.2托克托電廠#3機(jī)組(600mw機(jī)組)rb性能試驗(yàn)及分析353.4.3托克托電廠#5機(jī)組(600mw機(jī)組)rb性能試驗(yàn)及分析403.4.4 1機(jī)組(600mw機(jī)組) 變頻改造后的一次風(fēng)機(jī)rb性能試驗(yàn)及分析45第四章 結(jié) 論48參考文獻(xiàn)50致 謝52作者簡介53第一章 緒 論第一章 緒 論1.1 問題的提出 目前，隨著電力技術(shù)進(jìn)步，火電單元機(jī)組的裝機(jī)容量越來越大，中國幾大電網(wǎng)中的主力機(jī)組己由300mw逐步轉(zhuǎn)化為600mw，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的控制要求也相應(yīng)提高，機(jī)組尤其是處在非正常工況下的機(jī)組，如果靠運(yùn)行人員的手動(dòng)操作來處理，很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，勢必會(huì)造成機(jī)組和設(shè)備的不穩(wěn)定。在這種形勢下，電廠用戶就對機(jī)組目動(dòng)調(diào)節(jié)和故障處理能力提出了更高的要求，其中rb（run back，簡稱rb）功能就是當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，突然有一臺或兩臺主要輔機(jī)(送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)或給水泵)發(fā)生故障跳閘的情況下，控制系統(tǒng)不需要人為干預(yù)，自動(dòng)處理事故，能快速減負(fù)荷，使機(jī)組維持在低負(fù)荷下繼續(xù)運(yùn)行，保持各項(xiàng)參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，避免機(jī)組停機(jī)、滅火而發(fā)生非計(jì)劃停運(yùn)。它對于提高機(jī)組的安全可靠性有非常重要的意義1 。但是目前全國范圍內(nèi)，真正實(shí)現(xiàn)該功能的電廠不是很多，而且大家對該功能的理解和認(rèn)識也存在較大的區(qū)別。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)rb功能設(shè)計(jì)的目的是保證在鍋爐主要輔機(jī)故障后，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)迫降負(fù)荷至機(jī)組所允許的預(yù)定負(fù)荷，保證機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。rb試驗(yàn)不僅是檢驗(yàn)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及其它自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作性能和在輔機(jī)故障跳閘后的抗干擾能力，而且通過rb試驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)對對其控制回路進(jìn)行逐步的參數(shù)調(diào)整和邏輯優(yōu)化，使控制系統(tǒng)在最佳的狀態(tài)下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的全程負(fù)荷控制。rb試驗(yàn)是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)乃至整個(gè)熱控系統(tǒng)在調(diào)試及投運(yùn)過程中一個(gè)綜合性的重要項(xiàng)目2。ccs（協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)）以及其它熱控系統(tǒng)是建立在機(jī)組的不同運(yùn)行工況通過不斷調(diào)整、優(yōu)化最終穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，而rb試驗(yàn)則是建立在ccs及其它熱控系統(tǒng)所有調(diào)試項(xiàng)目全部完成、投運(yùn)正常的基礎(chǔ)上進(jìn)行。ccs的rb試驗(yàn)不僅對機(jī)組的整體性能及自動(dòng)化水平的提高有重大的意義，而且從客觀上來說具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度。內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司現(xiàn)有8組600mw機(jī)組，自動(dòng)化程度較高，rb的控制功能已經(jīng)投入，但是由于種種設(shè)備和技術(shù)方面的原因，該項(xiàng)功能還不是非常完善，只能完成快速的降負(fù)荷，保證不滅火、不停機(jī)的基本功能，但是不能保證控制系統(tǒng)的全程自動(dòng)化。因此，組織立項(xiàng)對大唐托電的各機(jī)組的rb功能進(jìn)行邏輯控制的優(yōu)化和完善，是非常重要和必要的。1.2 國內(nèi)外的研究情況 rb功能作為機(jī)組自動(dòng)處理事故的重要功能之一，可以減少許多不必要的停機(jī)損失，給電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠的保障，所以在國內(nèi)外各個(gè)電廠都非常重視。 從rb的研究趨勢來看，主要集中在兩方面，一方面就是著手于原熱力系統(tǒng)的改造和優(yōu)化，例如為改善一次風(fēng)機(jī)的串風(fēng)的問題，對風(fēng)機(jī)的出口擋板執(zhí)行器進(jìn)行了電動(dòng)改氣動(dòng)。但這方面的工作所投入的成本太高，一般情況下不容易進(jìn)行；另一方面就是進(jìn)行控制邏輯即軟件方面的優(yōu)化，這方面的投入較小，但需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)來驗(yàn)證，而且根據(jù)機(jī)組類型的不同，軟件的移植性（即通用性）較差，必須根據(jù)不同的控制對象進(jìn)行量體裁衣式的設(shè)計(jì)。所以總體來說rb功能的研究和實(shí)施的難度較大?，F(xiàn)在，國內(nèi)許多電廠和研究機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行研究rb功能，而且部分電廠已經(jīng)投入運(yùn)行。但從功能的完善情況看，目前的試驗(yàn)自動(dòng)化水平偏低，只能保證機(jī)組不滅火停機(jī)，不能達(dá)到全程自動(dòng)的效果。世界上發(fā)達(dá)電廠自動(dòng)化水平較高，rb功能比較完善，基本處在一種全自動(dòng)的運(yùn)行方式下，在機(jī)組重要輔機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，全部由rb功能自動(dòng)完成，運(yùn)行人員只是監(jiān)視，人為干預(yù)的情況非常少3。本文中所設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案是建立在機(jī)組完全自動(dòng)的情況下，既能保證在各控制系統(tǒng)良好的基礎(chǔ)上，機(jī)組安全穩(wěn)定地恢復(fù)到正常運(yùn)行工況，又能保證機(jī)組在部分自動(dòng)不正常的情況下，自動(dòng)完成切磨減負(fù)荷的目的，協(xié)助運(yùn)行人員穩(wěn)定機(jī)組。1.3 主要進(jìn)行的工作筆者通過對托克托電廠六臺機(jī)組控制對象的特性進(jìn)行了認(rèn)真地分析和研究的基礎(chǔ)上，組織立項(xiàng)對其相應(yīng)的rb控制邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，并在托克托電廠的三臺600 mw機(jī)組進(jìn)行了rb性能考核試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明，經(jīng)過邏輯優(yōu)化后，現(xiàn)在rb功能使熱控系統(tǒng)能在最佳的工況下運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組的全程負(fù)荷控制。其功能檢驗(yàn)了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及其它自動(dòng)控制系統(tǒng)工作的完好程度和性能，以及在輔機(jī)故障跳閘后的抗干擾能力。經(jīng)過優(yōu)化后的rb功能主要解決了以下問題:重點(diǎn)解決了兩臺汽動(dòng)給水泵運(yùn)行，電泵不自啟情況下給水泵rb不容易成功的問題。解決了直吹式制粉系統(tǒng)一次風(fēng)機(jī)rb容易發(fā)生磨煤機(jī)跳閘問題。同時(shí)解決了送、引風(fēng)機(jī)rb時(shí)，爐膛壓力下降幅度較大的問題。解決了在煤質(zhì)大幅度偏離設(shè)計(jì)值時(shí)，rb不能將機(jī)組負(fù)荷準(zhǔn)確的降到目標(biāo)值的問題 筆者在這次優(yōu)化中主要作了如下具體工作 針對空冷機(jī)組的運(yùn)行特性，首先提出了空冷rb的設(shè)計(jì)理念，并擬將其應(yīng)用到實(shí)踐中。 結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，對磨煤機(jī)rb功能實(shí)現(xiàn)的必要性進(jìn)行可行性論證，并提出取消或部分取消磨煤機(jī)rb功能的大膽建議。 針對一次風(fēng)機(jī)變頻改造后的rb功能的實(shí)現(xiàn)，首先根據(jù)改造的實(shí)際情況對一次風(fēng)壓控制回路的pid參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，必要時(shí)要對其進(jìn)行超馳控制；完善一次風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)門熱控聯(lián)鎖保護(hù)邏輯，避免一次風(fēng)從停運(yùn)的一次風(fēng)機(jī)反串；另外，防止一次風(fēng)機(jī)變頻器保護(hù)的動(dòng)作是實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)rb功能的主要措施和策略。 對機(jī)組rb對煤質(zhì)變化的適應(yīng)性控制邏輯重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化，既保證了機(jī)組的正常運(yùn)行，又解決了在煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)值時(shí)，rb不能將機(jī)組負(fù)荷準(zhǔn)確降到目標(biāo)值的問題。53第二章 rb控制策的優(yōu)化及試驗(yàn)方案的研究第二章 rb控制策略優(yōu)化及試驗(yàn)方案的研究2.1 rb功能的介紹 當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，突然有一臺或兩臺輔機(jī)(送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)或給水泵)發(fā)生故障而跳閘，機(jī)組控制系統(tǒng)能自動(dòng)快速減負(fù)荷，維持機(jī)組在允許的負(fù)荷下繼續(xù)運(yùn)行，控制系統(tǒng)這種事故狀態(tài)的自動(dòng)處理功能稱為“run back ,簡稱rb。根據(jù)機(jī)組的不同運(yùn)行工況、燃料種類、跳閘輔機(jī)種類，rb的目標(biāo)負(fù)荷一般情況下是不一樣的。現(xiàn)在常見的有50%mcr（最大連續(xù)蒸發(fā)量）, 60%mcr, 70%mcr，具體的目標(biāo)的設(shè)定要根據(jù)本機(jī)組的來實(shí)際情況決定4。rb一般情況下是根據(jù)輔機(jī)故障的種類不同來進(jìn)行分類，針對各rb試驗(yàn)項(xiàng)目的性質(zhì)可分為4類來考慮，具體分析以下幾種常見的rb工況5: 燃料跳閘類(包括燃料跳閘和一次風(fēng)機(jī)跳閘)。在通常鍋爐聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)計(jì)中，一次風(fēng)機(jī)跳閘，切除部分燃料(聯(lián)跳部分磨煤機(jī)或給粉機(jī))。 風(fēng)機(jī)跳閘類(包括送、引風(fēng)機(jī)跳閘)。由于單側(cè)的引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)是互相聯(lián)跳的關(guān)系，所以根據(jù)情況通常只對送風(fēng)機(jī)(或引風(fēng)機(jī))其中一項(xiàng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。 給水泵跳閘類。對于給水泵通常設(shè)計(jì)采用二備一的運(yùn)行方式，而且泵的出力裕度較大，但是由于此類跳閘工況對水位造成的波動(dòng)較大，再加上一些鍋爐制造廠所提供的水位保護(hù)定值非常保守，所以此類的試驗(yàn)的成功率通常比較低，必須根據(jù)特定的控制對象對控制邏輯作必要的優(yōu)化。 其它。是指一些非常規(guī)的項(xiàng)目，例如本文所提出針對空冷機(jī)組背壓問題所設(shè)計(jì)的空冷背壓rb。2.2 rb的動(dòng)作機(jī)理 rb發(fā)生后，機(jī)組控制系統(tǒng)的各部分協(xié)調(diào)作用，使機(jī)組平穩(wěn)、安全地減少到實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)負(fù)荷，機(jī)組維持在負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。根據(jù)各廠機(jī)爐狀況和協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)的不同，rb的動(dòng)作方式也不相同，但它都包括以下幾個(gè)重要系統(tǒng): ccs, fsss（爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)）, deh（汽輪機(jī)控制系統(tǒng)）和scs（順序控制系統(tǒng)）。 ccs系統(tǒng)是機(jī)組控制的核心，rb功能是其邏輯控制中的關(guān)鍵部分。rb動(dòng)作的條件被激活后，ccs系統(tǒng)要協(xié)調(diào)機(jī)組的各個(gè)子系統(tǒng)一起動(dòng)作來完成該功能。因此完整的rb功能，機(jī)組必須處于協(xié)調(diào)控制方式，鍋爐、汽機(jī)均能接受ccs的信號。在爐側(cè):ccs首先要發(fā)信號至fsss完成切除必要的燃料(投油)，同時(shí)鍋爐主控要按負(fù)荷要求將總煤量調(diào)整到合適的量，以維持適當(dāng)?shù)腻仩t燃燒率。而在機(jī)側(cè):機(jī)組的協(xié)調(diào)控制自動(dòng)切換到tf（汽機(jī)跟隨）方式，由汽機(jī)deh完成調(diào)壓功能。除此之外的其它的機(jī)組子系統(tǒng)仍然而且必須處于自動(dòng)控制方式，以維持各參數(shù)在正常范圍內(nèi)，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 fsss系統(tǒng)根據(jù)各廠的系統(tǒng)不同，功能也不盡相同，但均要接受ccs發(fā)的rb信號完成切除必要燃料降低燃燒率的功能。一次風(fēng)機(jī)的rb一般由fsss中觸發(fā)，此種rb發(fā)出優(yōu)先級高一些。但是根據(jù)不同鍋爐的最低穩(wěn)燃負(fù)荷，降低燃燒率的方式不同，對于最低穩(wěn)燃負(fù)荷較高的機(jī)組，應(yīng)設(shè)計(jì)有投油的功能或則將必要的投油列入運(yùn)行人員的操作規(guī)程中6。 deh系統(tǒng)在rb過程中也至關(guān)重要，在rb發(fā)生后，鍋爐側(cè)要維持一定的燃燒率，機(jī)組的汽壓則由汽機(jī)通過關(guān)小調(diào)門，減少負(fù)荷來完成調(diào)節(jié)的任務(wù)。其它系統(tǒng)如scs系統(tǒng)在給水泵rb時(shí)，要通過程序聯(lián)啟電泵和其它的相應(yīng)操作，在送引風(fēng)rb時(shí)，完成單側(cè)的聯(lián)跳的功能。所以，從某種意義來說，rb的功能是一個(gè)關(guān)于機(jī)組的系統(tǒng)工程，只有通過以上各個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)動(dòng)作，才能使機(jī)組自動(dòng)、平穩(wěn)地降低負(fù)荷至目標(biāo)值，避免不必要的停機(jī)滅火。2.3 影響rb功能的幾點(diǎn)原因及其分析 rb功能對于機(jī)組的運(yùn)行，安全作用至關(guān)重要，但通常由于原常規(guī)軟件設(shè)計(jì)方案不合理、針對性不強(qiáng)、硬件設(shè)備性能相對較差及機(jī)組運(yùn)行健康水平低等原因，我國很多大型電站在實(shí)現(xiàn)這一功能方面都存在某種程度的問題7。2.3.1硬件設(shè)備方面的影響8deh子系統(tǒng)在rb發(fā)生后要完成調(diào)壓的功能，眾所周知，在rb發(fā)生后，fsss按程序很快地完成切除必要的制粉系統(tǒng)合投油的工作。機(jī)組的主汽壓力下降很快。由于ccs和deh接口方式的影響會(huì)出現(xiàn)deh 脫離ccs控制和傳輸速率限制調(diào)門的調(diào)整速度等問題，致使主汽壓力的調(diào)節(jié)不夠及時(shí)，會(huì)影響影響機(jī)組的運(yùn)行安全。deh與ccs的接口有多種類型 脈沖接口:該接口的脈沖接收、發(fā)出速度、脈沖代表的負(fù)荷量，嚴(yán)重限制調(diào)門的動(dòng)作速度，不能快速地關(guān)閉調(diào)門以穩(wěn)定壓力。這種方式在運(yùn)齡長的電廠中較多。 脈寬接口：這種接口同樣受deh的脈沖接收速率的限制。在老電廠中較多7 模擬量接口：直接采用4到20ma 信號來進(jìn)行傳輸，這種接口可以快速地響應(yīng)汽機(jī)主控的指令，但要求硬件的質(zhì)量較高，還要根據(jù)信號和線路可能出現(xiàn)的問題在邏輯中進(jìn)行必要的判斷。這種接口在近年來投產(chǎn)的機(jī)組中得到了廣泛的應(yīng)用，這種接口的設(shè)計(jì)對于rb功能的實(shí)現(xiàn)來說是有利的。2.3.2控制策略的合理性分析 rb發(fā)生后，系統(tǒng)的整個(gè)動(dòng)作過程由ccs,fsss和deh來協(xié)調(diào)完成，以保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。 鍋爐側(cè)改變?nèi)紵视蒫cs, fsss共同完成。fsss通過一個(gè)開關(guān)量信號完成燃料的切除(投油)，以固定的速率完成對燃燒率的粗調(diào)。與此同時(shí)ccs也要根據(jù)機(jī)組的目標(biāo)負(fù)荷調(diào)整燃燒率，使機(jī)組穩(wěn)定在目標(biāo)負(fù)荷上，為保證機(jī)組的燃燒穩(wěn)定，應(yīng)保持兩系統(tǒng)調(diào)整的協(xié)調(diào)一致。汽機(jī)側(cè)在rb發(fā)生后，控制方式要由協(xié)調(diào)方式切換到汽機(jī)跟隨（tf）方式，deh由原來的調(diào)機(jī)組負(fù)荷改為調(diào)機(jī)前主汽壓力，這個(gè)過程應(yīng)該自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，而且汽機(jī)應(yīng)一直處于調(diào)節(jié)狀態(tài)9。但在托克托電廠一期的設(shè)計(jì)中，deh也接受rb信號，自行動(dòng)作，這種設(shè)計(jì)在實(shí)踐應(yīng)用中使鍋爐和汽機(jī)各自為政，很難保證兩者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，會(huì)造成主汽壓力失控10，影響機(jī)組的安全，結(jié)果是弊大于利，所以我們在優(yōu)化的過程中將其取消。2.3.3參數(shù)調(diào)整的適宜性分析ccs系統(tǒng)中負(fù)荷管理控制中心的調(diào)整。為保證機(jī)組的安全和穩(wěn)定，目標(biāo)負(fù)荷應(yīng)以一定的速率變化到目標(biāo)值，其中方式切換開關(guān)的切換速率要調(diào)整合適，以保證切換的無擾動(dòng)。如在最初的托克托電廠1機(jī)組的rb設(shè)計(jì)中，方式開關(guān)的切換速率設(shè)置太快，沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆绞介]鎖，導(dǎo)致切換過程中負(fù)荷指令擾動(dòng)很大，幾乎使該試驗(yàn)無法成功。另外鍋爐主控應(yīng)處于自動(dòng)方式，為保證爐膛燃燒工況的穩(wěn)定，要使鍋爐主控的調(diào)整速率與fsss的切磨投油的速率要基本保持一致，才能減少爐膛的燃燒波動(dòng)。其中最關(guān)鍵的參數(shù)就是切磨的間隔時(shí)間，間隔時(shí)間的確定要注意平衡機(jī)組快速減負(fù)荷的要求和防止機(jī)組燃燒工況劇烈變化之間的矛盾11，一般要根據(jù)控制對象的實(shí)際情況來設(shè)置，如果時(shí)間參數(shù)設(shè)置太短，會(huì)對爐膛負(fù)壓造成大的沖擊，影響鍋爐的穩(wěn)定燃燒；如果時(shí)間參數(shù)設(shè)置太長，一方面會(huì)造成實(shí)際的熱負(fù)荷不能快速的降下來，rb動(dòng)作不能將實(shí)際負(fù)荷較快的控制在機(jī)組的允許范圍內(nèi)，影響rb的成功率，另一方面在一次風(fēng)機(jī)rb時(shí)，如果跳磨不及時(shí)，會(huì)造成一次風(fēng)壓下降太多，造成運(yùn)行磨煤機(jī)所需風(fēng)量不足而跳閘，最終鍋爐mft，一次風(fēng)機(jī)rb失敗。一般根據(jù)鍋爐爐型的不同此參數(shù)設(shè)置從5到15秒鐘進(jìn)行選擇。在保證穩(wěn)定的前提下，汽機(jī)調(diào)壓回路要盡可能地快，以適應(yīng)rb后主汽壓力的穩(wěn)定和負(fù)荷的快速平穩(wěn)的下降。由于汽輪機(jī)的調(diào)門對壓力的調(diào)整幾乎沒有延遲和慣性，所以此參數(shù)的設(shè)置首先要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，即不要使控制系統(tǒng)震蕩起來。這種情況在托克托電廠1機(jī)組的調(diào)試期間發(fā)生過，致使壓力大幅擺動(dòng)，負(fù)荷無法穩(wěn)定下來，經(jīng)過將該回路的pid（比例、積分、微分）參數(shù)放緩，才使系統(tǒng)穩(wěn)定下來。2.3.4 運(yùn)行方式不合理 要使機(jī)組能自動(dòng)、平穩(wěn)地完成rb的功能，首先，發(fā)電機(jī)組的主、輔機(jī)運(yùn)行正常，而且其相關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)均處于自動(dòng)運(yùn)行方式，以保證在rb工況下，不至于造成某一主要參數(shù)失控，影響整個(gè)機(jī)組的安全12；例如在風(fēng)機(jī)系列的rb中，如果風(fēng)機(jī)不在自動(dòng)方式下，則當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，另一臺風(fēng)機(jī)就不會(huì)及時(shí)地根據(jù)被控量的變化增加自己的出力，這種情況非常危險(xiǎn)，在這種情況下機(jī)組rb幾乎不可能成功。其次，所有制粉系統(tǒng)最好全部處于自動(dòng)方式，否則會(huì)造成少數(shù)制粉系統(tǒng)的給煤率(給煤機(jī))變化很大，形成新的不穩(wěn)定的因素；這種情況我們在托克托電廠3機(jī)組的調(diào)試過程中遇見過，當(dāng)時(shí)5臺磨煤機(jī)運(yùn)行，當(dāng)rb發(fā)生時(shí)，上層兩臺磨跳閘，保留3臺磨煤機(jī)運(yùn)行，煤量指令繼續(xù)下降，但由于3臺磨煤機(jī)中只有一臺磨煤機(jī)投入自動(dòng)，導(dǎo)致該磨煤機(jī)煤量下降太多而導(dǎo)致振動(dòng)太大跳閘，使鍋爐出現(xiàn)了燃燒不穩(wěn)定的工況，雖然進(jìn)行了及時(shí)的投油助燃將燃燒穩(wěn)定了下來，但是負(fù)荷卻比目標(biāo)負(fù)荷下降的太多，使機(jī)組的恢復(fù)增加了許多麻煩。最后要避免rb過程中鍋爐主控切到手動(dòng)，不能進(jìn)行燃燒率的調(diào)整，造成rb動(dòng)作的失敗。這是保證rb成功的關(guān)鍵！2.4 rb控制功能的優(yōu)化研究2.4.1主汽壓力的控制方式 由于在rb工況下鍋爐維持固定燃燒率，機(jī)組壓力通過汽輪機(jī)進(jìn)行控制，也就是機(jī)組運(yùn)行在汽輪機(jī)跟隨方式下，所以主汽壓力的控制方式對機(jī)組負(fù)荷的變化有比很大的影響。一般情況下，主汽壓力控制主要有定壓、滑壓和定一滑壓控制方式三種。 大多數(shù)情況下機(jī)組是以定壓方式來進(jìn)行rb試驗(yàn)的，主要是因?yàn)闄C(jī)組恢復(fù)穩(wěn)定工況較快。但在以后的試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，rb發(fā)生后無論是動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)，采用何種方式，要根據(jù)具體的情況來定。以給水泵rb為例，如果以定壓方式減負(fù)荷，rb試驗(yàn)的成功率較低，其原因主要是:給水泵發(fā)生rb時(shí)，定壓運(yùn)行使汽包壓力太高，導(dǎo)致鍋爐上水困難，在一臺泵剛跳閘的情況下這無疑是雪上加霜，不利于汽包水位的控制13。 后來筆者改以滑壓方式減負(fù)荷作給水泵rb試驗(yàn)，優(yōu)點(diǎn)是汽輪機(jī)調(diào)門開度較高，有利于汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，主汽壓力變化緩慢，對汽包水位等參數(shù)影響較小。但在其他rb試驗(yàn)中表明，采用滑壓方式控制主汽壓力也存在弊端，這是因?yàn)樵诨瑝悍绞较聶C(jī)組負(fù)荷降低緩慢，造成機(jī)組負(fù)荷長時(shí)間到不了目標(biāo)值，在給水泵rb尤其是在風(fēng)機(jī)rb的情況下均會(huì)造成長時(shí)間的物料不平衡，使rb過程中主汽壓力、主汽溫度和汽包水位等主要參數(shù)變化較大，可能會(huì)造成汽溫和水位太低使試驗(yàn)失敗。 在權(quán)衡利弊之后筆者決定主汽壓力的控制方式選用定一滑壓控制，如果設(shè)置得當(dāng)，他既能保證機(jī)組快速降負(fù)荷，使機(jī)爐的物料盡快達(dá)到平衡，同時(shí)又能保證汽輪機(jī)調(diào)門開度不至于太低而影響機(jī)組安全。但機(jī)組必須選擇合適的壓力變化率，如果速度太慢，汽溫、水位可能會(huì)降得太低；速率太快，會(huì)導(dǎo)致汽機(jī)調(diào)門大幅開關(guān)，對主汽溫、水位產(chǎn)生較大影響，如果未對汽機(jī)調(diào)門設(shè)計(jì)rb工況閉鎖開邏輯，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組負(fù)荷反調(diào)，導(dǎo)致rb動(dòng)作失敗。一般情況下，壓力設(shè)定值滑壓速率為0. 2-0. 4kpa/min。通常設(shè)計(jì)中給水泵rb時(shí)降壓速率應(yīng)略快以保證汽包上水，但是同時(shí)要能夠保證給水泵rb能夠快速減負(fù)荷，減少鍋爐蒸發(fā)量。通過研究和試驗(yàn)，在給水泵rb發(fā)生后，ecr（電負(fù)荷，一般指實(shí)發(fā)有功功率）工況被迫迅速調(diào)整為50%能量工況時(shí)，鍋爐蒸發(fā)量大大減少，汽包壓力度過其慣性時(shí)間(約los)后迅速下降，如果下降速率過大，水位容易產(chǎn)生動(dòng)態(tài)擴(kuò)容現(xiàn)象，從而造成汽包水位高保護(hù)動(dòng)作。因此，實(shí)現(xiàn)該rb工況的關(guān)鍵點(diǎn)就是必須限制汽包壓力降速率在一個(gè)合理安全的范圍內(nèi)。由于汽包壓力pb與主汽壓力po存在單值對應(yīng)關(guān)系，限制了主汽壓降速率也就是限制了汽包壓力的降速率。經(jīng)過對ecr工況附近水位動(dòng)態(tài)擴(kuò)容分析計(jì)算，以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通常當(dāng)主汽壓降速率小于等于1mpa/min時(shí)，水位動(dòng)態(tài)擴(kuò)容較弱，其虛假水位幅量較小。rb速率可以通過以下的計(jì)算來確定14。根據(jù)能量平衡，對過程作線性分析，建立主汽壓函數(shù):p=pe-kpt （2-1）目標(biāo)壓力:pmb=14.5mpa負(fù)荷函數(shù):n=ne-knt （2-2）目標(biāo)負(fù)荷:nmb=300mw式中pe, ne額定壓力及額定負(fù)荷，pe=16.5mpa, ne=600mw； kp取允許主汽壓降速率，1mpa/min； kn所求負(fù)荷速率； t過程時(shí)間（一般大約為2分鐘）。根據(jù)初始額定參數(shù)，rb目標(biāo)參數(shù)，聯(lián)立（2-1）、（2-2）兩式求得rb最小負(fù)荷速率為150mw/min。當(dāng)然，在實(shí)際rb過程中，希望主汽壓降速率越小越好，相應(yīng)的降負(fù)荷速率越大越好。所以，通常速率選定300mw/min，過程時(shí)間2min，降壓速率小于等于0.5mpa/min。2.4.2 燃燒控制系統(tǒng) 現(xiàn)在的600mw鍋爐的穩(wěn)燃負(fù)荷設(shè)計(jì)值較低，在50%額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，燃燒狀態(tài)比較穩(wěn)定。但是由于在rb的動(dòng)作過程中，鍋爐的熱負(fù)荷變化比較劇烈，極容易造成滅火，為了避免這種情況的發(fā)生，必須對燃燒系統(tǒng)進(jìn)行必要的優(yōu)化和評估: 根據(jù)機(jī)組的負(fù)荷確定磨煤機(jī)運(yùn)行臺數(shù)。 若當(dāng)時(shí)負(fù)荷需要三臺磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持有二臺相鄰的磨煤機(jī)且給煤機(jī)轉(zhuǎn)速50%，三臺給煤機(jī)都作為調(diào)節(jié)。 如果目標(biāo)負(fù)荷小于機(jī)組最低穩(wěn)燃負(fù)荷，燃燒不穩(wěn)定應(yīng)設(shè)計(jì)投油槍以穩(wěn)定鍋爐燃燒。多數(shù)情況下，rb發(fā)生后的鍋爐目標(biāo)負(fù)荷在50%額定負(fù)荷附近，bms系統(tǒng)可根據(jù)上述要求從最上層開始切除制粉系統(tǒng)，并保持下層有相鄰磨煤機(jī)在運(yùn)行。 剩余的制粉系統(tǒng)要維持機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷需要的燃燒率，而且不應(yīng)出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)，mcs中鍋爐的燃料控制要與fsss切粉(投油)邏輯相適應(yīng)，使燃料平穩(wěn)地調(diào)整到相應(yīng)的燃燒率并在rb結(jié)束前維持不變，要避免由于燃燒調(diào)整造成鍋爐燃燒工況大幅度變化，避免可能因?yàn)殄仩t工況不穩(wěn)造成不必要的滅火停機(jī)。多數(shù)情況下，rb發(fā)生后的鍋爐負(fù)荷載在50%額定負(fù)荷附近，fsss系統(tǒng)要根據(jù)上述要求從上層開始切磨煤機(jī)，并保持下層有相鄰磨煤機(jī)在運(yùn)行。如600mw機(jī)組rb工況下切磨的策略如下：在送引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、汽泵等rb工況下，如rb前有5臺磨運(yùn)行，則自動(dòng)依次切除上層兩臺，保留3臺磨煤機(jī)運(yùn)行15。2.4.3協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) rb控制技術(shù)是在試驗(yàn)中進(jìn)行研究和逐步完善的。在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)有:機(jī)組最大出力計(jì)算、負(fù)荷指令變化速率設(shè)定、協(xié)調(diào)控制方式切換、主汽壓力控制方式切換、降壓控制速率設(shè)定等基本的rb控制策略。部分子系統(tǒng)禁止偏差切手動(dòng)、汽機(jī)調(diào)門禁開、減溫水調(diào)門關(guān)超弛控制、自動(dòng)切磨投油邏輯等rb控制策略則是通過試驗(yàn)總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)，有些邏輯則是專門針對特定機(jī)組特點(diǎn)進(jìn)行的個(gè)性化設(shè)計(jì)。大多數(shù)rb試驗(yàn)表明，在成功的rb試驗(yàn)背后，除了對有缺陷的主設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)外，都對原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)做了不同程度的改進(jìn)。 正常調(diào)節(jié)工況下，mcs（模擬量控制系統(tǒng)）系統(tǒng)偏差切手動(dòng)保護(hù)是必要的，但在rb工況下，系統(tǒng)主要參數(shù)將超出正常的波動(dòng)范圍。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)尤其是其子控制系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)解除其偏差切手動(dòng)保護(hù)功能15，使得協(xié)調(diào)、燃燒、汽溫、汽包水位等主要控制系統(tǒng)能保持在自動(dòng)模式，將機(jī)組的主要參數(shù)保持在合理的范圍內(nèi)，同時(shí)為了更好的應(yīng)付這種非正常工況，mcs中所采用的pid調(diào)節(jié)器應(yīng)具有抗飽和功能，主要是針對rb后的減溫水等控制系統(tǒng)16。 另外在風(fēng)機(jī)類的rb試驗(yàn)過程中，為了防止引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)過電流導(dǎo)致機(jī)組滅火，rb工況下應(yīng)對其指令輸出進(jìn)行速率限制和必要的上限限制。 由于rb功能是機(jī)組自動(dòng)處理事故的，為保證rb結(jié)束后機(jī)組能自動(dòng)恢復(fù)正常工況，邏輯中的信號跟蹤是非常關(guān)鍵的。主要包括主汽壓力和機(jī)組負(fù)荷控制的跟蹤，機(jī)組發(fā)生rb由原來的壓力控制方式(定壓、滑壓)切換到定一滑壓控制方式，而且與原滑壓曲線也不一致，為保證機(jī)組rb結(jié)束后，主汽壓力要恢復(fù)到鍋爐控制，同時(shí)要保證燃料基本穩(wěn)定，我們設(shè)計(jì)確定了信號跟蹤方式，如果原為定壓運(yùn)行方式，主汽壓力定值應(yīng)跟蹤實(shí)際壓力;如為滑壓控制方式，因?yàn)閴毫Χㄖ蹬c負(fù)荷相適應(yīng)，只需限制一定的速率切換到原運(yùn)行曲線即可。同樣機(jī)組負(fù)荷控制要解除agc（自動(dòng)發(fā)電控制）功能，目標(biāo)負(fù)荷在rb過程中要時(shí)刻跟蹤實(shí)際負(fù)荷，保證機(jī)組在現(xiàn)有的負(fù)荷工況下，平穩(wěn)地恢復(fù)到機(jī)組協(xié)控制。 機(jī)組發(fā)生rb，協(xié)調(diào)控制由ccs方式轉(zhuǎn)換到tf2-mw（汽機(jī)跟隨）方式，鍋爐主控開環(huán)控制鍋爐燃燒率，汽機(jī)主控由負(fù)荷控制轉(zhuǎn)為主汽壓力控制，在rb完成后過程與上述過程相反，要做好必要的切換邏輯和信號跟蹤的準(zhǔn)備。rb過程中主汽壓力的巨大波動(dòng)會(huì)影響機(jī)組其它主參數(shù)的穩(wěn)定，如汽包水位、主汽溫度等，所以主汽壓力一般設(shè)計(jì)為閉環(huán)控制，而機(jī)組負(fù)荷則設(shè)計(jì)為開環(huán)控制，這樣設(shè)計(jì)有利于機(jī)組的快速穩(wěn)定17。另外，為保證rb過程中負(fù)荷能夠按預(yù)定情況降下來，我們將汽機(jī)調(diào)門控制設(shè)計(jì)為rb工況閉鎖開，否則有可能會(huì)造成機(jī)組負(fù)荷反調(diào)、壓力波動(dòng)，影響rb功能的進(jìn)行18。2.4.4 汽溫控制問題 從rb試驗(yàn)的情況來看，無論發(fā)生何種原因的rb，主汽溫和再熱汽溫都出現(xiàn)了大幅度迅速下降的現(xiàn)象。如何防止主汽溫再熱汽溫下降幅度過大，對于rb試驗(yàn)的成功與否至關(guān)重要。 送、引風(fēng)機(jī)rb試驗(yàn)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一個(gè)是對爐膛壓力的控制，另一個(gè)則是對汽溫的控制。給水泵和其它rb也會(huì)由于切粉的作用對汽溫產(chǎn)生影響，而且由于切粉是自上而下進(jìn)行，對汽溫的影響就更加明顯，尤其滑壓方式進(jìn)行rb，由于蒸汽流量降低緩慢，汽溫會(huì)有大幅度的下降，所以必須對減溫水調(diào)門進(jìn)行必要的超馳控制。所謂的超馳控制就是指在rb發(fā)生后迅速關(guān)閉過熱器、再熱器減溫水調(diào)門及隔離門，試驗(yàn)證明，對于提高減溫水調(diào)門的關(guān)閉速度和克服減溫水隔離門的漏流影響，超弛控制回路的作用相當(dāng)明顯19。但是對于那些正常運(yùn)行減溫水流量較大的電廠，此項(xiàng)功能要慎用，必須要考慮減溫水閥全關(guān)后汽溫的升高問題。2.4.5 rb對煤質(zhì)變化的適應(yīng)性控制邏輯 從前面協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研討中我們得到結(jié)論，在機(jī)組發(fā)生rb時(shí)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)會(huì)由協(xié)調(diào)方式切換到tf2方式，在這種方式下負(fù)荷是通過鍋爐主控來進(jìn)行的，這是一種開環(huán)的控制方式，他通過直接將煤量降到目標(biāo)負(fù)荷所對應(yīng)的值來完成負(fù)荷的控制，這種負(fù)荷控制方式的好處就在于它的調(diào)整非常簡單有效，而且不易產(chǎn)生復(fù)雜的耦合問題。但這種好處是建立在鍋爐的燃煤的熱值不大幅偏離設(shè)計(jì)煤種的基礎(chǔ)之上。我們來進(jìn)行理論分析，以托克托電廠3機(jī)組為例，假設(shè)機(jī)組是一個(gè)線性系統(tǒng)，燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)，滿負(fù)荷600mw對應(yīng)的總煤量為300t，負(fù)荷與煤量的比值為2比1的關(guān)系，在機(jī)組rb發(fā)生的情況下，如果要將負(fù)荷降到300mw，那么鍋爐主控的輸出就應(yīng)該是150t的指令，即將煤量降到150t；這種關(guān)系在協(xié)調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中是比較通用的，而且都是在控制系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)好的。同樣是600mw，但如果鍋爐燃用煤種熱值大幅度的上升，由于協(xié)調(diào)控制回路的積分作用，煤量會(huì)遠(yuǎn)小于300t，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在3機(jī)組600mw所曾經(jīng)對應(yīng)的最大煤量為220t，這種情況下，負(fù)荷和煤量的實(shí)際對應(yīng)關(guān)系已經(jīng)發(fā)生了變化，由2變?yōu)榱?.72。但是由于控制系統(tǒng)中2比一的關(guān)系已經(jīng)設(shè)好，在此時(shí)發(fā)生rb，如果要將負(fù)荷降到300mw，那么鍋爐主控的輸出仍然是是150t的指令，即將煤量降到150t，但按照線性原則，此時(shí)150t的實(shí)際對應(yīng)負(fù)荷為1502.72=408mw，即實(shí)際上負(fù)荷只能降到408mw，比預(yù)定的300mw整整多出100mw，這種情況非常危險(xiǎn)，非常容易使運(yùn)行輔機(jī)發(fā)生過出力導(dǎo)致鍋爐滅火。而另外一個(gè)極端就是在煤質(zhì)比較差的情況下發(fā)生rb，會(huì)使負(fù)荷降的太低，出現(xiàn)鍋爐燃燒不穩(wěn)定甚至滅火的問題。為了解決rb控制系統(tǒng)對煤種的適應(yīng)性問題，可以根據(jù)燃煤發(fā)熱量的變化對鍋爐主控指令(或給煤指令)進(jìn)行必要的修正,但由于煤種的變化往往是無法準(zhǔn)確預(yù)測的,因此該問題實(shí)際解決起來比較困難。不過從煤種的變化到最終反應(yīng)到機(jī)組實(shí)際出力的改變往往是一個(gè)較為緩慢的過程,這樣就可以通過對過去一段時(shí)間內(nèi)煤量與負(fù)荷的比值來推測未來的給煤發(fā)熱量,當(dāng)然在負(fù)荷變動(dòng)過程中該功能應(yīng)停止運(yùn)算,否則會(huì)造成大的誤差。具體邏輯見圖2-1圖2-1 btu邏輯圖chart2-1 the logic chart of btu將這個(gè)校正系數(shù)與rb的負(fù)荷指令相乘，就可以得出實(shí)際的指令信號。但由于此校正回路邏輯設(shè)計(jì)方面還存在一些瑕疵，所以一般情況下對他的大小做了一定的限制，一般為0.8到1.1之間。此項(xiàng)優(yōu)化在托克托電廠已經(jīng)投入應(yīng)用，效果較好。2.4.6 送、引風(fēng)機(jī)rb 從理論上來講，實(shí)現(xiàn)引、送風(fēng)機(jī)rb的基本出發(fā)點(diǎn)是爐膛風(fēng)量平衡原理。前提是保證爐膛壓力高低保護(hù)不動(dòng)作，然后根據(jù)風(fēng)量一燃料對應(yīng)關(guān)系調(diào)整燃燒降負(fù)荷處理。這也是人工順利完成這兩種rb工況的基本原則。 引風(fēng)機(jī)rb時(shí)，聯(lián)跳同側(cè)送風(fēng)機(jī)有利于爐膛壓力的平衡20。根據(jù)我以前作引風(fēng)一送風(fēng)出力工況試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，此時(shí)爐膛壓力瞬間突降，但其動(dòng)態(tài)特性是具有自平衡能力，經(jīng)過運(yùn)行引、送風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)，爐膛壓力很快被調(diào)至正常范圍。下面是利用爐膛壓力的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的試驗(yàn)情況21。圖2-2是利用爐膛內(nèi)爆的數(shù)學(xué)模型模擬的內(nèi)爆時(shí)爐膛壓力的變化情況。從圖中可以看出:在切斷燃料的最初，溫度曲線的變化率很陡，壓力由一19. 6 p a降到一4300 p a左右，這是當(dāng)燃料突然切斷時(shí)，平衡關(guān)系被破壞，爐內(nèi)高溫?zé)煔庠趲酌腌妰?nèi)被送入的熱風(fēng)所代替，爐內(nèi)的溫度和壓力司時(shí)一急劇地下降，此時(shí)兩者的關(guān)系近似符合理想氣體定律。圖2-2 瞬間切斷燃料參數(shù)變化曲線chart2-2 the parameter change curve of instantaneous fuel cutoff 上述是鍋爐mft時(shí)爐膛壓力的變化的情況。機(jī)組發(fā)生送、引風(fēng)機(jī)rb時(shí)可以參照圖2-3分析，該試驗(yàn)與rb試驗(yàn)有一定區(qū)別，主要表現(xiàn)在rb工況下，燃料并非全部切除，一般保留大于50%的燃燒率，而且切燃料速度也要比圖2-3所示試驗(yàn)的變化緩慢，所以風(fēng)機(jī)rb時(shí)的爐膛壓力變化要比圖2-3小，從我已經(jīng)進(jìn)行的試驗(yàn)看出，僅僅利用現(xiàn)有的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能爐膛壓力一般情況下要下降到一1000pa左右，趨勢與圖中所示一致。由圖2-3可看出，壓力內(nèi)線降到最低點(diǎn)后，又逐漸回升，溫度曲線變化率由陡漸緩，由于這時(shí)送風(fēng)機(jī)至爐膛的壓差增加，送風(fēng)量自動(dòng)加大，引風(fēng)量自動(dòng)減小，使?fàn)t內(nèi)儲(chǔ)氣量增加，又使溫度和壓力趨于新的平衡。但總的說來，在切斷燃料一的最初，由溫度降低而引起的爐膛壓力降低是主要的，雖然空氣流量大于煙氣流量，但爐內(nèi)負(fù)壓仍不斷降低，這是由于在切斷燃料的初期，由溫度引起的壓力降低幅度要比因儲(chǔ)存量引起壓力增加幅度更大的緣故。圖2-3 2.5-7.5s等速減少燃料參數(shù)變化曲線chart2-3 the parameter change curve of 2.5-7.5s reduce fuel in constant speed 由于rb工況下爐膛壓力的變化的情況與mft時(shí)爐膛壓力的變化趨勢相似，唯一不同的是壓力的變化幅度要小許多，但rb工況要求鍋爐維持穩(wěn)定燃燒，爐膛壓力不能大幅度波動(dòng)，所以可以根據(jù)爐膛防內(nèi)爆的設(shè)計(jì)對rb工況下爐膛壓力進(jìn)行相應(yīng)的大偏差控制，加快rb過程引風(fēng)機(jī)擋板的調(diào)節(jié)速度，使鍋爐燃燒維持在盡可能好的工況。圖2-4是實(shí)施爐膛防內(nèi)爆控制的爐膛壓力變化情況。注:試驗(yàn)中煙風(fēng)系統(tǒng)的總?cè)莘e主要包括:爐膛容程、水平煙道和轉(zhuǎn)彎室的容積。把爐膛容積，再加上水平煙道和轉(zhuǎn)彎室容積作為煙風(fēng)系統(tǒng)集中容積。理由是:這兩相鄰區(qū)域壓差很小，壓力可以統(tǒng)一，兩者的容積可以合并處理，鍋爐熄火時(shí)，兩區(qū)域內(nèi)的氣溫下降幅度，壓力下降速度和其它區(qū)域相比為最大，二者的容積之和占了系統(tǒng)總?cè)莘e相當(dāng)大的份額，就“內(nèi)爆”過程而一言，爐膛容積對爐內(nèi)部氣體壓力變化的影響起主要作用，其余容積所起的作用都是次要的。圖2-4 2.5-7.5s等速減少燃料、5-15s等速減少引風(fēng)機(jī)擋板100%參數(shù)變化曲線chart2-4 the parameter change curve of 5-15s reduce id damper from 100% to 0% in constant speed確定送風(fēng)、引風(fēng)rb速率 燃料量調(diào)整 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，制粉系統(tǒng)層數(shù)與負(fù)荷對應(yīng)關(guān)系成線性關(guān)系。我們通過試驗(yàn)表明，單臺引、送風(fēng)機(jī)最大出力完全可滿足350mw負(fù)荷(600mw機(jī)組)，其燃料調(diào)整及rb速率均可比一次風(fēng)機(jī)與給水泵rb小。由于rb過程很短，低氧燃燒狀態(tài)完全允許，同等負(fù)荷下，氧量值更是得到提高。從運(yùn)行角度看，只要有可能，燃燒調(diào)整與rb速率越小越好，這有利于汽壓、汽溫和水位調(diào)節(jié)。 rb速率確定 與一次風(fēng)機(jī)rb比較，此時(shí)燃料調(diào)整為其一半，能量變化較小，導(dǎo)致的主汽壓下降速率較小，但仍應(yīng)避免汽包水位動(dòng)態(tài)擴(kuò)容作用過大。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般整定引、送風(fēng)機(jī)rb速率300mw/min，降壓速率小于等于0. 5mpa/mi n，過程時(shí)間4min。經(jīng)過作試驗(yàn)，結(jié)果相當(dāng)成功。2.4.7 給水泵rb 汽水系統(tǒng)工作基本出發(fā)點(diǎn)是物質(zhì)平衡原理，即單泵最大出力時(shí)所保證的給水流量與鍋爐蒸發(fā)量之間的物質(zhì)平衡。該rb對汽包水位影響最大，也是最直接的。從以往在現(xiàn)場機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況發(fā)現(xiàn)，在額定工況發(fā)生給水rb時(shí)，人工干預(yù)根本無法成功實(shí)現(xiàn)，必然會(huì)出現(xiàn)水位低保護(hù)動(dòng)作。在所有rb工況中，給水rb控制難度是最大的22。 經(jīng)過試驗(yàn)的結(jié)果表明，電泵最大出力可穩(wěn)定負(fù)荷180mw( 30%mcr )，給水流量600t/h，汽泵最大出力可穩(wěn)定負(fù)荷300mw（50%mcr），給水流量1000t/h，均已達(dá)到最大轉(zhuǎn)速5900r/min左右，工作情況惡劣。另外，汽包壓力較高，會(huì)影響給水泵的出力。故以下分析中，取單泵最大出力1000t/h，目標(biāo)負(fù)荷300mw。2.4.7.1 rb速率確定根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，一般給水rb速率整定為300mw/min。另外，給水rb還存在以下問題： 過熱器泄壓閥整定動(dòng)作壓力為17. 9mpa，回座壓力17.7mpa。另有一組對空排汽閥手動(dòng)控制，顯然，以300mw/min速率降負(fù)荷有可能會(huì)造成主汽壓上升，若安全閥被迫開啟，將加速水位工況的擾動(dòng)，以致無法實(shí)現(xiàn)rb工況。因此允許主汽壓上升的空間限1.4mpa左右。 與一次風(fēng)機(jī)rb比較，給水泵rb速率大很多，其燃料調(diào)整程更大，除了必要切除的制粉系統(tǒng)外，仍應(yīng)通過減壓回路，適當(dāng)減少剩余幾臺制粉系統(tǒng)的出力。即首先根據(jù)物質(zhì)平衡出發(fā)確定了該rb速率與目標(biāo)負(fù)荷后，仍應(yīng)考慮允許的超壓空間限制。 由于汽包壓力突升，對水位有動(dòng)態(tài)壓縮過程，會(huì)加劇水位下降，這是實(shí)際存在的現(xiàn)象。 汽動(dòng)給水泵供汽壓力降低。為提高機(jī)組效率，大型發(fā)電機(jī)組一般在正常運(yùn)行時(shí)采用汽動(dòng)給水泵上水，利用汽輪機(jī)抽汽帶動(dòng)小汽動(dòng)給水泵上水。如果設(shè)計(jì)兩臺給水泵在一臺給水泵故障停機(jī)情況下發(fā)生給水泵rb。機(jī)組根據(jù)控制邏輯要求變負(fù)荷率降低機(jī)組負(fù)荷到目標(biāo)負(fù)荷，使蒸汽流量與給水流量達(dá)到物料平衡。同時(shí)由于機(jī)組負(fù)荷下降，汽輪機(jī)抽汽壓力也隨機(jī)組負(fù)荷降低而降低，即使在給水泵指令最大的情況下也不能達(dá)到在機(jī)組滿負(fù)荷工況下單臺小機(jī)的供水量，致使在長時(shí)間內(nèi)給水量小于蒸汽量，導(dǎo)致汽包水位過低而跳機(jī)，rb試驗(yàn)不成功。為解決這個(gè)問題，我主要著手從兩方面進(jìn)行了處理: (1)機(jī)組壓力控制曲線采用定-滑-定的控制方式，同時(shí)在rb發(fā)生初期在設(shè)定值基礎(chǔ)上增加偏置，使機(jī)組負(fù)荷快速降低蒸汽流量，減少蒸汽流量與給水流量的不平衡，rb過程中減少降負(fù)荷速度，盡量使抽汽壓力不致降得太低，保證給水泵供水。 (2)小機(jī)供汽汽源由汽輪機(jī)抽汽改為輔助蒸汽提供，保證供汽壓力的穩(wěn)定，不致于由于供汽壓力下降而影響小機(jī)出力。但要注意汽源切換時(shí)出現(xiàn)的給水泵轉(zhuǎn)速超速和超流量的現(xiàn)象，如果有可能最好使用逆止閥進(jìn)行汽源無擾切換。2.4.7.2 給水控制方式切換 機(jī)組正常運(yùn)行為保證汽包水位的控制效果，都采用三沖量控制方式(即汽包水位、蒸汽流量、給水流量)，利用蒸汽流量的前饋?zhàn)饔檬菇o水控制系統(tǒng)滿足機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行工況，使蒸汽流量和給水流量能夠快速平衡，維持汽包水位在設(shè)定值。但在rb工況下，試驗(yàn)為保證主汽壓力不超壓，機(jī)組負(fù)荷不能降得太快，所以蒸汽流量與給水流量長時(shí)間不平衡，為彌補(bǔ)給水流量的缺口，輸出給水泵指令時(shí)，考慮到一方面由于汽包壓力做了閉鎖減的邏輯處理，另一方面由于機(jī)組負(fù)荷下降蒸汽流量跟隨機(jī)組負(fù)荷快速下降，如給水控制系統(tǒng)繼續(xù)維持在三沖量運(yùn)行方式，由于蒸汽流量前饋的快速作用，致使給水控制指令快速下降，不利于汽包水位的保持，因此在rb發(fā)生后，應(yīng)該將給水控制系統(tǒng)切換到單沖量控制方式，給水控制指令只根據(jù)汽包水位的變化而變化，這種方式的切換對于給水的rb是有利的。2.4.8 一次風(fēng)機(jī)rb一次風(fēng)機(jī)主要是保證一次熱風(fēng)的母管壓力，對于無一次風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)無此項(xiàng)設(shè)計(jì)。在單側(cè)的一次風(fēng)機(jī)跳閘后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的就是在不使運(yùn)行側(cè)風(fēng)機(jī)過電流跳閘的前提下，快速的增大運(yùn)行風(fēng)機(jī)的出力，為達(dá)到這個(gè)目的，要采用以下措施 一般情況下不采用一次風(fēng)機(jī)增益平衡控制功能，即一