火電單元機(jī)組CCS ( 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng))在機(jī)組運(yùn)行過程中 ,自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)持續(xù)不斷地對(duì)主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),克服內(nèi)部和外部各種擾動(dòng),維持各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi),CCS系統(tǒng)的投入對(duì)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。

　　概括地說，CCS系統(tǒng)就是把鍋爐及汽機(jī)作為一個(gè)整體進(jìn)行控制時(shí)所用的系統(tǒng)。其復(fù)雜性主要體現(xiàn)在:多變量的強(qiáng)耦合囱稽、多目標(biāo)相關(guān)聯(lián)、非線性二跋、時(shí)變及鍋爐側(cè)存在很大的遲延等，鍋爐從改變?nèi)剂狭?送風(fēng)量和給水量到主蒸汽流量和主蒸汽壓力的慣性很大艺扑，而汽輪機(jī)從控制汽閥開度改變到汽輪發(fā)電機(jī)實(shí)發(fā)功率改變的慣性小哭练，這就要求根據(jù)汽輪機(jī)、鍋爐動(dòng)態(tài)特性上的差異組織一個(gè)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),將汽輪機(jī)米法、鍋爐從控制上聯(lián)系起來成為一個(gè)整體對(duì)象,最大限度地發(fā)揮機(jī)組的蓄熱能力,滿足電網(wǎng)供電要求僧憾。同時(shí)CFB鍋爐比普通煤粉鍋爐具有更多的輸入奈株、輸出變量,耦合關(guān)系也更為復(fù)雜,其自動(dòng)控制系統(tǒng)尤其是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不成熟,投運(yùn)一直是個(gè)難題。

　　隨著電網(wǎng)容量的擴(kuò)大以及對(duì)電力工業(yè)自動(dòng)化水平和電能質(zhì)量要求的提高,對(duì)電力系統(tǒng)AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)的要求日益迫切荐呵。圓滿解決AGC問題的基礎(chǔ)在于單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制的投入,這也使得CFB鍋爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究勢(shì)在必行稿焚。

　　1. 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷運(yùn)算可以分為以下幾種方式。

　　1.1手動(dòng)控制方式 鍋爐主控在手動(dòng)蔬聚，汽機(jī)主控在就地用动，由DEH(數(shù)字電液調(diào)節(jié))控制。鍋爐及汽機(jī)負(fù)荷由操作員給定墙违，功率控制回路和主汽壓力控制回路都被切除征蜻。這種方式用于機(jī)組的啟動(dòng)、停止诽表。

　　1.2鍋爐跟隨控制方式 當(dāng)鍋爐運(yùn)行正常唉锌、汽機(jī)部分工作異常時(shí)，機(jī)組功率受到限制竿奏，通過畫面選擇或自動(dòng)切換到鍋爐跟隨控制方式袄简。此時(shí)汽機(jī)側(cè)調(diào)負(fù)荷，鍋爐側(cè)調(diào)壓力泛啸。

　　 (1) 當(dāng)汽機(jī)主控手動(dòng)時(shí)痘番，機(jī)側(cè)的壓力調(diào)節(jié)器和功率調(diào)節(jié)器處于跟蹤狀態(tài)，爐側(cè)的壓力調(diào)節(jié)器投入自動(dòng)狀態(tài)平痰。負(fù)荷指令跟蹤實(shí)發(fā)功率汞舱，機(jī)組負(fù)荷由DEH控制。

　　(2) 當(dāng)汽機(jī)主控自動(dòng)時(shí)宗雇，機(jī)前壓力由爐側(cè)的壓力調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)昂芜，機(jī)組負(fù)荷由汽機(jī)調(diào)功回路通過DEH控制，機(jī)組負(fù)荷最大值由汽機(jī)承受最大負(fù)荷的能力決定赔蒲。

　　1.3汽輪機(jī)跟隨控制方式 當(dāng)汽機(jī)運(yùn)行正常泌神、鍋爐部分工作異常時(shí)，機(jī)組功率受到限制库樊，通過畫面選擇或自動(dòng)切換到汽輪機(jī)跟隨方式棠裹。此時(shí)機(jī)側(cè)調(diào)壓力，爐側(cè)調(diào)負(fù)荷数壤。

　　(1) 當(dāng)鍋爐主控手動(dòng)時(shí)效迹，機(jī)前壓力由汽機(jī)壓力調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)，維持機(jī)組定壓運(yùn)行趣闻，機(jī)組負(fù)荷由鍋爐主控手動(dòng)調(diào)節(jié)啰蕴，機(jī)側(cè)功率調(diào)節(jié)器和爐側(cè)的壓力調(diào)節(jié)器處于跟蹤狀態(tài)。

　　(2) 當(dāng)鍋爐主控自動(dòng)時(shí)存学，機(jī)前壓力由汽機(jī)壓力調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)來維持码承，機(jī)組負(fù)荷由鍋爐功率調(diào)節(jié)回路通過自動(dòng)調(diào)整鍋爐燃燒來控制凄跑，機(jī)組負(fù)荷最大值由鍋爐能帶最大負(fù)荷的能力決定。

　　1.4機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式 機(jī)組負(fù)荷信號(hào)由機(jī)組值班員指令城离、中心調(diào)度所指令和電網(wǎng)頻差信號(hào)組成炭刺。機(jī)組功率運(yùn)算回路將負(fù)荷要求轉(zhuǎn)換為機(jī)組可能接受的功率指令。這個(gè)指令能否被接受娜食，取決于機(jī)組允許的負(fù)荷能力煮落，若負(fù)荷要求在機(jī)組所能承擔(dān)的允許范圍內(nèi)，則可按負(fù)荷要求發(fā)出機(jī)組功率指令苫耸，否則將以機(jī)組允許負(fù)荷能力作為機(jī)組功率指令州邢。 采用該方式時(shí)，鍋爐褪子、汽機(jī)的各自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)都應(yīng)投入運(yùn)行量淌，機(jī)組功率指令分別送往鍋爐、汽機(jī)兩個(gè)主控制器嫌褪，整個(gè)機(jī)組處于協(xié)調(diào)控制狀態(tài)呀枢。可分為以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制和以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制笼痛。

　　2. 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功能組成

　　2.1 負(fù)荷指令形成回路 機(jī)組的目標(biāo)負(fù)荷可由運(yùn)行人員設(shè)定,或接收電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)(ADS)發(fā)來的中調(diào)指令,同時(shí)配合相應(yīng)的頻差信號(hào)校正裙秋。與協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)相關(guān)的過程參數(shù)(如機(jī)前壓力、實(shí)發(fā)功率缨伊、燃料量摘刑、給水量、一次風(fēng)壓等)的調(diào)節(jié)品質(zhì)與機(jī)組的負(fù)荷變化率及變化幅度有關(guān)刻坊。當(dāng)某些參數(shù)偏差過大時(shí)枷恕，需要通過閉鎖增/減或迫升/降等措施，限制實(shí)際負(fù)荷指令的變化易祖，或迫使負(fù)荷指令向相反的方向動(dòng)作遵艰，從而避免機(jī)組調(diào)節(jié)品質(zhì)的進(jìn)一步惡化。 在負(fù)荷指令的處理過程中悍写，當(dāng)多種出力限制情況同時(shí)發(fā)生的時(shí)候电摔，要根據(jù)事件的迫切程度，按照一定的優(yōu)先級(jí)暴艘，對(duì)負(fù)荷指令的幅值限制及變化速率限制進(jìn)行快速修正稀崔，確保機(jī)組負(fù)荷向正確的方向變化。ADS輸入指令經(jīng)負(fù)荷限幅和速率限制后由饵，送入機(jī)組主控M/A狈榛。

　　主汽壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)由主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器和A/M (自動(dòng)/手動(dòng))操作站組成故咽。主調(diào)節(jié)器采用變參數(shù)PID纽他，負(fù)荷目標(biāo)實(shí)際負(fù)荷的偏差經(jīng)過不同的函數(shù)發(fā)生器分別作為主調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間，這樣的設(shè)置有利于穩(wěn)定性和快速性的動(dòng)態(tài)平衡化刻。其中像捶，主調(diào)節(jié)器接受鍋爐出口主蒸汽壓力信號(hào)作為測量值,根據(jù)運(yùn)行人員給出的主蒸汽壓力設(shè)定值,計(jì)算出鍋爐所需的煤量值的一部分。給煤量的另一部分為鍋爐跟隨協(xié)調(diào)前饋信號(hào)桩砰，其中包括三部分：（1）功率給定值的比例信號(hào)拓春，比例項(xiàng)使鍋爐給煤量指令與負(fù)荷要求相適應(yīng)；（2）功率給定值的微分信號(hào)亚隅，微分作用在動(dòng)態(tài)過程中加強(qiáng)給煤量指令硼莽，以補(bǔ)償機(jī)爐對(duì)負(fù)荷的響應(yīng)速度的差異；（3）壓力的實(shí)際給定值隨功率的變化煮纵，當(dāng)壓力的給定值改變時(shí)懂鸵，通過微分作用動(dòng)態(tài)的提前改變給煤量。這三部分前饋信號(hào)的功能就是實(shí)現(xiàn)給煤量前饋行疏，含義是不等機(jī)主控的設(shè)定和實(shí)際負(fù)荷偏差引起的鍋爐側(cè)的能量需求發(fā)生變法時(shí)匆光，預(yù)先加煤，有效的克服了CFB鍋爐側(cè)的慣性和延遲酿联，提高了機(jī)組負(fù)荷的響應(yīng)速率终息。 副調(diào)節(jié)器作為給煤量調(diào)節(jié)器,用于保證進(jìn)入爐膛的給煤量滿足主調(diào)節(jié)器計(jì)算出的煤量值,并及時(shí)消除煤量擾動(dòng)對(duì)主汽壓力的影響。它以鍋爐總?cè)剂狭繛闇y量值,以主調(diào)節(jié)器的輸出為煤量設(shè)定值,計(jì)算并向給煤機(jī)變頻器發(fā)出轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)指令贞让。切鍋爐主控為手動(dòng)時(shí),M/A站跟蹤給煤機(jī)指令平均值,副調(diào)節(jié)器跟蹤M/A 站輸出,主調(diào)節(jié)器跟蹤總?cè)剂狭?以便達(dá)到無擾切換的目的艺滑。

　　3 系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)

　　由變負(fù)荷曲線可看出, 主汽壓力在全程中的表現(xiàn)較好，最大壓力波動(dòng)為±0.46Mpa砰染。而且總?cè)剂狭磕茌^好地跟隨負(fù)荷的變化而變化跳犹，這主要得益于協(xié)調(diào)控制中的前饋控制，尤其是給煤量前饋的加入比較符合CFB鍋爐的熱力特性鞋夹。在此過程中升負(fù)荷的最大擾動(dòng)值為78MW驶恨，平均升負(fù)荷速率為3.2MW/min。 從運(yùn)行數(shù)據(jù)和過程分析看孕炒，機(jī)組協(xié)調(diào)的穩(wěn)態(tài)特性和擾動(dòng)性能較好道婚，達(dá)到了熱工監(jiān)督規(guī)程的技術(shù)規(guī)范要求。機(jī)組自動(dòng)化控制達(dá)到了較高的水平, 對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定有著重要的意義仪但，為AGC功能的投入創(chuàng)造了有利的條件潦博。

　　( 1) 頻差校正信號(hào)直接加在經(jīng)速率限制后的功率指令上，使機(jī)組在穩(wěn)定和變負(fù)荷工況下的一次調(diào)頻功能都可以起作用呀净。

　　( 2)壓力偏差回拉功率回路的設(shè)計(jì)克服了機(jī)前壓力波動(dòng)過大的不足,防止過度的利用鍋爐的需熱量竖怯。

　　( 3) 直接能量平衡控制策略從物理意義的角度出發(fā)，找到了機(jī)爐能量的平衡點(diǎn)好猪，在實(shí)驗(yàn)充分胀茵、參數(shù)計(jì)算和整定正確的情況下社露，不失為一種好的方法。但同時(shí)必須注意琼娘，這種策略只有在汽機(jī)能量需求改變后峭弟，才能作出反應(yīng)，對(duì)解決CFB 鍋爐的滯后還是存在問題脱拼，對(duì)CFB 鍋爐來說瞒瘸，采用間接能量平衡加前饋能起到較好的控制效果。

　　( 4) 負(fù)荷預(yù)加煤前饋和負(fù)荷定值前饋有效克服了CFB 鍋爐的慣性和遲延∠ㄅǎ現(xiàn)場運(yùn)行效果證明了系統(tǒng)的良好調(diào)節(jié)品質(zhì)情臭。

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