三種協調切除的結果對比和處理方法探討

摘 要：文章對機組的三種控制模式以及機組運行中重要的自動切手動條件進行介紹，找出三種最為常見的引起協調切除的情況，并對它們引起的結果進行對比和討論，找出其中的根本區別，進而得出對應情況下最佳的處理方法，為日后機組運行出現類似情況做指導。

關鍵詞：協調；水煤比；汽溫

1 機組運行控制方式對比

（1）基礎模式。在此模式下，鍋爐主控、汽機主控均在手動方式，鍋爐總煤量手動控制，汽機調門開度手動控制。（2）爐跟隨模式。所謂的爐跟隨模式，即鍋爐主控在自動方式，汽輪機主控在手動方式。此方式下，當要求負荷改變時，首先改變汽輪機進汽閥開度，進而改變汽輪機的進汽量，使發電機的輸出功率迅速與所要求的負荷一致。當汽輪機的進汽閥開度改變時，機前壓力隨之改變，而后通過汽壓調節器改變鍋爐的燃料量和相應的送風量、給水量使機前壓力達到壓力指令值。此方式負荷適應性強，但汽壓波動大。（3）機跟爐模式。所謂的機跟隨模式，即鍋爐主控在手動方式，汽輪機主控在自動方式。此方式下，當要求負荷改變時，首先指定鍋爐的控制器，改變鍋爐燃料量、風量及給水量。隨著燃燒強度的改變，蒸發量隨之變化，進而引起機前壓力的改變，為了維持機前壓力和壓力指令的匹配，汽機調節閥自動改變其開度，改變汽輪機進汽量，使機組功率增達到指定值。此方式汽壓波動小，但是機組負荷適應性差。（4）協調方式。所謂的協調方式，即鍋爐主控在自動方式，汽輪機主控在自動方式。在此方式下，鍋爐與汽輪機控制裝置同時接受功率與壓力偏差信號。當外界要求機組增加出力時，使給定功率信號加大，出現正的功率偏差信號，這一信號一方面加到汽輪機主控制器上，導致汽機調門開大，增加汽輪機出力；另一方面加到鍋爐主控制器上，會導致燃料量增加，提高鍋爐蒸汽量。汽機調門的開大勢必會引起機前壓力的下降，這時鍋爐雖已增加了燃料量，但鍋爐的燃燒具有一定的延遲，因而此時會出現正的壓力偏差信號（機前壓力低于汽壓指令）。壓力偏差信號加在鍋爐主控制器上，促使燃料量進一步增大，壓力偏差信號作用在汽機主控制器上，使調門向關小的方向動作，使汽壓恢復正常。因此，這兩個偏差對調速汽門作用的結果使調速汽門在開大到一定的程度后停在某一位置上。同時調速汽門在功率偏差和機前壓力恢復的作用下，提高機組負荷，最后實發功率等于負荷指令，機前壓力等于壓力指令，機組在新的負荷下達到穩定狀態。

2 運行控制方式切除條件

（1）鍋爐主控切手動條件。主蒸汽壓力三測點中兩兩偏差大于0.5MPA；MFT；燃料主控切手動；鍋爐給水自動切手動；機前壓力與壓力指令偏差大于1.8MPA；RB動作時。（2）汽機主控切手動條件。DEH不處于CCS控制方式；主蒸汽壓力三測點中兩兩偏差大于0.5MPA；MFT。（3）協調切除條件。鍋爐主控切為手動；汽機主控切為手動；手動改為爐跟隨方式；手動改為機跟隨方式；爐跟機協調和機跟爐協調互相切換時；發電機出口實發功率兩個測點偏差為20MW；主蒸汽壓力三測點中兩兩偏差大于0.5MPA；RB動作；負荷指令與實際負荷差值大于50MW。（4）鍋爐給水自動切手動條件。三臺給水泵均在手動狀態；省煤器入口流量三測點中兩兩偏差大于80t/h；給水流量實際值與需求值差300t/h且RB未動作。（5）燃料主控切手動條件。MFT；高加切除；所有給煤機均在手動狀態；任意給煤機運行且轉速是壞點。通過對上述自動切除方式的比較，容易導致機組協調切除的方式為機前壓力與壓力指令偏差大于1.8MPA時；給煤機運行且轉速和給煤量變壞點引起燃料主控切手動進而導致協調切除；所有給煤機切為手動引起的燃料主控切手動導致協調切除。

3 三種協調切除的結果對比

（1）機前壓力與壓力指令偏差大于1.8MPA引起的協調切除。機組正常運行中，隨著負荷升降的變化必然引起機前壓力和壓力指令的偏差，特別是在事故處理時，由于總煤量和給水量的突變導致兩者出現偏差的情況更為常見。（2）給煤機全部切為手動引起的協調切除。給煤機全部切為手動的狀態很少見，一般為啟停機低負荷出現，但此時已經全部為手動控制，沒有對比意義。另一種是人為切為手動而引起的協調切除。（3）給煤機運行且給煤量變壞點引起協調切除。燃料主控切手動，分離器出口溫度控制煤量會自動降為0，閉鎖增加，給水自動會切手動，給水指令維持系統默認水煤比值7.8（給水指令=總煤量*7.8），而實際給水量在手動控制方式下保持原值不變。

表1 三則情況結果對比

通過上述對比，這三種情況的主要區別在于分離器煤量控制端是否可以改變總煤量，給水量是否在自動控制方式，以及自動方式時維持的水煤比值是否改變。

4 處理方法總結

4.1 汽溫控制

對比三則事故案例，當機前壓力和壓力指令偏差大于1.8MPA時導致的協調切除引起的汽溫波動最大，由于此時機組處于汽機跟隨模式，為了維持機前壓力等于壓力指令，汽機調門會自動開大或減小。若由于機前壓力大于壓力指令1.8MPA導致協調切除，汽機調門必然會突開，負荷突增，給水量突加，造成水煤比失調，給水量嚴重超過給煤量，汽溫必然突降。其次為給煤機控制切手動導致的協調切除，因為此時給水自動會將水煤比調至系統默認值7.8，若最初水煤比偏低，說明煤質差，協調切除后，系統維持7.8水煤比，給水量突增，造成汽溫的降低。對汽溫影響最小的為給煤機給煤量變壞點導致的協調切除，因為此時給水自動解除，維持原有水量，不會去維持7.8的水煤比而增加水量。

根據對比，保證汽溫穩定的根本在于水煤比的穩定，也即只要手動調整水煤比和異常前工況一致，那么機組汽溫必然不會出現較大的波動。

4.2 水煤比控制

對于壓力偏差超過1.8MPA協調切除，可以通過控制汽機調門開度控制負荷，進而控制給水量，防止水量突增來維持汽溫穩定，但這種方法會引起機前壓力的進一步升高，高負荷容易引起ERV閥啟座，其最基本方法為給水自動解為手動，手動控制給水量，維持原有水煤比，若由磨煤機堵煤等引起協調切除，此時進入鍋爐總煤量已經失真，則令當別論。對于這類情況，只能依靠水冷壁溫變率、過熱度溫變率、主再熱蒸汽溫變率、主汽壓力、機組負荷綜合參考，調整給水量。

對于給煤機控制切手動導致的協調切除，此時給水為自動控制，可以通過改變偏置維持水煤比，但是偏置上限為200T/H，若水煤比仍無法恢復原有值，給水控制解手動，手動控制給水量。

對于給煤機給煤量變壞點導致的協調切除，由于給水自動為手動控制，可以直接控制給水量滿足水煤比的穩定。

對于上述三種情況，最合理的方式是水煤比手動控制合適，磨煤機參數、爐膛壓力、送風量、火檢等參數均正常后，投入協調控制模式，在機組協調方式下控制總煤量和給水量，保證水煤比恒定。

5 結束語

通過對三種協調切除的情況對比可知，協調不同的切除方式引起的結果不同，各級自動解除的程度不同，同時都會引起水煤比的失真而導致汽溫的改變。因此，對于這三種情況，應及時控制水煤比維持原有值，盡快投入機組協調控制，在協調方式下改變總煤量和給水量維持原有水煤比，進而使機組達到新的穩定狀態。