基于變頻及靜葉調(diào)整的引風(fēng)自動(dòng)控制品質(zhì)優(yōu)化及應(yīng)用

馬耀輝

摘 要：本文針對爐膛壓力不穩(wěn)定的情況，提出了爐膛壓力控制系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略，通過優(yōu)化引風(fēng)自動(dòng)控制策略和對動(dòng)作對象開展特性試驗(yàn)，優(yōu)化回路參數(shù)，提高控制策略的適應(yīng)性，確保機(jī)組引風(fēng)機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)全程投入，自動(dòng)投入工況時(shí)根據(jù)風(fēng)機(jī)特性曲線和實(shí)際情況能有效避免風(fēng)機(jī)振動(dòng)區(qū)和風(fēng)機(jī)搶風(fēng)工況。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；策略；燃燒優(yōu)化；變頻調(diào)節(jié)

中圖分類號：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、總體思路

通過對鍋爐燃燒動(dòng)態(tài)特性和控制對象進(jìn)行分析和試驗(yàn)，總結(jié)并收集運(yùn)行人員相關(guān)操作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)相關(guān)函數(shù)，優(yōu)化控制策略組態(tài)，在不同負(fù)荷、煤種變化下對控制策略參數(shù)進(jìn)行整定，先子回路后系統(tǒng)逐個(gè)完善和評價(jià)鍋爐自動(dòng)在各種工況下的適應(yīng)性，使控制偏差在允許范圍內(nèi)，確保引風(fēng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)全程投入。

二、實(shí)施方案

黔東電廠鍋爐爐膛負(fù)壓控制包括由引風(fēng)機(jī)靜葉調(diào)節(jié)和引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)兩部分，鍋爐點(diǎn)火至并網(wǎng)前采用靜葉調(diào)節(jié)，靜葉開度在60%～75%區(qū)間采用變頻靜葉協(xié)同調(diào)節(jié)，靜葉開度大于75%后全變頻調(diào)節(jié)，此時(shí)靜葉開度維持全開。同時(shí)在策略中引入MFT、負(fù)壓偏差大、送風(fēng)前饋等超馳信號，并對前饋調(diào)節(jié)回路和PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)引風(fēng)自動(dòng)在任意工況下均能全程投入。

1.存在問題

（1）在快速變負(fù)荷或總風(fēng)量發(fā)生較大調(diào)整時(shí)，負(fù)壓波動(dòng)較大。

（2）兩臺引風(fēng)機(jī)變頻/靜葉都自動(dòng)情況下，電流平衡回路加在爐膛負(fù)壓控制偏差上，調(diào)節(jié)慢，在高負(fù)荷或快速增加負(fù)荷出現(xiàn)搶風(fēng)情況下可能會出現(xiàn)反調(diào)。

（3）在MFT動(dòng)作時(shí)，引風(fēng)機(jī)超馳控制回路未投入。

2.優(yōu)化策略

2.1 針對負(fù)荷或總風(fēng)量變化時(shí)負(fù)壓波動(dòng)大，第一可以通過對總風(fēng)量動(dòng)態(tài)前饋信號進(jìn)行參數(shù)調(diào)整來優(yōu)化，第二種策略是修改當(dāng)前控制邏輯，采用總風(fēng)量或者送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度/指令的比例微分信號作為引風(fēng)機(jī)變頻/靜葉控制輸出的前饋信號。

2.2 針對電流平衡控制回路調(diào)節(jié)慢的情況，采用電流平衡信號直接作為兩臺引風(fēng)機(jī)變頻/靜葉控制輸出的前饋信號，在出現(xiàn)搶風(fēng)情況時(shí)可以防止出現(xiàn)反調(diào)。

2.3 觸發(fā)MFT后，根據(jù)總風(fēng)量動(dòng)態(tài)信號折算出對應(yīng)的指令，超馳關(guān)引風(fēng)機(jī)靜葉開度/變頻指令。

三、實(shí)施效果

通過優(yōu)化調(diào)整，引風(fēng)機(jī)采用變頻控制時(shí)，引風(fēng)機(jī)靜葉調(diào)節(jié)也可投入自動(dòng)，變頻器根據(jù)爐膛壓力控制加減頻率，頻率自動(dòng)控制范圍為27Hz～50Hz。靜葉控制輸出為負(fù)荷對應(yīng)的開度，在240MW～600MW區(qū)間開度對應(yīng)40%～80%開度，同時(shí)又保證變頻器的輸出頻率在合理的范圍內(nèi)，減少節(jié)流損失實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。自動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行人員可以通過手動(dòng)偏置調(diào)整靜葉開度，畫面每次點(diǎn)操幅度為±1.5%，偏置范圍為±50%。自動(dòng)投入后靜葉開度輸出下限切換為45%。引風(fēng)機(jī)變頻自動(dòng)控制切除時(shí)，引風(fēng)機(jī)靜葉調(diào)節(jié)由配合負(fù)荷、變頻控制調(diào)整靜葉開度回路切換到爐膛負(fù)壓控制回路。

1.定值擾動(dòng)試驗(yàn)

（1）鍋爐燃燒穩(wěn)定，改變爐膛壓力定值±50Pa～±100Pa，同時(shí)記錄爐膛壓力的變化過程，直至達(dá)到新的穩(wěn)定，記錄過渡過程時(shí)間、最大超調(diào)量、穩(wěn)態(tài)誤差；

（2）質(zhì)量要求：爐膛壓力定值改變±50Pa～±100Pa，在3min（并且加濾波時(shí)間）內(nèi)穩(wěn)定在±100Pa以內(nèi)。

2.外擾試驗(yàn)

試驗(yàn)步驟及要求：

（1）改變負(fù)荷±5%～±10%MCR，升降負(fù)荷率10 MW/min以內(nèi)，記錄引風(fēng)機(jī)變頻變化過程，同時(shí)開始記錄爐膛壓力的變化過程，直至新的穩(wěn)定為止。

（2）質(zhì)量要求：動(dòng)態(tài)過程最大偏差±200Pa，穩(wěn)態(tài)偏差在±100Pa以內(nèi)。試驗(yàn)結(jié)果得出穩(wěn)定負(fù)荷下爐膛壓力控制品質(zhì)：-50Pa～﹢50Pa。

爐膛壓力定值擾動(dòng)試驗(yàn)曲線如圖1所示，爐膛壓力外擾試驗(yàn)曲線如圖2所示。

結(jié)語

通過擾動(dòng)試驗(yàn)及歷史曲線分析，證明了此優(yōu)化控制策略具有抗干擾能力強(qiáng)、適應(yīng)變工況能力強(qiáng)以及跟隨能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，為引風(fēng)機(jī)高壓變頻全過程自動(dòng)調(diào)節(jié)和爐膛壓力穩(wěn)定提供了有力的保證。

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