發(fā)電廠鍋爐和汽輪機組協(xié)調控制系統(tǒng)分析

摘 要：在我國如今的經濟發(fā)展形勢下，發(fā)電廠對于新能源的使用還不夠成熟，而火力發(fā)電的工作原理簡單易懂，不需要過多的操作流程，所以，火力發(fā)電仍是我國最主要的發(fā)電形式。目前，發(fā)電廠火電機組中的鍋爐和汽輪機組在協(xié)調控制系統(tǒng)中運行良好，有效提升了電力事業(yè)的穩(wěn)固發(fā)展。本文就針對發(fā)電廠火電機組中鍋爐和汽輪機組的協(xié)調控制展開相關性的分析，希望對當前的發(fā)電事業(yè)有所幫助。

關鍵詞：火電機組；鍋爐和汽輪機組；協(xié)調控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.171

協(xié)調控制系統(tǒng)是我國發(fā)電廠目前運用最為廣泛的一種技術，其也對我國的電力發(fā)展產生著深遠的影響。由于火電機組中的鍋爐和汽輪機組均存在著獨特性，所以在實際運行中，兩者都必須被謹慎操作，如此才能實現(xiàn)資源的高度利用。下面本文就對協(xié)調控制系統(tǒng)下火電機組中鍋爐和汽輪機組展開合理分析。

1 協(xié)調控制系統(tǒng)的觀念及特點

發(fā)電廠協(xié)調控制系統(tǒng)，是專門用來協(xié)調鍋爐功率調節(jié)器和汽輪壓力調節(jié)器的系統(tǒng)，其主要職能是將鍋爐和汽輪機作為一個整體機組來進行統(tǒng)一控制。而在協(xié)調控制系統(tǒng)中，負荷控制系統(tǒng)、常規(guī)控制系統(tǒng)和負荷控制對象是最重要的三大組成部分。通過這三個系統(tǒng)的合理開展，能夠為工作人員帶來準確的發(fā)電數(shù)據(jù)。

對于協(xié)調控制系統(tǒng)，其特點大致分為五個方面。其一，加強系統(tǒng)的品質檢測與保護。在使用火電機組時，其中多處信號都可用QC檢測來提供有效的保障。而在輸入的過程中，若出現(xiàn)調節(jié)器的輸出與所反饋的數(shù)據(jù)存在一定的偏差，這便說明系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，偏差保護也在這種狀況起到了安全性的作用。其二，超馳控制。當發(fā)電廠出現(xiàn)了一些安全隱患時，協(xié)調系統(tǒng)便能在最短的時間內根據(jù)具體的緣由來直接控制調節(jié)機構，將整個發(fā)電廠的工作系統(tǒng)轉到預先設定的安全狀態(tài)，從而使發(fā)電廠避免巨大的經濟損失。其三，先進的系統(tǒng)架構。協(xié)調控制系統(tǒng)在火電機組的控制回路上采用先進的系統(tǒng)架構，從而有效控制機爐的各級指令。同時，利用這種新式的架構模式，也為我國的發(fā)電事業(yè)奠定了堅實的基礎。其四，控制方式優(yōu)異。火電機組中主控制器的設計是由于鍋爐和汽輪機組中負荷、壓力差存在變動，只有在主控制器的指令系統(tǒng)下，才能更好的適應多種突發(fā)情況，良好的控制品質也顯而易見。其五，協(xié)調系統(tǒng)功能趨向于全面化。發(fā)電廠的協(xié)調控制系統(tǒng)除正常的功能調節(jié)外，還具備運行方式轉換、局部故障處理與維護等。利用這些完備的系統(tǒng)體系，大大促進了發(fā)電廠的進一步發(fā)展，也為我國的電力事業(yè)帶來了一定的經濟效益[1]。

2 鍋爐和汽輪機組協(xié)調控制系統(tǒng)的組成

2.1 鍋爐運行主界面

鍋爐在進行工作時，協(xié)調控制系統(tǒng)利用運行的主界面，可以調出鍋爐所有的操作界面，方便了控制器對工作進程的全程監(jiān)控，避免因故障而造成不必要的經濟損失。

2.2 機組指令操作畫面

機組指令操作畫面大致分為三種：第一，指令控制器，其能夠實時檢測發(fā)電機組的工作狀態(tài)，若在發(fā)電的運行過程中出現(xiàn)某些問題，便能按照指令做出準確的部署；第二，操作按鈕，主要運用于機組的各項功能；第三，狀態(tài)指示燈，其用來向工作人員提醒機組的運行狀況，以便相關人員作出及時的反應。

2.3 協(xié)調主控操作系統(tǒng)

該系統(tǒng)是負責協(xié)調控制方式，主要的組成部分有：DEH控制器、壓力控制器、滑壓控制器等。每種控制器都有其獨特的功能，若是協(xié)調控制系統(tǒng)能夠有效進行，對發(fā)電中的鍋爐和汽輪機組有著巨大的幫助[2]。

2.4 鍋爐燃料控制系統(tǒng)

第一，DEB 控制器，這是火電機組中鍋爐的主要控制方式，其負責向燃料控制器發(fā)送相應指令，保證發(fā)電過程中不會因燃料的中斷而停止。第二，燃料控制器，這是對裝入爐膛的燃料加以把控，保證爐膛中的煤量和燃油仍在比例下燃燒，促進發(fā)電的效率。

2.5 送風控制系統(tǒng)

燃料的燃燒離不開空氣，所以爐膛中的風速和氧氣含量主要被該系統(tǒng)所控制。通常情況下，燃燒的指令會隨著鍋爐的負荷而變動，只有這樣，才能保證鍋爐處于安全狀態(tài)，煤料的利用率也能實現(xiàn)最大化。

3 鍋爐和汽輪機組協(xié)調控制用途及策略分析

3.1 鍋爐和汽輪機組協(xié)調控制系統(tǒng)的用途

協(xié)調控制系統(tǒng)在目前的發(fā)電事業(yè)領域來看，其占有著重要的比重，不僅能夠在鍋爐負荷頻繁變化的情況下讓控制器提前做出相應的舉措，更能高效率地保障各項流程的有序進行，從而促進質量的提升。而對于汽輪機組，其快速的響應特點是工作人員依賴的渠道，鍋爐存在較大的遲延及滯后，這對協(xié)調控制系統(tǒng)的響應以及安全都會帶來一定的影響。因此，在控制方面最好是應用于鍋爐側，這樣變能科學避免系統(tǒng)的延遲等不良問題[3]。

而對于鍋爐運行狀態(tài)下的協(xié)調控制方式，其主要將控制器中的負荷指令進行轉換；同時，汽輪機組中的主蒸汽流量信號在通過轉變之后，便可作為前饋信號，進而發(fā)揮出系統(tǒng)前饋信號的具體作用。在鍋爐的氣壓測量過程中，主氣壓偏差能夠通過前饋修正使偏差值處于限定的幅度內，從而使得鍋爐中的氣壓處于穩(wěn)定狀態(tài)。

除上述所講，鍋爐側的前饋控制方式在信號來源的掌握上可分別兩種：負荷指令經行的前饋控制和直接能量的平衡信號。對于采用負荷指令經行前饋控制而言，負荷指令在處理之后，便能良好地控制前饋控制系統(tǒng)，進而實現(xiàn)鍋爐最佳的運行狀態(tài)。而直接能量的平衡信號，其主要用途是解決鍋爐內部的壓力差，并且在準確的修正后，實現(xiàn)前饋控制。由此看來，通過這兩種信號來源的應用，有效地促進了協(xié)調控制系統(tǒng)在鍋爐和汽輪機組中的實施，降低了一些安全隱患的發(fā)生。

3.2 鍋爐和汽輪機組協(xié)調控制系統(tǒng)的策略

外界負荷的變化能夠直接影響鍋爐和汽輪機組的正常運轉，而鍋爐跟隨控制以及汽機跟隨控制是在非協(xié)調控制背景下能夠有效實現(xiàn)的控制方式。對于鍋爐跟隨控制，在實際運行狀態(tài)下，鍋爐可結合主蒸汽壓力對燃燒率進行適當?shù)恼{節(jié)，這樣一來，外界負荷的變化便不會顯得那么嚴重，汽輪機組的調節(jié)也能進行更深層次的整改，從而對使電機輸出功率和外界負荷要求的快速反應得到提升。另外，汽輪機組的調節(jié)器要根據(jù)機前的壓力值進行改變，這不僅可以把控鍋爐中煤料的燃燒率，也能實現(xiàn)負荷需求的最高響應比，最終完成系統(tǒng)的協(xié)調的控制。

而汽機跟隨控制，當預先設計的指令信號傳輸給鍋爐控制器時，其功率信號便會在負荷值不穩(wěn)定的狀況下，使得煤料的燃燒率和主蒸汽壓力也能進行相應的調整，并以此維持之前鍋爐的壓力。如此一來，進氣量也就產生一定的變化，最終的輸出功率以及外界的負荷也能實現(xiàn)相對穩(wěn)定。因此，在控制對象、方式等因素發(fā)生動態(tài)變化時，協(xié)調控制系統(tǒng)所預定的解決方案便可發(fā)揮其實際性價值，雖然在處理方案上各有千秋，但無論使用何種方案，鍋爐與汽輪機組的都能按照能量平衡原理實現(xiàn)壓力和負荷的有效把控。

4 結束語

綜上所述，發(fā)電廠的火電機組中鍋爐和汽輪機組協(xié)調控制系統(tǒng)是目前適用性最好的系統(tǒng)體系，在實際運用當中，其不僅能夠及時有效的根據(jù)指令完成相應的操作，更保障了整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。因此在如今的經濟發(fā)展形勢下，發(fā)電廠必須堅持對協(xié)調控制系統(tǒng)的使用，無論是節(jié)省成本，還是保障整個工作系統(tǒng)的正常運轉，其都有著巨大的優(yōu)勢。希望本文的分析能夠為我國的發(fā)電廠事業(yè)帶來理論上的幫助，以促進協(xié)調控制系統(tǒng)的持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻：

[1]賈貴華.發(fā)電廠火電機組中鍋爐和汽輪機組的協(xié)調控制系統(tǒng)分析[J].科技致富向導，2015（03）：266.

[2]高彬.鍋爐-汽輪機協(xié)調控制系統(tǒng)在火電廠中的應用[J].中國科技縱橫，2015（06）：135.

[3]張興華.鍋爐-汽輪機機爐協(xié)調控制系統(tǒng)在火電廠中的應用[J].江西建材，2016（17）：221.