330MW机组送风自动控制系统优化

陈厚涛，胡雄辉，寻新，王伯春

(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)

330MW机组送风自动控制系统优化

陈厚涛，胡雄辉，寻新，王伯春

(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)

针对某330MW机组送风自动控制系统调节效果不理想、投运率偏低的问题，设计新的氧量均值计算方法和超前调节的送风自动控制策略。实际运行结果表明，新设计的送风自动调节系统能满足机组稳态及变负荷工况运行要求，有利于提高送风自动调节效果和投运率。

亚临界机组；送风自动；氧量校正；总风量

送风自动系统是火力发电厂的重要自动控制系统，其主要任务是调节送风量，保证炉膛风量供给与燃料供应相匹配，维持烟气氧量在目标值附近〔1-3〕。风量过多造成烟气氧量过高，锅炉排烟损失过大，不利于节能减排；风量供应过少，不利于燃料在炉膛完全燃烧，甚至影响燃烧稳定〔4-5〕。

某电厂2×330MW机组锅炉为某锅炉厂生产的亚临界参数、一次中间再热、自然循环、双拱炉膛、“W”型火焰、固态排渣、平衡通风、全钢结构半露天布置锅炉。制粉系统采用正压直吹式燃烧系统，每台炉配置4台双进双出钢球磨煤机。送风系统采用2台动叶可调轴流式送风机。汽轮机为亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽反动式汽轮机。

该厂送风自动系统存在风量调节滞后大、氧量信号波动大等问题，送风自动投运率不高。尤其是变负荷初期风量调节滞后于燃料变化，造成氧量波动较大，进而造成风量反复调节，对炉膛燃烧和负压影响较大。针对这些问题，对送风自动控制系统进行了优化。运行结果表明，新设计的送风自动控制系统能满足机组运行要求，提高了送风自动调节效果和投运率。

1 优化方案

1.1 氧量计算

原送风自动控制系统采用空气预热器入口烟道左侧、右侧4个氧量信号取平均值作为氧量调节的过程量。当某个氧量信号有突变或变坏值时，氧量均值有一个跳变，将影响送风自动调节。新控制系统对氧量均值计算进行了优化。首先，对氧量信号进行品质判断，去掉坏值信号。若4个信号均正常，则去掉最高值和最低值，对剩下的2个值取平均，作为最终的氧量信号；若1个信号为坏值，则采用三选中信号用于调节；若2个信号为坏值，则采用剩余2个信号的平均值用于调节；若3个信号及以上为坏值，则退出氧量自动。新设计的氧量均值计算方法，当其中1个氧量信号突变或变坏值，或对1个氧量信号进行检修处理时，不会对送风调节造成大的影响，不影响送风自动的投入。

1.2 送风自动策略

风量调节为带氧量校正和风煤交叉限制的送风自动控制回路，采用串级PID调节，主调调节空预器入口氧量，输出值为总风量设定值。副调调节总风量，输出值为送风机动叶开度。送风自动控制SAMA图如图1所示。

1.2.1 氧量校正

氧量设定分为2部分，一部分由机组负荷指令通过函数发生器生成氧量理论设定值；另一部分为运行人员设定氧量偏置值。正常情况下氧量设定值由负荷指令生成。当氧量设定值与运行人员控制目标有偏差时，运行人员可以通过设定氧量偏置值进行修正，保证氧量设定满足机组运行要求。

氧量设定与实际氧量的偏差，送至主PID进行运算，生成风量修正信号，修正总风量指令。同时，氧量偏差经函数发生器生成主PID的前馈信号，以便氧量偏差较大时提高送风调节速度。

1.2.2 风量自动

机组正常运行情况下风量设定值由4部分组成:第1部分由氧量校正回路产生；第2部分由限速后负荷指令产生；第3部分由未经限速负荷指令与实际负荷的偏差产生；第4部分为运行人员设定风量偏置值。

限速后负荷指令经函数运算后生成总风量设定信号，总风量设定值主要由该信号产生。通过分析送风控制系统历史数据，考虑风量波动、氧量波动等情况，确定各种负荷情况下正常的总风量需求，设置风量设定函数。

未经限速的负荷指令与实际负荷的偏差产生风量指令，用于变负荷初期送风自动超前调节。在AGC指令或负荷设定指令产生变化的初期，根据负荷指令阶跃变化的的大小，改变风量指令，产生的风量指令经过滤波延时，叠加到总风量指令回路中，提高送风自动的响应速度。

风量偏置由运行人员设定。运行人员可以根据机组运行工况要求设置偏置信号，实现对风量的快速干预。

4部分风量设定信号相加作为总风量指令，与实际风量信号进行偏差运算后送至风量PID进行运算，改变送风机动叶开度，调节进入炉膛的总风量。同时，总风量设定信号经过函数运算后直接作为送风机动叶的前馈信号，以提高送风控制的响应速度。

2 运行效果

图2为升负荷过程送风自动趋势图。机组负荷由260MW增加到306MW。升负荷过程中烟气氧量与设定值的最大偏差为0.77%，炉膛压力最大偏差为 88.41 Pa，送风自动控制系统调节品质优良。

图3为降负荷过程送风自动趋势图。机组负荷由238MW减少到199 MW。升降负荷过程中烟气氧量与设定值的最大偏差为0.91%，炉膛压力最大偏差为－115.83 Pa。

3 结语

基于超前调节的送风自动控制系统，提高了对机组负荷变动的响应速率，能够较好地与燃料调节相适应，减少了变负荷期间氧量和炉膛压力波动，有利于炉膛稳定燃烧。运行结果显示，送风自动控制系统的调节品质优良，可为同类型机组送风自动提供参考和借鉴。

〔1〕刘禾，白焰，李新利.火电厂热工自动控制技术及应用 〔M〕.北京:中国电力出版社，2008.

〔2〕唐志.300MW机组送风自动控制优化 〔J〕.河南电力，2012，(3):40-43.

〔3〕潘灏，霍沛强，尹进，等.1 000MW超超临界燃煤机组送风机和一次风机布置优化 〔J〕.广西电力，2008，33(4):60-61.

〔4〕揭其良，徐明东.超临界直流锅炉送风控制系统的分析及应用〔J〕.广东电力，2008，21(12):63-67.

〔5〕李子萧，潘维加.600MW超临界机组引风送风控制系统 〔J〕.工业控制计算机，2013，26(4):61-63.

Air supply automatic control optim ization of 330MW Units

CHEN Hou-tao，HU Xiong-hui，XUN Xin，WANG Bo-chun
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China)

For the problem of poor adjusting effectand low using rate of air supply automatic control system in a 330MW unit，the new oxygenmean calculation method and advanced adjustment of air supply automatic control strategy have been designed. Actual operation results show that the new design of air supply automatic control system can satisfy the steady and variable load operation requirements.It can improve the air supply automatic control regulation effect.

subcritical unit；air supply automation；oxygen correction；total air flow

H15

B

1008-0198(2014)06-0072-02

陈厚涛(1983)，男，苗族，博士研究生，主要从事热工自动控制优化研究工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.06.021

2014-06-30 改回日期:2014-11-04