330MW火电机组自动控制系统性能优化

赵小平

摘 要： 近年来，我国工业自动化设备的应用越来越广泛。热电厂是我国供电的主要来源，通过煤炭的燃烧，将大量的热能转化为电能，为我国居民用电及企业生产用电提供有力保障。330MW火电机组自动控制系统是热电厂设备自动化运行的重要机组，节约了热电厂的发电成本，提高了发电效率。由于330MW火电机组自动控制系统的应用较早，导致当前自动控制系统存在老化的现象，已不能满足当前热电厂长远发展的需求。因此，对330MW火电机组自动控制系统进行性能优化是十分有必要的。

关键词：330MW火电机组 自动控制系统 性能现状 优化策略

中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）08-0257-01

前言

火电机组是热电厂的重要设备机组，330MW火电机组自动控制系统的应用早在本世纪初就被引入到热电厂的发电系统中，该系统包括：炉膛压力自动控制系统、一次风母管风压自动控制系统、磨煤机自动控制系统等复合控制系统。由于该自动控制系统的使用年限已久，各系统仍按照初始运行状态运行，性能较落后，已不能满足当前热电厂更高的要求。本文将对当前330MW火电机组自动控制系统的性能现状进行介绍，并总结出330MW火电机组自动控制系统性能的优化策略。

一、330MW火电机组自动控制系统性能现状

1.炉膛压力自动控制系统

炉膛压力自动控制系统是对锅炉炉膛内部压力进行自动控制的系统，需要引风机作为辅助设备。当前热电厂的炉膛压力自动控制系统的控制原理是通过对引风机的转速进行调整，使炉膛内压力保持平衡状态，为更好地进行平衡状态的调节，要以送风机的前馈控制作为辅助调节手段，该结构具有双向调节功能，促进调节回路的增益平衡[1]。但当前热电厂对炉膛压力自动控制系统的调节品质提出了更高的要求，要求在整个调节过程中，保证各部分精准、高效运行，因此，需要对炉膛压力自动控制系统进行性能优化。

2.一次风母管风压自动控制系统

一次风母管风压自动控制系统是对一次母管风压进行自动控制，该自动控制系统的正常运行需要两台一次风机的安装，一次风机的运转频率是关系到一次母管风压大小的关键因素。该控制系统的控制原理就是在两台一次风机之间安装转频器，通过转频器对两台一次风机的频率进行控制，从而对一次风母管风压进行自动控制，使一次风母管风压控制在一定范围内，维持整个自动控制系统的正常运行。如对一次风压进行有效修正，将会大大提高一次风木管风压自动控制系统的性能。

3.磨煤机自动控制系统

磨煤机自动控制系统是330MW火电机组自动控制系统中的一种复合控制系统，由旁路风自动控制系统、磨煤机冷热风门自动控制系统和磨煤机料位自动控制系统等单向回路自动控制系统复合而成[2]。根据热电厂当前的检测结果来看，磨煤机自动控制系统的电磁阀开关切换时间严重滞后，极大程度地影响了磨煤机自动控制系统与其它自动控制系统的有效配合，造成控制步调严重不一致，影响了整个系统的工作效率。因此，要对磨煤机自动控制系统进行改造，优化其工作性能。

4.给水自动控制系统

给水自动控制系统是对给水流量进行自动控制的系统。热电厂的供电原理是将锅炉内煤炭燃烧产生的热能转化为电能，为保障锅炉处于正常工作状态，需要实时对锅炉内气泡水位进行观察，看是否处于稳定状态，以判断炉内气压是否平衡。通过给水自动控制系统对锅炉内气泡水位的控制，使其在承受不同荷载时都能够保持平稳，处于正常工作状态，代替了人工的监测。但当前热电厂给水自动控制系统的精准度还有待提高，需要采取合理措施进行优化。

5.温度自动控制系统

温度自动控制系统是对汽温进行自动调节控制的控制系统，整个汽温调节过程都需要过热器与减温器的参与。过热器参与一级降温和二级降温的过程，减温器参与最终的再热汽温喷水调节过程。其温度调节原理是先以过热器出口的温度为标准，进行一级降温和二级降温，然后再以减温器的出口温度为准，进行再热汽减温。但温度自动控制系统的干扰因素较多，为提高温度调节质量，需要对该系统进行优化，以避免外在因素对系统的干扰。

6.自动协调控制系统

自动协调控制系统（CCS）是利用直接能量控制系统（DEB）进行自动控制的，直接能量控制系统的调节信号受到调节级压力、机前压力以及机前压力设定值的控制，使其产生锅炉承受负荷的指令，补偿机以及锅炉要对承载的负荷做出迅速反应，因此，要对锅炉的蓄热变化进行有效控制，这也是自动协调控制系统的直接控制原理。为提高自动协调控制的质量，要对其中的各项参数进行重新设定。

二、330MW火电机组自动控制系统性能优化策略

1.炉膛压力自动控制系统

在对炉膛压力自动控制系统进行优化时，要考虑到对引风控制回路的调节，可通过增加偏差调节定区，对引风机动叶的调节频率进行控制，以更大程度地满足热电厂对调节控制系统的需求。除此之外，要加大控制系数，促进控制系統的高效性；调整系统比例参数，以保证系统正常稳定运行。对于送风机的前馈问题，预设调节参数后，进行闭环回路控制，观察风压变动情况，多次进行扰动试验并修正，使控制系统达到最佳工作状态。

2.一次风母管风压自动控制系统

在进行一次风母管风压自动控制系统的优化时，要对一次风进行修正。要根据风门的最大容量限度进行修正[3]。如风门容量达到最大开度上限时，在对整个状态进行综合判断之后，在适当时间内，增加一定的+△值；档风门容量达到最大开度下限时，同样要进行状态的综合判断，在适当时间内，增加一定的-△值。通过对一次风的修正，使得一次母管风压达到最佳稳定状态。

3.磨煤机自动控制系统

由于当前热电厂的磨煤机自动控制系统的性能老化，不能够满足热电厂更高的需求。为促使磨煤机自动控制系统的性能优化，可将传统的磨煤机自动控制系统替更换为法国阿尔斯通系列控制系统，其具有较好的料位，为磨煤机自动控制系统的优化提供良好基础。系统更换后，要对磨煤机自动控制系统中控制器的比例参数进行调整，以提高自动控制的高效性。

4.给水自动控制系统

给水自动控制系统分为单量控制系统和三量控制系统，对给水自动控制系统的优化可从控制锅炉气泡水位的稳定性入手。锅炉气泡水位的稳定性受控制器比例系数的控制，因此，要进行相关调节试验，将比例系数设定为不同数值，进行锅炉气泡水位稳定性的观察，直至观察到锅炉气泡水位达到非常稳定状态时，将此时设定的比例系数作为该控制器的比例系数，以此提高控制系统的精准度。

5.温度自动控制系统

在温度控制回路中，增加过热器出口温度的回馈装置，调节控制器的比例参数能够有效地优化温度自动控制系统的性能，提高系统控制效率，使控制系统处于最佳工作状态。鉴于对温度自动控制系统影响因素的考虑，可提高温度信号的回馈速率，避免回馈时间的滞后。除此之外，适当增加调节系统的测量偏差，延缓调节时间，以满足整个控制系统的要求。

6.自动协调控制系统

自动协调控制系统在正常运行时，主要为协调控制方式和锅炉定位方式两种方式，因此，在对自动协调控制系统进行性能优化时，可对协调控制方式或锅炉定位方式中的控制器比例参数进行重新设定，多次进行试验，确定最佳工作状态下的比例参数。除此之外，要加大主控制器对负荷指令的反馈速率，使该系统的性能达到最佳状态。

三、结语

总之，当前我国热电厂330MW火电机组自动控制系统性能过于老化，不利于热电厂工作效率的提高，阻碍了我国热电厂的长远发展。为此，热电厂应对当前330MW火电机组自动控制系统的性能现状进行分析，探究出有效的性能优化策略，以促进热电厂自动控制系统的有效应用。

参考文献

[1]张升.300MW机组节能探讨[J]. 科技创新与应用. 2013（12）

[2]高林，崔战兵，王文骏.用于电网中长期分析的超（超）临界火电机组建模[J].中国电力. 2013（07）

[3]郭容赫，陈泽榕.基于混沌原理的火电机组负荷分配优化系统研究[J]. 东北电力技术. 2013（10）