[下载]电厂热工自动化技术分析

<font face="Verdana">一、自动调节系统应用现状<br/>目前，国内几乎所有的机组都采用了DCS 控制系统。国外的系<br/>统运行可靠但价格昂贵；国内的系统价格低，但是运行和维护的工<br/>作量都比较大。根据国内的机组情况，从自动调节系统的角度，将国<br/>内机组的状况归纳如下：<br/>1、机组、配套仪表设备、DCS 系统、编制软件都采用进口知名<br/>设备。国外的自动调节系统成熟完备，并且各种仪表、执行机构运行<br/>可靠，机构线性良好，各种参数设置合理。<br/>2、国产机组、进口仪表及设备、进口DCS 系统，国内编制DCS<br/>程序。这一类企业往往采用国内专业的程序编制人员，比如热工调<br/>试所等机构。他们也有着成熟的自动调节系统程序编制经验，和相<br/>当的参数整定经验。但是在系统编程和调试阶段，有些时候相对粗<br/>糙。在以后的运行过程中，自动调节系统有可能存在一些问题。<br/>国产DCS 系统，国内一些经验不太丰富的人员编制的程序。这<br/>些企业存在的问题较多。设备之间的匹配不够完善，阀门曲线不够<br/>合理，程序编制有可能会存在一些缺陷，参数整定也更为粗糙一些。<br/>不管什么样的机组，他们的维护人员还是国内的。目前，国内的<br/>维护人员更偏重于对DCS 系统的学习。国内各种论坛刊物上所发<br/>表的，也大多是对DCS 系统的学习心得、应用经验。很少有人去关<br/>注DCS 程序的优化、参数的整定。因而造成了国内自动调节系统质<br/>量参差不齐、参数整定稍显陌生的现状。一般来说，所有国内企业的<br/>自动调节系统整体是比较可靠的。很少甚至不会出现汽包水位偏差<br/>过大，蒸汽超压安全阀动作等极端的情况。但是，这不能说明自动调<br/>节系统是非常合理的。<br/>自动调节系统存在着各种问题。这些问题有些是外在的，比如<br/>与设计煤种偏差大、设备之间匹配不够合理、阀门或者机构曲线不<br/>够理想等等问题。这些问题已然存在，很难改变。但是还有一些问题<br/>是可以努力的。<br/>二、难题与重点<br/>对于火电厂自动调节系统，目前存在的难题，从大的方面可以<br/>归结为三个部分：<br/>系统问题可以视为固有问题。这些问题已然存在，这些问题往<br/>往跟整个机组的情况联系在一起，很难改正，或者改正费用很高。从<br/>大环境来说，它们中的一部分问题是不可以弥补的；从自动调节系<br/>统来说，有的可以通过对控制策略的优化、参数的优化整定，得以弥<br/>补。比如煤种与设计偏差过大，液力耦合器线性不好等问题。<br/>一般来说正在运行的自动调节系统，其控制策略都是国内较为<br/>成熟的。理论上也都有足够的依据。一般来说，不需要做过多的修<br/>改。但是每个电厂都有自己的独特的问题存在，针对这些问题，有些<br/>时候，必须要对控制策略进行优化不可，否则，自动调节系统就不能<br/>很好的运行，被调量的运行情况就不能很平稳。<br/>参数整定问题电厂的大部分自动调节系统，参数整定都不存<br/>在太大的困难。从安全角度讲，一般都没有太大问题。但是，大部分<br/>系统的PID 参数都有优化的空间。其中，有些系统即是不优化，也不<br/>会存在太大问题，既不会影响安全性，也不会影响经济性；也有一些<br/>系统的PID 参数，如果不优化，存在的问题是潜在的，不明显的。比<br/>如高低加水位调节系统，对该系统作初步的参数整定即可，即使高<br/>低加水位波动稍为大一点，也不会影响系统的安全性和经济性。潜<br/>在问题是执行机构动作次数可能会稍微频繁一点。还有一些系统如<br/>主汽温度系统，如果不认真进行参数整定，主汽温度就会超差，系统<br/>的经济性就可能受到影响。<br/>ID 参数的整定还有一些工作要做。我们对自动调节系统领域<br/>关注的偏少了。相关论文也非常地少。<br/>执行机构存在最多的问题有：空行程（死区），回差，线性不好，阀门<br/>漏流等。对于重要的执行机构，如给水泵勺管、减温水执行机构等，<br/>需要用性能优良质量可靠的产品，并且从执行器到连杆到阀门（液<br/>耦），每个环节都要性能良好，否则对调解质量会产生很大的干扰。<br/>三、主要调节系统存在的问题<br/>各电厂、各个系统都有各自的问题。下面从系统的方面，来阐述<br/>其存在的主要问题：<br/>1、汽包水位自动调节系统：该系统从理论上说，已经相当成熟。<br/>一般来说，我们不需要对控制策略做任何改动，就可以足够胜任自<br/>动调节任务。但是问题还是有的。比如有的液力耦合与执行机构，因<br/>设计生产的问题，会出现一些线性不好的情况。一般来说，一些人过<br/>于强调积分作用，导致该系统调节品质不能提高。所以，一般来说，<br/>一个系统的调节质量的高低，除了外部原因以外，最直接最快速最<br/>简便的方法，首先是参数整定。然后才是其它。<br/>2、主汽压力自动调节系统：该系统也有着非常成熟的控制理<br/>论：能量平衡公式。也有的协调控制采用间接能量平衡系统。但是在<br/>协调退出时，还以能量平衡公式的理论为主汽压力控制方式。<br/>该系统通过控制进入炉膛的煤粉量，来达到控制主汽压力的目<br/>的。一般来说，这个理论是相当成熟可靠的。我们也没有必要对控制<br/>策略进行修改。该系统许多人不能大胆地加强副调的比例作用，导<br/>致调节品质不够太高。一些系统不用修改控制策略就可以完成任务。<br/>对于通常情况下的一次汽温控制，该系统的理论也是成熟的。或者<br/>用导前微分单回路调节系统，或者用串级调节系统。<br/>提醒维护工作者注意的是，用导前微分的时候，要注意PID 输<br/>出的抖动，可能会导致执行机构动作过频；用串级调节系统的时候，<br/>要注意区分在主信号和超前信号之间的侧重点。<br/>首先是外扰。当机组负荷快速、大幅度变动的时候，有些机组的<br/>一次汽温自动受到很大影响，无论怎样调解，都无法克服扰动。这<br/>时，就有必要对控制策略进行改造，以克服外扰。其次是内扰。有些<br/>锅炉设计的磨煤机数量少，单台磨煤机功率很大；也有的锅炉三次<br/>风带粉严重。在制粉系统启停的时候，它们都给给汽温带来很大的<br/>扰动。这个时候，超前气温和主汽温的变化趋势往往不相吻合。超前<br/>信号不能起到超前的作用，反而是一种干扰。超前信号又不能完全<br/>舍去，因为平常时候还能用。这时候，传统的串级或者导前微分调节<br/>系统的局限性就显示出来了。需要针对内扰进行修改控制策略。<br/>3、二次汽温自动调节系统：二次汽温比一次汽温控制更为复<br/>杂，更为困难。有的电厂只采用减温水调节温度。这样做的好处是，<br/>温度控制相对简单容易。缺点是一部分给水泵出口的水，没有经过<br/>高压缸做功，因而降低了经济性。“对于亚临界机组，每喷入1%的<br/>减温水，发电煤耗降低约0.4~0.6g 标煤/（kWh）”（注3)。因而目前<br/>越来越多的机组采用别的办法调节再热汽温。常用的方法有：用烟<br/>风挡板调节，烟气再循环与热风喷射，摆动式燃烧器等。<br/>许多电厂用烟风挡板调节再热汽温的效果不够理想。烟风挡板<br/>的调节影响了锅炉内烟气的流动情况，有造成左右侧一次汽温不均<br/>衡的可能。并且，因为烟风挡板干扰了烟气的流速，造成一次汽温扰<br/>动。烟风挡板造成的烟气流速扰动首先作用在一次汽温主信号上，<br/>然后才是一次汽温的超前信号。这样就给一次汽温的自动控制造成<br/>了非常大的困难。<br/>4、协调控制相信协调控制的理论也是很成熟的。并且，只要<br/>主汽压力和负荷控制得稳，协调问题不大。需要提醒的是：如果负荷<br/>因参数设置不当而波动，有的机组要在比例和积分作用之间平衡。<br/>一般来说，微分作用可以忽略。<br/>电厂热工自动化技术分析<br/>于金芳刘涛（哈尔滨华能集中供热有限公司）<br/>实用技能<br/></font>

新华的产品还是不错的，可惜被通用收购了。