摘要：介绍了某发电公司4*480t/h 直吹式煤粉锅炉配套4*125MW汽轮发电机组，DCS系统采用和利时MACS系统，DCS系统运行良好，操作正常。锅炉燃烧自动控制调节系统中一次风机风压、密封风风压、磨煤机冷风自动控制已投入,后期对锅炉的引风自动控制回路调试、一次风自动控制回路调试、二次风自动控制回路调试、给煤机自动控制回路调试、磨煤机热风门自动控制回路调试，实现锅炉的燃烧自动控制。
关键词：引风；一次风；二次风；磨煤机；DCS控制逻辑
一、引言
某发电公司共装设有4台480t/h高温高压直吹式煤粉锅炉，4台125MW汽轮发电机组，采用母管式给水和母管式蒸汽供热，是典型的母管制热电联产机组，DCS系统为和利时的MACS系统。锅炉燃烧系统关乎各项经济指标，是锅炉重要组成系统,锅炉的燃烧调整稳定可以最大化降低人员误操作,降低煤耗,是锅炉安全稳定运行的重要基础。
二、锅炉燃烧系统自动控制优化原理及特点
1、引风机控制原理：
（1）调节对象：炉膛负压
（2）执行机构：2台引风机液偶
（3）自动控制逻辑设计：
①根据炉膛负压，对2台引风机液偶进行调整，保证炉膛负压维持在设定值左右。
②一次风量信号和二次风量信号等作为前馈回路提前修正引风机液偶开度，避免负压波动较大。
③两台风机投自动设置两种投入模式：同步调节模式，异步调节模式。当选择同步调节模式时，2台风机液偶调节系统阀位同步调节，即调整的增量始终相同。当选择异步调节模式时，2台风机液偶调节系统始终保持电流相对平衡，即调整的增量根据电流的大小不一定相同，需要增加出力时调整电流小的一台风机，当需要减小出力时，调整电流大的一台风机。
（4）DCS控制逻辑修改。
①引风机液力耦合器，修改关于耦合器手操器逻辑。
②增加YF逻辑页，增加相关PID及测点及逻辑。
③断开原耦合器手操器的手操器IN端输入逻辑。
④保留耦合器程控减逻辑。
（5）自动投入条件：
①引风液偶指令与反馈偏差<1.5%。
②炉膛负压实际值与设定值偏差<200Pa。
③炉膛负压信号正常（-100Pa <负压信号<100Pa，并且变化速率<50Pa/s）。
④根据历史数据或者手动阶跃获取模型初参数，并进行参数的初始设定。
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引风机逻辑原理图
2、一次风机控制原理：
（1）调节对象：一次风压力
（2）执行机构：2台一次风机入口导叶
（3）自动控制逻辑设计：根据一次风压力，对2台一次风机入口导叶进行调整，保证一次风压力维持在设定值左右（设定值为负荷的函数）。两台风机投自动设置两种投入模式：阀位同步模式，电流平衡模式。当选择阀位同步模式时，2台风机入口导叶调节系统阀位同步调节，即调整的增量始终相同。当选择电流平衡模式时，2台风机入口导叶调节系统始终保持电流相对平衡，即调整的增量根据电流的大小不一定相同。
（4）DCS控制逻辑修改：
①一次风机挡板门，修改关于一次风机挡板门逻辑。
②增加YCF逻辑页，增加相关PID及测点及逻辑。
③断开一次风机挡板门的手操器IN端输入逻辑。
（5）自动投入条件：
①挡板指令与反馈偏差<5.0%。
②一次风压力实际值与设定值偏差<1.5KPa，一次风压力信号正常（5KPa<一次风压力<12KPa，并且变化速率<0.5KPa/S）。
③根据历史数据或者手动阶跃获取模型初参数，并进行参数的初始设定。
3、二次风机控制原理:
（1）调节对象：锅炉氧量
（2）执行机构：2台二次风机入口导叶
（3）自动控制逻辑设计：
①根据锅炉氧量，总送风量，以及给煤量等信号通过串级回路对2台二次风机入口导叶进行调整，保证锅炉氧量在设定值左右。
②两台风机投自动设置两种投入模式：同步调节模式，异步调节模式。当选择同步调节模式时，2台风机入口导叶调节系统阀位同步调节，即调整的增量始终相同。当选择异步调节模式时，2台风机入口导叶调节系统始终保持电流相对平衡，即调整的增量根据电流的大小不一定相同，需要增加出力时调整电流小的一台风机，当需要减小出力时，调整电流大的一台风机。送风系统与燃料系统交叉限值，加负荷时先加风，减负荷时先减燃料。
（4）DCS控制逻辑修改：
①二次风机挡板门，修改关于二次风机挡板门逻辑。
②增加ECF逻辑页，增加相关PID及测点及逻辑。
③断开二次风机挡板门的手操器IN端输入逻辑。
（5）自动投入条件：
①挡板指令与反馈偏差<1.0%。
②氧量实际值与设定值偏差<2%，氧量信号正常（1%<氧量信号<8%，并且变化速率<1%/S）。
③风量信号正常（30 Km3/h<风量信号<1000 Km3/h,并且每秒变化速率<10 Km3/h）。
④二次风流量量实际值与设定值偏差<400Km3/h。
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二次风逻辑原理图
4、给煤机自动控制原理：
（1）调节对象：主汽压力或主蒸汽流量
（2）执行机构：4台给煤机
（3）自动控制逻辑设计：
①根据锅炉出口汽压力、主蒸汽流量、汽包压力和总给煤量信号通过多级自适应控制模型调节给煤机总操，总操再调节投入自动的4个单台给煤机（平时运行3用1备），维持主汽压力在设定值左右。
（4）DCS控制逻辑修改：
①给煤机变频器，修改关于给煤机变频器的逻辑。
②增加ZQYL逻辑页，增加相关PID及测点及逻辑。
③断开给煤机变频器的手操器IN端输入逻辑。
（5）自动投入条件：
①单台给煤机指令与反馈偏差<1%；单台给煤量信号正常（2 t/h<给煤量信号<40 t/h,并且每秒变化速率<4 t/h）。
②对应给煤机运行。
③主汽压力信号正常（8 MPa<主汽压力信号<10 MPa,并且变化速率<0.5MPa/s），主汽流量信号正常（200 t/h<主汽流量信号<520 t/h,并且每秒变化速率<30t/h）。
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给煤机逻辑原理图
5、磨煤机热风门控制原理：
（1）调节对象：磨入口一次风量
（2）执行机构：磨入口热风门
（3）自动控制逻辑设计：根据磨入口一次风量来调节热风门的开度，维持磨入口一次风量在设定值左右（设定值为给煤量的函数）。
（4）DCS控制逻辑修改：
①燃烧优化控制系统一次风机系统控制一次风机挡板门，修改关于一次风机挡板门。
②增加YCF逻辑页，增加相关PID及测点及逻辑。
③断开一次风机挡板的手操器IN端输入逻辑。
（5）自动投入条件：
①热风门指令与反馈偏差<1.5%。
②磨煤机入口热风流量实际值与设定值偏差<6 Km3/h。
三、结论
根据以上分析可以看出燃烧自动优化策略中有很多优点，但是该发电公司在正常使用投入过程中任然需进行PID参数调整，包括比例、积分、微分、速率、比例系数、常数等，依照历史曲线进行判断目标曲线，进一步优化各参数设定。该公司某锅炉经过168小时连续不间断运行可以实现锅炉燃烧自动控制系统优化目的，降低人员操作调整频率，炉后粉煤灰及游离氧化钙指标合格。
参考文献
[1]《火力发电厂热工自动优化系统可靠性评估导则》国家能源局2012版.
[2]DLT 774-2015《火电厂热工自动控制系统检修运行维护规程》国家能源局2015版.
论文作者:康强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：风机论文; 逻辑论文; 自动控制论文; 设定值论文; 锅炉论文; 挡板论文; 信号论文; 《电力设备》2018年第22期论文;