摘要：在火力发电厂运行过程中，需要锅炉中的汽轮组通过良好的协调性进行工作，而对于汽轮组的控制则是保证锅炉汽轮机组正常运行的基础。对此需要建立许多不同的控制系统，在系统中设置精确的回路控制，通过各个回路进行协调控制的方式对汽轮组进行分别控制，才能获得最佳控制效果，保证锅炉汽轮机组的运行，将运行效率最大化，保证电力的同时降低燃料消耗，才能符合现代科学发展观，实现可持续发展的最终目标。
关键词：发电厂；锅炉；汽轮机；协调控制系统
我国火电站领域的技术的快速发展，单元机组的容量已从300MW发展到600MW。DCS系统在火电站的成功应用，大大提高了电站控制领域的自动化投入水平。主要对大型火电机组中锅炉和汽轮机组的协调控制系统进行了简要分析。
一、协调控制系统的技术功能
在电网中参与调频、调峰的机组，其运行方式要求为：机组负荷变化的范围要大，能够稳定运行的最低负荷要低，在整个负荷变化的范围内有良好的负荷适应能力。即能承担较高的负荷变化率；其主要运行参数如主蒸气压力，在负荷变化过程中相对稳定，以保证机组在整个负荷变化范围瞧有较高的稳定性和安全性.从而保证机组有较高的效率。要满足这些要求，即取决于单元机组的主机锅炉、汽轮机发电机组和主要辅机(送风机，引风机，给水泵、磨煤机)的运行和控制性能，还取决于单元机组控制系统的设计。单元机组在处理负荷要求并同时维持机组主要运行参数的稳定这两个问题时.是将机炉作为一个整体来看待的。然而汽机、锅炉又是相对独立的，它们通过各自的调节手段，如汽轮机调节阀开度、锅炉燃烧率，满足电网负荷的要求及主参数的稳定，但它们的能力不尽相同，主要表现在锅炉调节的相对滞后，如果在设计控制系统时能充分考虑它们的差异.采取某些措施(如引入某些前馈信号.协调信号).让机炉同时按照电网负荷的要求变化.接收外部负荷的指令，根据主要参数的倡差，协调地进行控制。这样的控制系统称为协调控制系统。调控制系统是由负荷指令处理回路和机炉主控制回路、及主压力设定回路三部分组成.负荷指令处理回路接收中调指令、司炉指令和频率偏差指令，通过选择和计算，再根据机组主辅机运行情况，发出机组实际负荷指令，送给机炉主控制回路，改变.调节阀的开度和锅炉燃烧率.
二、协调控制含义
协调控制系统是诞生于国外的一种火力发电控制技术，经过我国引进、改进之后，构成现在广泛使用的锅炉汽轮机组控制系统。这项系统通过将汽机和锅炉组合在一起，通过协调控制的方式形成一个完整的工作主体，将两个组件组合在一起工作可以对机组在运转过程中产生的负荷、压力等多方面数据进行适应性的全面控制，使两个配件在工作时能互相协调、互相配合，促使锅炉进行水、煤、空气的全面运转，能保证其运作轨迹不发生较大变化，保证锅炉的正常运行。锅炉汽轮机组主要是将锅炉和汽轮机进行协调控制，目的是为了提高机组在对电网负荷调度的控制时，增强电网的响应性，同时保证机组在运行过程中的稳定性。协调控制主要是由于在运行过程中，汽轮机和锅炉所承受的负荷和压力有着较大的差异，所以也需要通过不同的方式对锅炉和汽轮机分别进行控制，汽轮机通过控制调门的开关度来控制对压力、负荷，可以快速、高效的对参数进行调节，从而保证其运转过程，但控制精准度较低，不能对参数进行精确把控。而在锅炉的运行过程中，通过燃料释放热量，将水流转化为蒸汽。对其燃料控制的方式需要通过磨煤机、给煤机、风机等装置的调控，调节压力、负荷时速度较慢，但能对各个参数有较为精确的控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据以上两种控制方式的特点，就可以通过协调控制系统建立锅炉和汽轮机的统一控制系统，通过取长补短的方式将锅炉和汽轮机组合在一起形成一体化控制，保证在对其进行精确控制的同时，兼顾对控制的快速响应。
三、汽轮锅炉机组的协调控制系统
汽轮机以及锅炉在运行的过程中会对于机组自身的压力、负荷等多个方面带来不同性质的影响，这也是促使协调控制系统诞生的一个主要原因。汽轮机在运作的过程中，主要是对控制调门的开度，从而切实有效的实现了对负荷、压力等方面数据的调节，并且利用这一方式所带来的调节效果极为明显；而锅炉在运作的过程中，则是通过燃料燃烧之后所产生的热量为水流量提供大量的蒸汽，在这一过程中对燃料燃烧速度进行控制的方式主要是利用给煤机、风机速度、磨煤机等几个方面的运行速度，利用这几种方式同样能够起到效果较为缓慢的调节作用。但是缓慢的协调控制方式并不符合发电厂的生产需求，因此，其协调控制系统必须要以控制系统来锅炉、汽轮机这两个部分进行迅速的调节，以此来使得锅炉和汽轮机这两个部分能够在统一的情况下调节。
四、锅炉-汽轮机组协调控制方式
直接能量平衡控制思想，选用汽机调速级压力（P1）与汽机自动主汽门前压力（Pt）之比乘以机前压力定值（Ps）作为汽机对锅炉的能量需求（该信号是直接能量平衡信号P1*Ps/Pt），该信号以动态前馈及控制指令的形式控制锅炉的燃料量。直接能量平衡的主要基础在于P1/PT代表了汽轮机调门的开度，在额定参数下，汽机调门开度的变化反映了汽机进汽量的变化，同样也反应了汽机对锅炉能量需求的变化。机前压力定值Ps的改变，反映了锅炉被控参数对锅炉输入量需求的变化。因此P1*Ps/Pt可以反映负荷对锅炉燃烧的需求量，也可以满足锅炉主汽压力对燃烧的需求量。直接能量平衡控制系统的另一个重要特点是采用热量信号（P1+dPd/dt）作为燃料的反馈信号。对于（P1+dPd/dt）进行适当的调整，可以使（P1+dPd/dt）在调门开度的扰动下，P1的正微分面积与dPd/dt负微分面积基本相等，使（P1+dPd/dt）在调门开度的扰动下基本不变，而仅反映燃料的变化。直接能量平衡系统就是利用P1*Ps/Pt仅反映汽机对锅炉能量需求的特点和（P1+dPd/dt）这一部分不仅仅反应出了燃料变化过程中的相应特性，还切实有效的实现了机组自身的负荷对于燃料所提出的相关需求，并且也充分的满足了锅炉燃烧系统所提出的各个方面的要求，而为了最大限度的避免燃料在燃烧搅动过程中对于负荷所来的直接影响，就应当加入更多的回路来对燃料进行控制，而在这一环节中，能够良好的利用系统锅炉对于燃烧速度进行精确测量的这一特性，从而有效的克服燃料对于锅炉所带来的扰动。以机跟炉作为基础来运行的协调系统，其中所主要使用的是汽机来对压力进行控制，而锅炉的控制则是采用的负荷方式来运行，利用这种方式来进行控制的主要目的就为了使得汽机在进行调门动作的过程中，能够更快的对压力做出相应的响应，从而达到更好对机组中的压力进行控制的目的。但是这其中也同样存在着一定的缺陷，这一缺陷因素就是锅炉的燃烧性能较差，这到导致机组在运行的过程中，无法对负荷进行快速的响应。而在系统设计的过程中，达到提升相应速度的目的，就应当把机组上所传达出来的相关指令利用反馈或者前馈的方式直接作用于锅炉的控制之上，而在这一过程中持续的对前馈量进行提高，能够切实有效的提升锅炉的负荷响应。
汽机跟锅炉为基础的协调控制系统采用的是汽机控压力，锅炉控负荷的运行方式，这种控制方式由于充分利用了汽机调门动作对压力响应快的特点，因此能很好的控制机组压力，但由于锅炉的燃烧特性比较慢，因此机组对负荷的响应比较慢，在系统的设计上为提高锅炉的响应性，将机组指令信号以前馈和反馈的形式作用到锅炉控制，以加大前馈量的方式提高锅炉对负荷的响应性。
参考文献
[1]周明志.浅谈发电厂锅炉汽轮机组协调控制系统.2017.
[2]张春旭.浅谈发电厂锅炉-汽轮机组协调控制系统.2017.
论文作者:李生杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签：锅炉论文; 机组论文; 负荷论文; 控制系统论文; 汽机论文; 汽轮机论文; 汽轮论文; 《电力设备》2018年第17期论文;