摘要：通过对宁夏电投西夏热电厂二期2×350MW热电联产项目的调试，发现过热度在控制过程中有很多问题，通过研究最终得到解决，其他同类火电机组可作为借鉴。
关键词：过热度；中间点温度；超临界锅炉；逻辑优化
1序言
随着国家电力体制改革的深入，发电行业多元化发展和燃料行业市场化运作，各发电企业都面临居高不下的电煤、燃油、运输成本带来的压力，甚至是亏损的危机。生产经营压力空前，这些因素都促使发电厂优化运行方式，深挖机组节能潜力，节能降耗、低碳减排，降低机组热耗及煤耗，压缩经营成本，提高机组的竞争力。
直流锅炉是指靠给水泵压力，使给水顺序通过省煤器、蒸发受热面（水冷壁）、过热器并全部变为过热水蒸气的锅炉。由于给水在进入锅炉后，水的加热、蒸发和水蒸气的过热，都是在受热面中连续进行的，不需要在加热中途进行汽水分离。因此，它没有自然循环锅炉的汽包。在省煤器受热面、蒸发受热面和过热器受热面之间没有固定的分界点，随锅炉负荷变动而变动。
超临界锅炉中间点温度是指水冷壁出口汽水分离器中工质的温度。在超临界压力下运行的锅炉，水冷壁中工质温度的变化必然首先直接影响到过热汽温。因此，中间点温度作为控制过热汽温的超前信号或首要参考温度显示是十分关键的。但这只是问题的一方面。另一方面，从超临界锅炉的工作特殊性来看，中间点温度的变化不仅与水冷壁的吸热量有关，而且与水冷壁进口工质温度和流量有关。因此，中间点温度的控制对于防止水冷壁发生膜态沸腾或类膜态沸腾以及防止水冷壁过热也是十分重要的。直观地说，也是防止水冷壁管超温的重要参数。
2机组概况
宁夏电投西夏热电厂2×350MW工程三号机组，锅炉为上海锅炉厂有限责任公司制造的超临界压力直流锅炉，型号为SG-1110/25.4-M4423型，一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、全钢悬吊结构、紧身封闭布置的燃煤锅炉。汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产，汽机为超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、单抽汽，间接空冷式汽轮机。汽轮机具有六级非调整抽汽、一级调整抽汽。发电机采用哈尔滨汽轮机厂生产的QFSN-350-2汽轮发电机。给水泵汽轮机采用青岛节能汽轮机集团公司生产的汽轮机。
3过热度的控制策略
直流炉汽温对象延迟大、抗扰动能力差，汽温调节特性及对象模型较复杂，在直流锅炉的控制中一般采用水煤比控制、焓值控制两种方式。
水煤比控制是过热度的主要调节手段，它根据汽水分离器出口（或相关部位）的过热度、过热器出口温差等改变燃料量指令（或给水流量指令），来维持给水量与燃料量成一定的比例，从而保证汽水分离器出口的过热度、过热蒸汽温度在设定范围。
焓值控制是通过计算不同负荷阶段炉膛的实际焓增和设计总焓增，来导出锅炉实际给水流量指令的控制方式称为焓值控制。实际逻辑是将分离器出口的设计焓值和省煤器进口的设计焓相减获得对应锅炉负荷的炉膛目标焓增，并采用高阶滞后环节进行补偿（包括修正燃料的响应速度和储水箱的蓄能时间常数）；然后用炉膛目标焓增乘以设计给水流量来计算炉膛目标总焓增，再用炉膛目标总焓增指令除以修正后的炉膛实际焓增，最后得到实际的炉膛给水流量指令。
本工程采用水煤比控制方式。
4过热度控制策略的优化
4.1水煤比控制方式的优化
水煤比控制方式分两种：一种是通过改变水量来改变水煤比，最终改变过热度；另一种方式是通过改变煤量来改变水煤比，最终改变过热度。但这两种方式都有它的优缺点，如果改变水量，虽然过热度可以迅速得到响应，但对机组的扰动较大，如果改变煤量，机组相对比较稳定，但响应速度较慢。
为了解决上述提出的问题，我们提出新的控制思路，水量改变和煤量改变相结合，如图1所示：
图1
图2
在过热度给水控制的同时，引用过热度给煤控制，这就需要对过热度给水控制做几方面的优化：
①当过热度给煤控制未投入自动时，过热度给水自动正常使用；②过热度给煤自动和给水自动均投入自动时，且过热度的设定值与实际值的偏差小于3℃时，过热度给水自动不调节，仅仅过热度给煤自动调节；③过热度给煤自动和给水自动均投入自动时，且过热度的设定值与实际值的偏差大于3℃时，过热度给水自动与过热度给煤自动同时调节；
4.2过热度控制中给水自动偏置的优化
通常情况下，当过热度未投自动时，运行人员可以通过改变给水自动偏置来调节过热度，但在过热度投入自动的情况下，给水自动偏置和过热度自动是相同的作用。假如运行人员在过热度投入自动的情况下改变给水自动偏置，会导致过热度自动的输出指令去抵消给水自动偏置，当机组动态平衡后，会出现给水自动偏置与过热度自动的输出指令向上下限移动，最终给水自动偏置和过热度自动的功能会丧失。
为了防止上述情况发生，当过热度自动投入自动后，给水自动偏置必须闭锁，如图2所示：
5结束语
在现代这个自动化时代，控制系统可以帮助运行人员解决很多问题，所以控制系统显得格外重要。对于逻辑来讲，从无到有，然后经过千锤百炼，最终才能达到人们预期的效果。
参考文献
[1]超临界锅炉中间点温度的经济控制；发电技术，2010，43（7）：57-61.
[2]超（超）临界机组中间点温度过热度控制策略；电力系统自动化，2008，41（7）：60-64.
[3]超临界直流炉中间点温度运行调节探讨；华北电力技术，2007 NO.12.
论文作者:韩磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/27
标签：热度论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 机组论文; 温度论文; 水冷论文; 汽轮机论文; 《电力设备》2018年第23期论文;