摘要：在我国的火力发电厂中，超临界机组是其主要的动力机组，不仅工作效率高，而且具有十分突出的经济性。为了进一步研究超临界机组的应用问题，本文基于350MW超临界机组，对其中的协调控制系统进行了研究分析，并提出了对其的优化设计应用方案，以期为相关从业人员提供科学的参考和借鉴。
关键词：350MW超临界机组；协调控制系统；系统设计
前言：随着科技的飞速发展以及节能环保理念的推广，这使得容量大且排放低的超临界机组得到了前所未有的重视，且得到了长足发展。而其中的协调控制系统作为机组的核心部位，起着平衡电网和机组之间供求关系的作用，其将锅炉和电机作为一个整体进行把控，对整个机组的安全运行起着至关重要的作用。
1350MW超临界机组协调控制系统的组成
2.1主蒸汽压力形成回路
主蒸汽压力的预设值为Pa,其针对滑压运行和定压运行分别有自动设定和手动设定两种工作模式。在滑压运行情况下，其由函数发生器f(x)对负荷指令进行运算，以得出不同负荷情况下的压力标准值，而在定压运行情况下，压力的标准值则由技术人员根据当时机组的实际运行情况进行手动的调整[1]。在实际应用过程中，技术人员往往采用联合变压的工作模式。
2.2主蒸汽温度把控系统
一般情况下，主蒸汽温度把控系统运行的正常与否在很大程度上影响着机组的安全运行，若温度过高，会造成锅炉以及蒸汽输送管道的损坏，减少其使用寿命，若温度过低则会造成机组的耗煤量增加，降低机组的利用效率。温度的不稳定，不仅会造成机组部件的损坏，更会引起汽机内的气压不稳，严重时甚至会危及到机组的安全运作。而对于超临界机组而言，这一问题已得到了很好的解决，其通过控制锅炉的耗煤效率，形成稳定的换热外部环境，又通过把控工作流量以形成稳定的换热内部环境，此外再通过对燃水比的把控，从而确保了换热过程中内外部环境的稳定和安全。通过以上过程，实现了对温度的准确把控。
2.3机组负荷的形成回路
负荷指令，亦称LDC，其主要功能在于对机组的各类负荷需求指令进行筛选，并根据机组的实际运行情况进行指令处理，使之转变为锅炉和汽机设备的负荷能力，从而实现对实际负荷指令No的安全运行。
2.4锅炉的主控回路
一般情况下，锅炉主控回路主要充当主蒸汽压力形成回路与锅炉燃料把控系统之间的衔接口，其也有自动与手动两种工作模式，以实现在各种工作情况下的控制作用，平衡负荷指令与锅炉系统之间的协调关系。锅炉的主要功能是产生蒸汽，但由于蒸汽生成的缓慢性造成了锅炉控制系统的滞后。
2.5汽机的主控回路
汽机主控回路则是机组负荷的形成回路与汽机子系统之间的衔接口，同样具有手动和自动两种工作状态，能够实现在各种情况下实现对机组的控制，并平衡负荷指令与汽机转速之间的对应关系。汽机的工作原理在于将锅炉所产生的蒸汽转为动能，以带动自身的运作。
2350MW超临界机组协调控制系统的优化
2.1主蒸汽压力形成回路优化
在协调（CC）和跟随（TF）两种工作状态之下，机组一般有滑压运行和定压运行两种工作模式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在滑压运行模式中，主蒸汽压力预设值为机组负荷指令的函数，一般情况下符合范围控制在30%-95%之间，30%之下为7.5MPa,而90%之上则为24.2MPa。在定压运行模式中，主蒸汽压力预设值由技术人员手动设定，随着实际压力进行实时调整。
当快速甩负荷未发生且进行滑压运行时，设计人员可根据实际情况进行手动滑压，即根据机组负荷的实际变化情况进行主蒸汽压力的更改，当快速甩负荷发生时，则应将压力限制变更为1MPa/min。当HOLD值保持为1时，主蒸汽压力为0MPa/min，即主蒸汽的压力保持稳定，而当HOLD则变更为0时，即进入进行状态，此时主蒸汽压力为10MPa/min。经过HOLD值的处理，主蒸汽压力的预设值设定为Po。
2.2主蒸汽温度把控系统优化
由于超临界机组的蒸汽输送管道较长且内部结构较为复杂，因此，为了提高把控系统对主蒸汽温度的把控力度，所采用的优化设计为应用串级控制手段进行管道的分段把控，即将输送管道划分为若干部分，其后在每一部分都安装一个洒水降温器，从而实现对主蒸汽温度的分段把控，使其温度维持在标准定值。具体过程为：中央控制其通过对过热管道的温度监控，计算出洒水降温器降温的预定值，辅助控制着根据洒水降温的水温偏差计算出洒水降温器的控制阀门开度。当出现温度不稳情况时，中央控制就会根据实际情况更改洒水降温器的预设值，同时引发辅助控制对阀门开度的更改，从而达到动态的最佳的降温效果[2]。
2.3机组负荷的形成回路优化
当应用自动发电控制且处于CC工作模式时，机组的负荷所接收的是由远程终端给出的ADS指令，在未应用自动发电控制且处于CC模式时，机组的负荷则由设计人员进行调整，而当未处于CC工作模式之时，机组负荷则与实际负荷相匹配。经过高低幅度限制之后，350MW超临界机组的负荷值一般控制于0MV到360MW之间，其后要进行负荷的高选以及低选处理，而其中的负荷值由设计人员进行预定，最后通过限制负荷变化的速率，并凭借上一次调频的分量，以形成整个机组的LDC指令。
2.4锅炉汽机的主控回路优化
第一，对锅炉和汽机进行DCS的控制设计。其一，锅炉的DCS设计。锅炉系统被调整为可根据主蒸汽压力的变化进行合理燃料总量的计算，其后将该数据输送至锅炉子系统，从而使其能依据负荷指令进行相应的协调工作。其二，汽机的DCS设计。汽机主控回路若应用于协调模式之下，其根据指令中心所传输的负荷指令对机组进行负荷调节，从而满足电网负荷的迅速变化需求，而在跟随模式之下，其主要功能就是调节机组的压力，通过向DEH控制中心传输关于主汽调门的指令以调整汽机的运转速度，从而使发电机的负荷符合电网需求。
第二，锅炉和汽机主控回路主要有锅炉跟随和汽机跟随两种方式。锅炉跟随方式主要是通过锅炉调整负荷，汽机调整压力，汽机配合锅炉，起到压力调节的作业，但负荷的应答较慢，而汽机跟随方式这是由锅炉调整压力，汽机调整负荷，锅炉配合汽机，这种方式虽改善了负荷的应答速度，但主蒸汽压力的波动幅度较大。针对这一现象，对该环节的优化采取的是平衡控制方法，同时吸收两种方式的优势，将锅炉和汽机看做一个控制整体，即将汽机能量需求对锅炉的输入能量进行直接的控制，以保证锅炉的输入能量在任何情况下斗鱼汽机的能量需求保持平衡。
结论：想要实现对350MW超临界机组协调控制系统的优化设计与应用，火电发电厂的高层领导必须首先提高对其的重视程度，其后聘用专业技术人员对其进行整体的调整和优化，技术人员必须对系统控制系统的各个组成部分进行深入分析，并就其中的问题进行针对性的解决和处理，从而做到系统的整体优化。
参考文献：
[1]葛举生.350MW超临界循环流化床机组协调控制策略设计与应用[J].能源研究与利用,2016,06:33-37.
[2]王睿.660MW超临界机组协调控制系统的设计及优化[J].科技展望,2017,2705:101.
论文作者:万涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
标签：机组论文; 汽机论文; 负荷论文; 锅炉论文; 蒸汽论文; 回路论文; 压力论文; 《电力设备》2017年第23期论文;