发电厂锅炉和汽轮机组协调控制系统分析
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摘 要：在我国如今的经济发展形势下，发电厂对于新能源的使用还不够成熟，而火力发电的工作原理简单易懂，不需要过多的操作流程，所以，火力发电仍是我国最主要的发电形式。目前，发电厂火电机组中的锅炉和汽轮机组在协调控制系统中运行良好，有效提升了电力事业的稳固发展。本文就针对发电厂火电机组中锅炉和汽轮机组的协调控制展开相关性的分析，希望对当前的发电事业有所帮助。
关键词：火电机组；锅炉和汽轮机组；协调控制
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.171
协调控制系统是我国发电厂目前运用最为广泛的一种技术，其也对我国的电力发展产生着深远的影响。由于火电机组中的锅炉和汽轮机组均存在着独特性，所以在实际运行中，两者都必须被谨慎操作，如此才能实现资源的高度利用。下面本文就对协调控制系统下火电机组中锅炉和汽轮机组展开合理分析。
1 协调控制系统的观念及特点
发电厂协调控制系统，是专门用来协调锅炉功率调节器和汽轮压力调节器的系统，其主要职能是将锅炉和汽轮机作为一个整体机组来进行统一控制。而在协调控制系统中，负荷控制系统、常规控制系统和负荷控制对象是最重要的三大组成部分。通过这三个系统的合理开展，能够为工作人员带来准确的发电数据。
对于协调控制系统，其特点大致分为五个方面。其一，加强系统的品质检测与保护。在使用火电机组时，其中多处信号都可用QC检测来提供有效的保障。而在输入的过程中，若出现调节器的输出与所反馈的数据存在一定的偏差，这便说明系统出现了故障，偏差保护也在这种状况起到了安全性的作用。其二，超驰控制。当发电厂出现了一些安全隐患时，协调系统便能在最短的时间内根据具体的缘由来直接控制调节机构，将整个发电厂的工作系统转到预先设定的安全状态，从而使发电厂避免巨大的经济损失。其三，先进的系统架构。协调控制系统在火电机组的控制回路上采用先进的系统架构，从而有效控制机炉的各级指令。同时，利用这种新式的架构模式，也为我国的发电事业奠定了坚实的基础。其四，控制方式优异。火电机组中主控制器的设计是由于锅炉和汽轮机组中负荷、压力差存在变动，只有在主控制器的指令系统下，才能更好的适应多种突发情况，良好的控制品质也显而易见。其五，协调系统功能趋向于全面化。发电厂的协调控制系统除正常的功能调节外，还具备运行方式转换、局部故障处理与维护等。利用这些完备的系统体系，大大促进了发电厂的进一步发展，也为我国的电力事业带来了一定的经济效益[1]。
2 锅炉和汽轮机组协调控制系统的组成
2.1 锅炉运行主界面
锅炉在进行工作时，协调控制系统利用运行的主界面，可以调出锅炉所有的操作界面，方便了控制器对工作进程的全程监控，避免因故障而造成不必要的经济损失。
2.2 机组指令操作画面
机组指令操作画面大致分为三种：第一，指令控制器，其能够实时检测发电机组的工作状态，若在发电的运行过程中出现某些问题，便能按照指令做出准确的部署；第二，操作按钮，主要运用于机组的各项功能；第三，状态指示灯，其用来向工作人员提醒机组的运行状况，以便相关人员作出及时的反应。
2.3 协调主控操作系统
该系统是负责协调控制方式，主要的组成部分有：DEH控制器、压力控制器、滑压控制器等。每种控制器都有其独特的功能，若是协调控制系统能够有效进行，对发电中的锅炉和汽轮机组有着巨大的帮助[2]。
2.4 锅炉燃料控制系统
第一，DEB 控制器，这是火电机组中锅炉的主要控制方式，其负责向燃料控制器发送相应指令，保证发电过程中不会因燃料的中断而停止。第二，燃料控制器，这是对装入炉膛的燃料加以把控，保证炉膛中的煤量和燃油仍在比例下燃烧，促进发电的效率。
2.5 送风控制系统
燃料的燃烧离不开空气，所以炉膛中的风速和氧气含量主要被该系统所控制。通常情况下，燃烧的指令会随着锅炉的负荷而变动，只有这样，才能保证锅炉处于安全状态，煤料的利用率也能实现最大化。
3 锅炉和汽轮机组协调控制用途及策略分析
3.1 锅炉和汽轮机组协调控制系统的用途
协调控制系统在目前的发电事业领域来看，其占有着重要的比重，不仅能够在锅炉负荷频繁变化的情况下让控制器提前做出相应的举措，更能高效率地保障各项流程的有序进行，从而促进质量的提升。而对于汽轮机组，其快速的响应特点是工作人员依赖的渠道，锅炉存在较大的迟延及滞后，这对协调控制系统的响应以及安全都会带来一定的影响。因此，在控制方面最好是应用于锅炉侧，这样变能科学避免系统的延迟等不良问题[3]。
而对于锅炉运行状态下的协调控制方式，其主要将控制器中的负荷指令进行转换；同时，汽轮机组中的主蒸汽流量信号在通过转变之后，便可作为前馈信号，进而发挥出系统前馈信号的具体作用。在锅炉的气压测量过程中，主气压偏差能够通过前馈修正使偏差值处于限定的幅度内，从而使得锅炉中的气压处于稳定状态。
除上述所讲，锅炉侧的前馈控制方式在信号来源的掌握上可分别两种：负荷指令经行的前馈控制和直接能量的平衡信号。对于采用负荷指令经行前馈控制而言，负荷指令在处理之后，便能良好地控制前馈控制系统，进而实现锅炉最佳的运行状态。而直接能量的平衡信号，其主要用途是解决锅炉内部的压力差，并且在准确的修正后，实现前馈控制。由此看来，通过这两种信号来源的应用，有效地促进了协调控制系统在锅炉和汽轮机组中的实施，降低了一些安全隐患的发生。
3.2 锅炉和汽轮机组协调控制系统的策略
外界负荷的变化能够直接影响锅炉和汽轮机组的正常运转，而锅炉跟随控制以及汽机跟随控制是在非协调控制背景下能够有效实现的控制方式。对于锅炉跟随控制，在实际运行状态下，锅炉可结合主蒸汽压力对燃烧率进行适当的调节，这样一来，外界负荷的变化便不会显得那么严重，汽輪机组的调节也能进行更深层次的整改，从而对使电机输出功率和外界负荷要求的快速反应得到提升。另外，汽轮机组的调节器要根据机前的压力值进行改变，这不仅可以把控锅炉中煤料的燃烧率，也能实现负荷需求的最高响应比，最终完成系统的协调的控制。
而汽机跟随控制，当预先设计的指令信号传输给锅炉控制器时，其功率信号便会在负荷值不稳定的状况下，使得煤料的燃烧率和主蒸汽压力也能进行相应的调整，并以此维持之前锅炉的压力。如此一来，进气量也就产生一定的变化，最终的输出功率以及外界的负荷也能实现相对稳定。因此，在控制对象、方式等因素发生动态变化时，协调控制系统所预定的解决方案便可发挥其实际性价值，虽然在处理方案上各有千秋，但无论使用何种方案，锅炉与汽轮机组的都能按照能量平衡原理实现压力和负荷的有效把控。
4 结束语
综上所述，发电厂的火电机组中锅炉和汽轮机组协调控制系统是目前适用性最好的系统体系，在实际运用当中，其不仅能够及时有效的根据指令完成相应的操作，更保障了整个系统的安全稳定。因此在如今的经济发展形势下，发电厂必须坚持对协调控制系统的使用，无论是节省成本，还是保障整个工作系统的正常运转，其都有着巨大的优势。希望本文的分析能够为我国的发电厂事业带来理论上的帮助，以促进协调控制系统的持续性发展。
参考文献：
[1]贾贵华.发电厂火电机组中锅炉和汽轮机组的协调控制系统分析[J].科技致富向导，2015（03）：266.
[2]高彬.锅炉-汽轮机协调控制系统在火电厂中的应用[J].中国科技纵横，2015（06）：135.
[3]张兴华.锅炉-汽轮机机炉协调控制系统在火电厂中的应用[J].江西建材，2016（17）：221.
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