300MW机组锅炉汽温控制系统优化调试.doc

300MW机组锅炉汽温控制系统优化调试与问题探讨 300MW机组锅炉汽温控制系统优化调试过程，包括过热汽温和再热汽温系统调试与控制组态修改，参数整定，并对过热汽温和再热汽温控制难点进行了分析讨论，当负荷变化时，炉底风热风挡板投自动，可引起机组负荷不稳定，汽温变化较大，炉膛压力、烟气含氧量较大变化，不利于提高机组热效率， 概述过热汽温控制分为A、B侧，为二级控制系统，这两级喷射式减温器用来控制末级过热器的出口蒸汽温度，使其在负荷50～100%BMCR时，温度控制在541±3℃；多段类型的控制按顺序排列，控制在一级减温器完成，经过二级减温器温降维持正常恒定；在60～100%BMCR滑压运行方式下，和80～100%BMCR定压运行模式下，再热蒸汽温度一般控制在541℃±5℃，通过调节进入锅炉底部的热风注入挡板进行控制，以调节热二次风实现上述目的。1 过热汽温控制系统调试与控制组态修改1.1过热汽温调节系统的任务过热蒸汽温度自动控制的任务——是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围内，并且保护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。1.2 原控制系统构成原设计过热汽温控制系统是以常规PID调节器组成的串级温差控制系统，其控制热力系统结构如图1，原控制系统的抗干扰能力差，在稳定工况下，运行人员每隔15分钟左右，必须将控制系统切为手动操作，待系统稳定后再投入自动，给运行人员的操作增加了很大工作量，而且控制参数经常超标，不利于机组安全经济运行，图1 为过热汽温控制热力系统原理。该过热汽温控制系统的缺点是由于过热汽温控制系统的对象特征具有很大的迟延，用简单的数学模型很难得到理想的等效对象特征和控制品质，Smith率先提出一种克服纯迟延的控制方案，即Smith预估器，如果数学模型完全准确，Smith预估器完全可以纯迟延对控制系统的影响，从而在理论计算上解决了大迟延对象的控制问题，ABB Bailey 公司的INFI-90控制系统中设计了Smith预估器控制算法，为工程实现提供了平台。1.3 现控制系统构成过热汽温控制系统组态进行改进，设计成以Smith预估器为基层的控制系统，提高控制效果，结构如图2。1.3.1Smith预估器的控制原理和应用传统PID控制属于“事后控制”，即根据以前的控制作用序列的控制效果，来决定当前时刻的控制作用，但对惯性大的滞后过程，由于过程输出的偏差不能及时反映控制量的变化，造成汽温的过调或欠调，Smith预估器取代标准PID功能，根据当前控制量的变化来预测被控量的变化，从而来改变下一步的控制输出，利用一个带死区的一阶惯性动态模型，来预测控制输出引起的过程变量的未来变化量，对过热汽温这种具有较长的死区时间、有迟延、大惯性的过程调节具有良好的调节效果。1.3.2 Smith预估器的控制参数使用Smith预估器的串级汽温控制，主回路采用一个FC160功能码，副环采用常规PID调节，参数整定相对传统PID调节要简单的多，只有一个调节参数，如图3。????一般对过程做1-2次开环阶跃响应实验，即可完成对Smith预估器FC160参数的设置，通过在菏泽电厂的应用，对Smith预估器的使用进行分析，并对实施后的效果与常规PID控制效果进行比较；S7表示过程模型增益K，K=△Y/△X=（Y2-Y1）/（X2-X1）=（510-520）/（15-5）=－1（℃/%），S8表示过程模型死区时间D等于从控制器输出变化到过热汽温刚开始发生变化之间的时间，D=t1-t0，S9表示过程模型滞后时间L等于过热汽温刚开始变化与达到最终稳定值的65%之间的时间，L=t2-t1，S10代表预测偏差处理参数T，T=D＋L=t2-t0。控制系统投入自动，进行扰动试验，如果响应的比较慢，减小T，如果产生振荡，增加T，如果T＜L，控制输出具有较大的超前作用，如果T＞L，控制输出具有较大的滞后作用，过程模型准确，T=L×30%=0.3L，过程模型不很准确，T=D＋L×300%=D＋3L。1.4 控制系统动态调试通过调节系统动态试验，现在的控制系统设计组态是成功的，达到了预想的目的，汽温控制系统的调试经历了控制系统组态图修改、系统动态特性测试、系统优化调试、负荷变化扰动、吹灰扰动、喷水扰动等过程；在动态调试过程中，根据现场实际情况，进行了几次小范围修改，根据现场情况，编写了动态特性扰动试验措施，在300MW负荷时作了过热汽温一级、二级喷水扰动和再热汽温喷水扰动试验，取得了系统参数调整优化的初步依据。通过调试，A/B侧一级、二级过热汽温控制系统已能长期投入运行，经过细调整，现过热汽温已能得到有效控制，负荷扰动、喷水扰动、吹灰扰动证明了这一点；#3机组的调试经过阀门扰动试验，初步确定了控制对象的动态特性，通过计算，给出控制系统的动