并列运行锅炉主蒸汽母管压力控制系统.doc

并列运行锅炉主蒸汽母管压力控制系统 　未知来源　供稿 2004-2-10 17:51:00 【字体：大 中 小】　 1 引言 母管制锅炉的蒸汽压力是机组运行的主要控制参数，直接影响到机组的安全及经济运行，根据机组的工况要求，需要将母管压力严格限制在某一定值。由于并列锅炉之间存在着相互影响和相互耦合，而且母管蒸汽压力的滞后很大，因此，必须研究新的、有效的控制策略，才能把母管蒸汽压力控制在允许的范围内。并列运行锅炉主蒸汽母管压力控制系统协调本台锅炉与其它并列运行锅炉的运行，有机地建立并列运行锅炉之间适当的关系，使并列运行锅炉按预定的负荷分配要求同时响应主蒸汽母管压力负荷指令，在锅炉稳燃负荷以上范围内实现并列运行锅炉协调控制，使主蒸汽母管压力控制达到最佳状态，快速、准确和稳定的响应机侧热、电负荷指令的变化。 2 控制方案设计 母管制运行方式下，主调节器按照预定的负荷分配原则，根据母管压力与给定值的偏差，向各并列运行锅炉发出增、减负荷的信号，各并列运行锅炉同时接受主调节器来的负荷要求信号，调节燃料量和风量，以快速满足锅炉负荷要求。系统提供锅炉按定压运行、带固定负荷及变动负荷的运行方式，运行人员可手动、自动切换选择所需的运行方式。控制系统设计提供运行人员选择所需运行方式的手段，当改变运行方式时，系统不会产生任何扰动。此外，在锅炉和设备遇到受限制的工况时，控制系统能平稳地将运行方式自动转换合适地运行方式。当系统不能实现运行人员所选择的运行方式时，则向运行人员报警。锅炉主蒸汽母管负荷(压力)分配主控系统将主蒸汽母管负荷(压力)分配指令以并行协调的方式转化为对各锅炉燃料和风量的控制，并具有以下要求:(1) 设置锅炉主蒸汽母管负荷(压力)分配主调节器，将主蒸汽母管压力反映的能量需求合理分配至各锅炉燃料调节器;(2) 根据运行要求，可手动或自动调整各台锅炉的负荷分配比例;(3) 主蒸汽母管负荷(压力)分配主控面板有:主蒸汽母管压力、主蒸汽母管温度、各台炉主蒸汽压力、各台炉主蒸汽流量、各台汽机蒸汽流量、各台炉负荷分配比例等参数显示。 3 多台锅炉并列运行时燃烧过程被控对象动态特性的特点 当多台锅炉并列运行时，每台锅炉的蒸汽流量不仅与母管压力PM有关，而且与本台锅炉的汽包压力Pb有关。为了分析问题方便，假定两台并列运行锅炉的型式、参数、容量等诸方面均是相同的。3.1 燃烧率扰动下的对象动态特性的特点如果两台锅炉的燃烧率M1、M2同时作相同的扰动，则动态特性与孤立运行时相同。如果只有一台锅炉发生燃烧率扰动，则情况就不相同。图1作出了第一台锅炉M1扰动时的阶跃响应曲线。 假定扰动前两台锅炉的负荷相同，汽包压力相同(Pb1=Pb2=Pb3)，当第一台锅炉燃烧率M1增加后，汽包压力Pb1上升，蒸汽流量D1增加引起母管压力PM上升，由于同一母管上有多台(此地为2台)锅炉供汽，因此1台锅炉的燃烧率扰动不致使PM升高得太多。此时，通往汽机的蒸汽量DT也增加，对于第二台锅炉来说，由于PM上升后(Pb2-PM)减小，蒸汽量D2反而减小。但此时第二台锅炉M2未变，D2减少则引起Pb2上升，D2也跟着Pb2逐渐回升，最后D2仍然恢复到原来的数值，但PM、Pb2都增加了。由此可见，发生燃烧率扰动的这台锅炉自发地承担了较多地负荷，燃烧率的自发扰动可引起并列运行锅炉负荷分配的改变。因此，在考虑并列运行锅炉燃烧过程自动控制系统时，必须注意到下面几点:(1) 尽快地消除各台锅炉燃烧率的自发性扰动，否则将由于任何一台锅炉燃烧率的自发扰动而使各台锅炉的负荷分配和汽压发生不规则的变化。(2) 在并列运行锅炉中，如果并列运行锅炉的台数发生变化(在并列运行锅炉中往往有一部分带变动负荷，另一部分带固定负荷)都会使被控对象发生变化。如果发生燃烧率扰动的锅炉台数)占并列运行锅炉总台数的比例愈小，主汽压的反应速度也愈小。3.2 负荷扰动时汽压被控对象动态特性的特点多台锅炉并列运行时，在负荷扰动下的动态特性与一台锅炉孤立运行时的动态特性相似。当负荷阶跃改变时，母管汽压PM也有起始的跃变。负荷阶跃扰动量相同的情况下，并列运行锅炉台数越多，相对于每一台锅炉的负荷扰动量就越小(锅炉参数、容量完全相同时，相对于每台锅炉的扰动量与锅炉台数成反比)。因此母管压力的起始跃变量也就越小，汽压的反应速度就越慢。对于两炉两机并列运行方式而言，当调节阀μT阶跃增大时，PM下降使供汽量D上升，并与汽机通汽量DT平衡，则 通过对燃烧过程被控对象的动态特性分析，可得到在设计燃烧控制系统时的基本依据:(1) 在燃烧率扰动下，汽压被控对象(Pb、PM)的滞后时间较短。因此，根据汽压的变化去改变燃烧率能够较为有效地控制汽压，使其适应负荷的需要。所谓改变燃烧率就是要同时协调地改变燃料量、送风量、