一种改进型给水全程关键点的控制策略

一种改进型给水全程关键点的控制策略

曹小中

曹小中

（广州粤能电力科技开发有限公司510000）

摘要：在总结目前火电机组给水全程两种主流控制策略上，提出一种改进型的控制策略。解决了超临界机组给水各种模式切换、SP自适应设定、SP与PV跟踪补偿等关键点问题，实现锅炉给水真正全自动、运行人员无操作、智能化的要求。同时也给火力发电智能化建设解决了一个技术难题。

关键词：给水全程；关键点技术；无扰动；自适应

给水全程控制虽然不是一个新的研究课题，现在的火电机组很多也设计了给水全程控制系统，是实现APS的一个关键部分。但受制于设备选型及机组自动化水平、调试周期，基本上都不能真正实现“全程自动”，或多或少地需要人为的干预。

除去常规的顺控，超临界机组主要的调节控制回路包括给水流量调节、锅炉启动系统、中间温度点等控制回路。目前国内有两种主流控制策略：

第一种控制策略：在干态以下定小机转速、给水旁路控制流量，流量指令为一次置入的设定值。会遇到到给水差压不够、转速需要调整、给水泵再循环需要配合、进入干态后再投入给水自动等问题。这种策略较容易实现。但达不到全自动、自适应的程度。

第二种控制策略：低负荷及以下，给水泵调节给水差压，给水旁路阀调节给水流量。高负荷时，给水泵控制锅炉给水流量。这种策略比第一种实现难度高。但在给水差压/流量/转速模式的切换、设定值的写入，主旁路切换等做不到无缝衔接、平稳过渡，存在切换点需要人员操作、风险大、扰动大等问题。

为减少切换时的扰动常采取：手动调整给水差压设定，使给水旁路调节阀基本全开，减少给水流量扰动；或先人为退出旁路自动、给水差压控制再切到给水泵调节给水流量，后将给水旁路全开。

可以看出以往的方式中存在需要人员手动调整差压/流量设定值、模式切换有扰动等问题。

本人在江西九江某新建百万级组对第二种控制策略进行了改进，从小机冲转到最低转速，开始投入小机自动控差压（差压自适应设定），投入给水旁路自动控流量（流量自适应设定），当旁路开到不会对给水差压和流量产生扰动时，自动将给水旁路控流量转换为由小机控流量。然后缓慢自动开大给水旁路并切换至给水主路。期间给水流量指令、给水差压指令、小机转速指令均自动给入、并进行自适应调整。

这套策略解决了流量/差压/转速的SP/PV的跟踪与补偿，及模式切换、SP自适应设定等关键问题，实现无论是单独进行给水全程功能投入还是配合APS都能实现各种方式无扰切换、无需运行人员操作、全自动、智能化的要求。

1改进型给水全程控制主要控制策略

（1）给水全程自动控制总控设计

通过设计给水总控功能组来管理整个给水全程控制系统，实现机组启停过程的锅炉启动系统、给水流量、水煤比/中间点、干/湿干态转换等的自动控制。给水主控及给水泵设置两套控制回路（差压、流量），给水旁路设置单独的给水流量控制回路。

（2）给水主控控制策略

给水主控A/M站在AUTO模式下，设计两个回路，分别为给水差压控制回路和正常给水流量控制回路，两个回路在非自动状态下设定值分别跟踪给水差压和实际给水流量。非自动或差压控制时给水流量和锅炉主控对应给水流量曲线指令的偏差，采用偏置形式，当给水主控投交由锅炉主控控制时，自动缓慢进行偏置的消除。其中给水旁路设置单独于给水主控的流量设定回路，给水旁路在自动状态下，流量设定由最小给水流量指令设定。

最小给水流量设定：在锅炉上水时，给水流量为10-15%额定流量；进入冷态冲洗后，给水流量为28%额定流量（可根据实际炉型调整），直到锅炉进入干态前，保持28%给水流量不变；最小给水流量设定值将按预定比率升到锅炉最小给水流量。当检测到给水流量大于锅炉最小给水流量时，不再增加。

防止省煤器沸腾回路：省煤器出口温度高于“分离器储水箱压力下的饱和温度－偏置值（10℃）”，增加给水流量来降低省煤器流体温度。

分离器储水箱液位补偿给水回路：通过检测汽水分离器储水箱水位的变化来防止给水流量的下降，给给水流量指令增加补偿。

江西九江某新建百万级组设计为一台100%容量启动给水泵，无电泵。如果设计有多台给水泵，还需要增加平衡回路，将给水流量指令分配到各台给水泵中；另外还需设计给水泵自动台数增益补偿回路、平衡回路及前馈修正回路，实现无扰并退泵。

（3）给水旁路控制

从汽动给水泵冲转开始，给水旁路关闭，给水泵再循环阀全开投自动，给水泵达到最低运行转速后，给水旁路缓慢打开，直至给水差压在2MPa后投入自动（前期判断不用流量因为此时流量处在不稳定阶段），由给水旁路进行给水流量的控制，并自动设定给水旁路的流量为上水冲洗流量（10-15%额定流量左右）。自动将汽泵投入差压控制自动根据函数调节给水差压（差压根据省煤器入口压力与汽水分离器出口蒸汽压差进行函数自适应调节），并最低转速控制2300Rpm（根据汽泵特性进行设定）。负荷在30%BMCR左右进行给水管路切换时，给水旁路阀切阀位控制跟踪，给水泵投入流量控制。

此外第一：为防止低流量上水和冲洗过程中差压控制PID积分饱和，要根据使用的DCS系统设置防积分饱和回路，并且该回路不能给正常调节带来扰动。

第二：为防止给水流量过低引发MFT，还需要设计变参数PID调节回路，若给水流量低于某一程度或偏低且持续加速下降时，加快调节速度，以配合旁路调节阀，尽快提高给水流量。

第三：为了防止给水流量控制产生偏差，还设计有闭锁回路，当给水流量偏低时，闭锁转速指令降和给水旁路关闭；同理，当给水流量偏高时，闭转速指令增和给水旁路打开。

（4）给水差压控制

在低负荷及以下阶段，由给水旁路控制锅炉给水流量，随着锅炉压力的不断升高，给水泵出口压力也需要不提升，维持一定的给水旁路阀前后差压。

给水差压设定值由省煤器入口压力与汽水分离器出口蒸汽压差来进行设定。差压设定值SP=给水差压（PV）+差压偏置的F（X）

随着分离器出口压力的升高，差压偏置的F（X）由2MPa逐渐降低至0.5MPa。为了取得最佳的节能效果，差压偏置的F（X）设置尽可能地低，降低汽泵用汽量提升经济性。差压控制PID输出不能低于最低转速。

（5）给水旁路管道自动切换到主给水管道的自动控制

由给水旁路管道自动切换到主给水管道的控制过程大至如下：

a）当旁路开到80%以上（或主给水操作平台前后差压小于0.5MPa），切除给水旁路自动，此时给水主控由跟踪状态退出至手动状态，交由给水泵控给水流量，炉水泵根据过热度及出口流量择机停泵。因给水主控流量指令之前一直跟踪实际给水流量，所以切换时给水流量指令不会发生扰动。

b）当有给水泵在自动调节给水流量后，给水旁路阀慢慢全开，打开过程的速率受给水流量控制偏差的限制，当给水流量偏差增大时，降低打开的速率直到停止，以保证给水流量控制的稳定；

c）给水旁路阀全开，给水流量平稳后，开主给水电动门。主给水电动门全开后，给水由旁路切换到主管道结束。

（6）给水泵再循环阀的自动控制

给水泵再循环阀在控制策略上也有两种常见做法，第一种：采用上升下降基于回滞函数的开环控制方式，第二种：根据给水泵厂家提供的最小流量曲线设置函数发生器，将最小流量F（X）作为为PID的SP来控制回路最小流量值。两种策略根据实际情况自行调整，在汽泵冲转前即可投入自动并长期保持。

2总结

经过改进的全程给水控制策略在江西九江的应用，解决了超临界机组给水各种模式切换、SP自适应设定、SP与PV跟踪补偿等问题，实现锅炉给水控制真正全程自动，达到运行人员无操作、全自动、智能化的要求。同时也给火力发电智能化建设解决了一个技术难题。

参考文献：

[1]张传猛李彤李黎等.给水全程自动控制策略及方法.建筑工程技术与设计，2018.

[2]郗成超.600MW机组启动阶段给水自动控制逻辑优化.热力发电，2014.

[3]赵红霞.600MW超临界机组直流炉给水全程自动控制研究.科学与信息化，2018

[4]林伟锋全程给水自控系统在火力发电机组低负荷调节阶段的应.自动化应用，2015.

作者简介：

曹小中，男，广州粤能电力科技开发有限公司，工程师，从事10余年火电厂热工控制方面的调试试验和研究工作。

（上接第363页）

在实际运行中就会出现由于出渣就地露天堆放导致水体污染问题，这也是我国生物质电站建设中需要关注的问题。

3影响我国生物质发电发展的几个重要因素

3.1科学规划

资源的相对有限性是我国生物质发电的最主要特点。我国尚不具备长距离运输生物质资源的条件，一个生物质电厂能燃用的生物质资源受运距、秸秆类型、秸秆资源等限制。因此，生物质电厂规模主要受其可获得资源量限制，并且在同一个地区不能同时建设多个生物质电厂，否则将导致资源获取困难、盈利空间缩小、燃料价格快速上涨等诸多问题。因此，目前国家产业政策规定各地必须首先编制生物质发电规划并以规划指导电站建设是非常正确的。不过，建议政府相关部门还需要加大规划力度，通过政府主导，制订科学的、有指导性的生物质资源利用规划，并强化规划的刚性，避免“一哄而上”的局面，这是保证生物质发电产业健康规范发展的大前提。

3.2资源调查

地区生物质发电规划和生物质电厂建设的关键因素是可利用资源量，因此应将资源调查置于最为重要的位置。在资源调查中，首先要根据不同农作物类型，统计并确定合理的谷草比。以棉花秸秆为例，我国新疆地区与其他地区的谷草比是有较大区别的，不能按一个固定的比率类推；江浙地区路网较为发达，水路运输便利，运费较低，秸秆资源运输半径相对大些；华中、华南大部分地区丘陵、河道较多，运费较高，电厂燃料的运输半径较短。在进行燃料调查时，要综合考虑各种影响因素，努力做到客观翔实，为生物质电站规划和机组、锅炉等设备的选型提供翔实资料。

4结语

在一定的比较标准下，生物质发电对于节能减排的作用是很大的。在分析其环保效果的同时，应加强项目建设前期的资源调查，避免可能造成的对其他植被资源的破坏，并重视研究秸秆还田数量减少后对土壤的影响，重视电厂出渣的综合利用问题研究。在政策层面，需要重视规划的刚性，切实跟踪研究目前鼓励电价政策下对生物质电站建设的有利和不利影响以及时调整政策，并研究已建成燃煤电厂掺烧生物质燃料问题，促进该产业的健康快速发展，切实为节能减排作出应有的贡献。

参考文献：

[1]倪维斗.生物质能利用的现状、前景及应用指标[J].电力技术经济，2009，21（2）：1-6.

[2]王庆一.可再生能源的现状和前景（上）[J].电力技术经济，2007，19（2）：19-24.

（上接第364页）

（“裁剪后宗地文件保存路径”、“路径输入”）

“宗地名序列文件：”“保存成功了！”

结论：

综上所述，将VB编程语言应用到在地籍测量内业工作中，不仅能够有效避免人为性失误，同时还可以全面提升数据的精准度，让地籍测量整体效率变得更高，为国家的土地管理工作提供支持。

参考文献：

[1]余辉君，刘仁来，陈青海，张伟.数字化测绘在地籍测量中的应用研究[J].信息记录材料，2018，19（05）：115-116.

[2]赵虎.提高地籍工程效率的建议和方法[J].内蒙古煤炭经济，2018（02）：60-61.

[3]李秀生.地籍测量内业中数据库设计研究[J].科技资讯，2015，13（13）：18-19.