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文章作者：控制系統事業部 / 田貴明
前言：目前國家對高能耗、高污染的機組采取了比較嚴格的限制措施，對不合格機組采取了整改、技改、拆除等手段，因此對新爐型的節能、環保鍋爐得到大力提倡，如大型的循環流化床，尤其是400t/h爐子以上得到了大力的發展，盡管爐型比較成熟，但是根據循環流化床的特性，CCS協調、AGC控制也是比較困難的，然而需要有較優化的控制策略也是不難的。根據淮南礦業集團潘三電廠項目，實際投運一年多，AGC投運達到優良效果，在同行業中處于技術水準，以技術共享為目的，特在端午放假期間編寫此文，與各位讀者分享。
關鍵詞：CFB、協調控制、AGC 
田貴明控制部 ，任部門副經理。作者于2002年畢業后專門從事自動控制專業，2003年正式開始火力發電的自動控制、保護動作等控制系統的設計與研究，并在很多十萬等級以上機組取得了比較好的成果，尤其是鍋爐自動控制、協調控制、AGC、一次調頻均有較深的理論研究與實際投運經驗。
前言：目前國家對高能耗、高污染的機組采取了比較嚴格的限制措施，對不合格機組采取了整改、技改、拆除等手段，因此對新爐型的節能、環保鍋爐得到大力提倡，如大型的循環流化床，尤其是400t/h爐子以上得到了大力的發展，盡管爐型比較成熟，但是根據循環流化床的特性，CCS協調、AGC控制也是比較困難的，然而需要有較優化的控制策略也是不難的。根據淮南礦業集團潘三電廠項目，實際投運一年多，AGC投運達到優良效果，在同行業中處于技術水準，以技術共享為目的，特在端午放假期間編寫此文，與各位讀者分享。
關鍵詞：CFB、協調控制、AGC
一、概述
循環流化床鍋爐（Circulating Fludized Bed Boiler，以下簡稱CFB鍋爐）作為一種煤的清潔、高效燃燒技術自八十年代初進入燃煤鍋爐的商業市場以來，在中小型鍋爐中已占有了相當的份額。并在技術日趨成熟的同時逐漸向更大容量發展。它是從鼓泡床沸騰爐和化工行業的循環流化床工藝發展而來的。它具有燃料適應性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石爐內脫硫、負荷調節比大等突出優點。循環流化床低成本實現了嚴格的污染排放指標，同時燃用劣質燃料，在負荷適應性和灰渣綜合利用等方面具有綜合優勢，為煤粉爐的節能環保改造提供了一條有效的途徑，并得到大量應用。
，CFB 鍋爐燃燒大滯后現象，是一個非線性、多變化、多變量耦合的控制對象,其自動控制系統需要完成比煤粉鍋爐更復雜的控制任務，同時針對傳統的控制方法也是不可取的，需要采用較新的控制理念。
二、主要控制范圍
下圖為循環流化床的主要部件示意圖，不難看出，循環流化床分為以下幾部分：引風、一次風、二次風、流花風、返料、排渣、給煤、爐床、過熱器、省煤器、空預器、汽包、水冷壁等主要幾大系統。
從工藝流程我們能夠看出主要自動調節的常規的控制子系統有：
爐膛壓力調節；
一次風風量調節；
二次風風量調節；
流化風控制系統；
床層料位控制調節；
給煤燃燒控制調節；
汽包水位控制調節；
蒸汽溫度控制調節；
石灰石脫硫控制調節；
以及其他輔助自動調節系統，如燃油壓力、吹灰蒸汽壓力。
單從子系統控制還無法滿足整臺機組系統的協調控制，更不能滿足電網的自動發電控制，因此還必須有以下協調控制系統：
DEH與CCS協調控制接口系統；
負荷控制中心；
負荷調節系統；
控制回路保護系統；
輔機聯鎖動作保護系統，主要為RB，快速甩負荷；
機爐協調保護系統；
一次調頻負荷補償控制系統；
三、總體設計方案的設計
把整臺機組作為整體考慮，不難分析，上面以LMCC（負荷指令控制中心）、燃燒協調、各控制子系統、參數耦合為主的幾大部分組成，然而LMCC和協調燃燒又為整個控制系統的大腦，它接收AGC指令，指揮和控制、管理各子系統的協調運行。如果只靠接收上級指令，會使整個控制會偏差加大，因此必須在整個協調過程中必須有一個實際負荷的反饋系統，通過各種工況的試驗、研究，定性為專家分析控制系統，它只針對本機組而言，對其他機組可能會有一些借鑒作用，照搬照抄反而可能會引起整個系統的惡化，因此我們稱之為專家控制系統，只為本臺機組控制服務的。
四、具體功能描述
下圖為實際投運后的LMCC協調控制管理中心。
主控畫面主要分為以下幾個部分進行監視與控制：
實時曲線部分：能夠直接、醒目地查看機組半小時的運行狀態；
重要參數部分：顯示實時數據，采用分類、重點的模式標示出重要參數的工況；
數據指令部分：通過輸入窗口進行指令、速率、偏置的設定；
系統調節控制部 分：主要在投入AGC前，完成個主要系統的接口的投入自動；
LMCC狀態指示部分：主要顯示機組的協調狀態；
LMCC指令控制部 分：根據機組的運行狀況進行；
DEH閥門流量圖部分：主要查看指令、反饋之間是否運行一致。
控制系統設有四種運行方式：
（1）協調控制運行方式：汽機側的壓力調節器處于跟蹤，汽機功率及鍋爐壓力調節器均投入自動；
（2）爐跟機控制運行方式（BF）：鍋爐自動調壓，汽機手動（調功）運行方式；
（3）機跟爐控制運行方式（TF）：汽機自動調壓，鍋爐手動（調功）運行方式；
（4）機爐手動運行方式。
鍋爐燃燒自動中前饋信號尤其重要，這個反映鍋爐是否能夠快速升降負荷的關鍵，這就需要下面四種信號作為有效前饋信號進行處理：
（a）功率指令信號作前饋信號；
（b）P1×PS/PT 作前饋信號；
（c）調速級壓力P1作前饋信號；
（d）供求能量平衡*燃煤效率系數。
上述中，功率指令信號作為前饋信號調節，P1×PS/PT 次之，P1最慢。但四種信號互相補償，達到了快速而又不過調的目的。
當單元機組運行協調控制方式情況良好時，可通過LMCC面板選擇協調控制運行方式。此時，機側的壓力調節器處于跟蹤，機側的功率調節器及爐側的壓力調節器均投入自動。
汽機功率調節器投入閉環控制，DEH作為DCS控制的執行器，由DCS控制，控制汽機調門開度，滿足外界負荷的需求。
協調控制方式下，鍋爐壓力調節器引入按負荷指令與頻差的合成信號（ 
，δ為一次調頻不等率系數）經函數模塊 修正后作為前饋信號，主汽壓力進行閉環控制，前饋信號中的 模塊的作用是將負荷指令轉換成數值上與燃料、風量（尤其是一次風，二次風作為配合補充）相匹配的合適指令，
實為微分環節，以使前饋信號具有較合適的動態特性。
實為微分環節，以使前饋信號具有較合適的動態特性。 控制系統靜態時，燃料調節器的入口偏差信號為0，則有：
如果LMCC面板上的AGC按鈕在投入狀態，即負荷需求站處于自動狀態，控制系統接受ADS（電力調度中心）負荷指令，參與電網AGC運行，AGC按鈕不在投入狀態，負荷由操作員設定或增、減調整。
爐跟機方式(機手動（調功），爐自動調壓)、機跟爐方式(爐手動（調功），機自動調壓)均為協調的一個子系統，因此各自完成自身作用即可。
機組的滑壓運行是協調運行一個重要運行模式。它是指汽機調門接近全開，機組要求的壓力與實際負荷指令形成的配比關系，需要保證機組的在最小的壓力損耗前提下做的功。他是根據實際運行工況進行的一個修正曲線。
五、總結分析
經過多次試驗和完善，尤其是專家分析控制子系統的經驗庫，有機的結合和修正其他各子系統的偏差，能夠很好滿足鍋爐的燃燒的穩定性，同時能夠快速響應電網的負荷需求。解決了AGC的自動投入難、AGC考核多的問題。
作者介紹：
田貴明
全年征稿/資訊合作
聯系郵箱：1271141964@qq.com
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