锅炉汽轮机电力控制系统研究

锅炉汽轮机电力控制系统研究

吕文斌

陕西有色榆林新材料集团有限公司     陕西省榆林市719000

摘要：近些年来，随着经济水平的不断增长，人民的生活水平日益提高，人们对于用电容量也要求的越来越严格，在传统的火力发电厂中，锅炉和汽轮机都是不可缺少的重要机器，两者之间看似相互独立但是若是能够有效的将两者之间联合起来将会大大的提高工作效率与控制力，于是锅炉与汽轮机的协调控制系统应运而生，锅炉与汽轮机的协调控制系统的应用有效的提高了发电率，可以为人们提供高质量的电力。

关键词：锅炉；汽轮机；电力；控制系统

随着社会的不断进步，人民生活水平的不断提高，导致了人们的生产生活的用电不断提高，所以为了满足人们日益增长的用电需求，发电厂需要增加发电机组的容量以及机组规模。锅炉与汽轮机是火力发电厂中的十分重要的机器，锅炉与汽轮机的协调控制系统对于提高发电厂的工作效率与供电质量有着极其重要的作用。锅炉与汽轮机的协调控制系统经过了不断的发展与完善，已经越来越成熟，通过对这种技术的应用以有效的满足人们对于电量需求，同时也可以有效的提高发电厂的经济效益。

1关于蒸汽相关的温控系统

针对过热蒸汽温度产生一定影响的因素可以归结为：

1.1燃料和水进料比（煤与水的比例）

不要改变燃料和进料水的比例保持不变。只要在一定程度上确保一定的煤水之比，相应的直流锅炉能够在任何情况下保证相应的过热蒸汽温度。

1.2给水温度

通常情况下，供水温度在一定程度上不会产生相对较大的变动，但是随着高压热水器产生一定的故障的过程中，在供水温度方面会呈现出有所下降的趋势。针对直流形式的锅炉来讲，若保持相应的燃料供给不发生一系列变动，相应的供水温度下降的同时，会造成加热反应时长逐步上升，过热现象的产出率有所下降，在此过程当中相应的负荷便呈现出相对下降的趋势。

1.3过剩空气系数

所谓空气系数过剩在一定程度上会对锅炉排烟造成相应的损失。一方面会对相应的对流受热面造成一定的影响，另一方面辐射受热面的吸热比例也会造成一定的影响。一旦该项系数呈现出上升趋势时，会导致相应的排烟损失直线上升以及相应的效率会明显下降，除此之外锅炉水冷壁吸热现象会明显下降，从而致使过热器进口端部也呈现出相对下降的趋势。在此过程中虽然对流过热器的吸热量呈现出有所上升的趋势，但是只要煤水比在一定程度上保持相对恒定，竟然还会对过热器出口温度造成一定的影响，致使其呈现出明显降低的趋势。倘若过剩空气系数逐步下降所产生的现象与之相反。倘若需要确保过热气温保持恒定状态，就需要针对煤水比例进行切实有效的调节。

1.4火焰中心高度

在此过程中火焰中心高度的改变所产生的影响与过剩空气系数改变在一定程度上呈现出相对较为类似的趋势。但是需要注意的是当相应的煤水比例相对不变的形势下，相应的过热蒸汽温度存在小幅下降的趋势。反之，过热蒸汽温度稍有增加。为了保持所述过热蒸汽温度，需要进行重新调整的煤与水的比例。

1.5受热面结渣

下的煤与水的比率不断调整，当炉壁水渣排渣时相应的过热蒸汽温度会呈现出有所减低的趋势；一旦炉渣存在相对过热的现象或者锅炉内部的灰尘累积过剩，相应的过热蒸汽温度便会呈现出相对较为明显的降低。当前者现象产出时，煤与水的比例在一定程度上可以进行有效调节，反之相应煤与水的比例不能进行随意性的调节，同时确保水冷却壁的温度不超过极限必须被调整煤与水的比率。

针对直流形式的锅炉来讲，当相应的水壁温度低于限制条件下，能够对相应过热蒸汽温度产生一定影响的4种因子可以有效凭借煤与水之间的比例调控实现相应扰动的降低。仅需进行切实有效的煤水比例调控即可实现相对较大的负载调控区间。其内部的过热蒸汽温度在一定程度上可以保持在相对恒定的数值范围之内。该优点是由于锅炉不匹配；然而，煤与水的比率的调整只能可靠地自动控制来完成。

2蒸汽压力控制系统

所谓的蒸汽压力控制系统具体需要有效把控气泡液体管道当中的压力，并将这一物理量设置为相应的被控量从而实现切实有效的反馈控制。在控制框图当中可以看出该系统的设计能够形成一定的闭环，其中具体的实现方式可以归结为相应的被控对象、压力控制器以及传感器。其中被控的压力数值可以凭借压力传感器进行切实有效的测量，在此过程中可以将其转化为能够进行有效分析的信号形式输出，其中比较装置的功效在于将相应的压力测定值与事先预设的数值进行比对，也就是所谓的做差运算，从而求解出相应的偏差信号。然后相应的压力信号，凭借压力控制器逐步抵达相应的调节机构当中，基于消除偏差的形式进行被测点压力的变更。从而实现能够满足预定的期望数值。

3气泡液位控制系统

水位变化的干扰主要是蒸汽流和水流。但锅炉自动控制系统的测量反馈是外平衡容器的鼓水位。由于温度和压力的变化，内部和外部水的偏差更大。在水位自动控制系统的基础上难以实现高精度和强抗干扰素力。作为重要的运行参数，自动控制需要锅炉的气泡水位。目前锅炉的水位自动控制大多采用传统的三脉冲PID控制或采用自适应方法，模糊控制规则。在其他条件下，所述的蒸汽流量越大，越低液位，并且较高的供水，较高的液位。相反的是较低的。蒸汽流量是由该行业的需求而定。进料水的主要功能是保持蒸汽水平。因此，我们选择了供水的操作量来控制蒸汽级别，因为系统是稳定的。性和快速性，除了级联控制，还引入了蒸汽流入通道前馈。

4炉膛负压控制系统

系统通过PID执行模块对引风机风门进行控制从而调节炉膛压力，保持炉膛负压力在设定范围之内，送风机的送风压力变化值作为前馈信号参与到PID的调节当中。基于通入煤气的大小凭借送风机完成相应的送风量自动调整，送风压的变化是依托于调节风门张口大小得以实现的，其中含氧量为PID调节的变量。燃料流量的增加与减少作为PID执行器前馈信号，参与调节送风机入口风门（及引风机入口风门），送风量（引风量）增加量或减少量通过PID运算给出。

影响炉膛压力的主要因素是电煤供应，气源和空气量。煤供应和空气供应是由因素如蒸汽温度，压力和蒸汽量来确定。因此，有必要保持在一定范围内的炉压。为了保持相同，只是改变排出空气的量，即，调整排出的空气的量，以实现控制所述炉的压力的目的。此外，由于该系统中，并且由于空气供给量和空气供给量之间的比例关系，在为了提高控制质量和简化控制系统的结构对应的快速性，我们将介绍进料量进料。参加炉内压力的控制。

5串级控制

所谓的级联控制系统是基于给定值实施切实有效控制的系统，其本身可以看作是一个整体，相应的主要参数有更高的控制精度。然而，二次电路是一个跟随器系统，该系统需要将次级参数可以准确而迅速地遵循所述主控制器的输出的变化。的初级和次级电路的原理是不同的，并且对于初级和次级参数的相关要求存在一定的差异。有效凭借参数的适当合理配置，能够实现相对较为理想的控制效果。

在此过程当中，其主要以及辅助控制器内部各项参数配备方式均涉及了逐步逼近法，两步调谐方法和一步调整方法。这里是一个两步调谐方法。

两步调整方法是使在级联工作状态的系统中，第一步骤是根据单回路控制系统来调整所述子控制器的参数，和所述第二步骤是治疗子电路，其具有被设置为级联控制系统。在一个单一的环节完成相应的主控器相关参数调节。

6结束语

在进行串级控制系统切实有效控制的同时，需要确保其过程当中初级以及次级回路当中的时间常数在一定程度上具备相对恰当的匹配关系，通常情况下。其中主电路的占空比是比二次电路的工作周期大得多，并且初级和次级电路之间的动态相关性小。

参考文献

[1]阎伟明.锅炉汽轮机节能及运行管理探讨[J].南方农机,2020,51(22):102-103.

[2]廖炬.锅炉汽轮机节能及运行管理[J].设备管理与维修,2020(16):24-25.