1.1 概述
DCS 系统可以按不同控制策略设计适合不同型式火电机组的机炉协调控制系统。用直接能量平衡 (DIRECT ENERGY BALANCE 或 D-E-B) 概念去设计协调控制系统 (CCS) 将有很大的益处。
协调系统提供如下的控制 :
a .通过一个反应快速的闭环发电量控制使发电量与负荷指令相匹配;
b .在任何工况下通过一个锅炉需求自校准算法使锅炉的出力与汽机的能量要求相匹配;
c .以安全方式协调锅炉的几个输入量。
下面的控制环路和过程变量由协调控制系统控制:
a .发电量 ( 总兆瓦数 ) ;
b .燃料流量 ( 给煤 ( 粉 ) 机转速或磨煤机入口一次风挡板 ( 双进双出球磨 ) 和燃油流量 ) ;
c .二次风量 ( 送风机叶片倾角 ) ;
d .一次风量 ( 磨煤机风量,温度及一次风道压力 ) ;
e .炉膛压力 ( 引风机叶片倾角 ) ;
f .给水流量和汽包水位 ( 给水泵转速,阀门位置及再循环控制 ) ;
g .凝结水流量,除氧器水位和凝汽器水位;
h .蒸汽温度 ( 减温器喷水阀,档板和再热器喷水阀 ) 。
1.2 用直接能量平衡策略的协调控制
锅炉与汽机间协调控制的发展是建造现代大型蒸汽发电机组的基础之一,经过四十多年的发展历程,目前在实际工程应用中取得了卓有成效的进展。世界上许多机构和公司都为其做出了不朽的贡献。
协调控制,顾名思义,也即是协同操作锅炉的输入燃料、风、给水和汽轮机发电机组来满足电厂的首要任务—使发电量与负荷指令匹配。根据这个定义,对机组的负荷指令将同时作为对锅炉输入量和机组发电量的要求信号。这即是著名的直接能量平衡 (DEB) 概念的基础。
传统协调控制策略,对锅炉和汽机施加了一个共同的机组指令信号。该信号用于锅炉控制时,首先产生动态微分调节作用,当负荷增加时,按速率增强燃烧(过燃),当负荷将下降时,按速率减弱燃烧(欠燃)。这种微分操作除按负荷大小比例调节燃烧强度外,还补偿锅炉固有的存贮能量。图 2-1 是这种传统协调控制的简化框图。
机组负荷指令信号经压力偏差积分控制器修正后,送到燃料和风量控制器以纠正压力偏差,这是假定没有其它的修正、闭锁或超驰时的情况。
目前使用的 DEB 除了能够维持锅炉和汽机稳定状态的平衡外,还可以在紧急情况或设计要求下,单独改变汽机的运行工况同时继续维持锅炉汽机间的平衡。
在 DEB 中,发电量控制和锅炉需求两者间不是直接相关的。锅炉需求信号是基于汽机对能量的要求计算出来的,这个能量要求称为“能量平衡信号 " ,它代表了在任何工况下汽机对蒸汽的需求量。 " 能量平衡信号 " 随着汽机阀门的开度变化而变化,即使在故障情况下或手动调节汽机阀门时,上述计算也能得出正确结果。此外 DEB 的锅炉需求还尽量减小对前馈微分的采纳和影响,并对负荷变化起到更加稳定的控制。图 2-2 表明了 DEB 的控制策略。
图 2-1 传统协调控制的简化框图
图 2-2 DEB 的控制策略
1.3 发电量控制
当汽机的控制处在 " 远方自动 " 方式时,发电量控制由一快速响应的闭合环路来实现。当 " 远方自动 " 方式建立起来时,从汽机控制送出一个闭合接点信号通知 CCS 系统,同时汽机控制屏蔽第一级压力反馈信号而接受来自 CCS 系统的 4-20MA 指令信号。与此同时 CCS 系统也送出一闭合接点信号到汽机控制系统,以表明锅炉在自动压力控制方式之下。
负荷指令信号可以由操作员来设置(以汽机为基础的方式)或是来自自动调度系统自动调节信号( ADS 方式),有一个画面专门用来选择操作方式和人为设定负荷目标值。
当负荷指令为自动控制方式( ADS 方式)时, ADS 系统将送出脉冲作为增减发电量的信号,这些信号被积分后形成了对机组的负荷指令信号,这个信号的变化速率是受到限制的,该限制值由操作员设定。由于汽机调速控制系统包含有一个频率控制回路,该控制系统必须也有一个相似但反相的偏置,因而在两系统间没有交互作用。
实际的负荷控制是一个串级的回路,主回路中利用发电量信号 ( 总兆瓦数 ) 作为外部较慢的控制变量,而以第一级压力作为内环的快速响应控制变量。
调速器的开大可以被主汽压力偏差及燃料或风量的偏差所闭锁,这些偏差会导致锅炉需求下降,如果这些变量的偏差超过允许值,则也将关小汽机调门。
串级控制的主要好处是使调速汽门的响应线性化。非线性产生的原因是由于阀门开度非线性,摩擦及迟滞等因素造成的。运用该系统后,指令的变化将总能够产生一个发电量呈线性变化的结果,图 3-2 。
当锅炉需求控制处在手动操作状态或在锅炉基本负荷方式时,调门也能以自动方式来控制,在这种方式下(汽机跟随),调门处于自动控制,以维持主汽压力于设定值。
图 3-1
图 3-2
1.4 汽机对锅炉的需求(简称锅炉需求)
能量平衡信号也就是汽机对锅炉的需求信号,该信号代表了实际汽机阀门的开度,即汽机对输入能量的需求。
能量平衡信号是汽机第一级压力与主汽压力(主汽门前压力)之比 (P1/PT) ,它之所以有用是因为它线性地代表了汽机阀门的有效位置,因此可用来作为调节锅炉输入的基准。另外,该信号不象其它信号那样会受到锅炉工况的扰动(例如燃料质地的变化)。所谓其它信号指的是通常采用的蒸汽负荷信号,如蒸汽流量或第一级压力等,这些信号在锅炉扰动发生时会产生再生作用(正反馈)。
仅仅采用蒸汽压力和蒸汽流量前馈信号有两个基本问题 :
a .蒸汽压力控制器仅在偏差发生时才起反应,也就是说在控制系统采取措施以前压力偏差必须首先产生。在这种情况下控制系统将肯定产生一个压力过调量。压力偏差将被控制算法所积分。并当压力再次越过设定点时,又向相反方向积分。这个问题的解决方法是在指令和反馈中采取比例和微分的调节方式。
b .蒸汽流量是一个再生前馈信号,当燃料的发热值变化时,该信号将激发更进一步的控制作用,与正确校正的蒸汽压力和流量的作用方向相反。
如有燃料发热量增加的扰动时,将会使锅炉输入过多,使蒸汽流量增大,汽机把它当作需求,前馈给锅炉,则锅炉要增加燃料量,使流量进一步增大。
但能量平衡信号对于这种现象的反应是不敏感的,当由于燃料质量发生变化而导致锅炉输出变化时,主汽压力和第一级压力将以相同的百分比变化,因而两者之比将不受影响。
更进一步,能量平衡信号能补偿任何压力的变化,它是汽轮机所需要的蒸汽流量的真实反映,因而也是锅炉输入量的真实反映,因为它是被主汽压力设定值 (PS) 相乘的结果 :
锅炉能量需求值= P1/PT × PS
在手动或自动控制负荷、频率变化或故障超驰情况下,能量平衡信号都向锅炉的输入量(燃料和空气)精确地反映了汽机的需求量值。
能量平衡信号是一个自校准的信号,由于反馈给汽机控制的信号通常是 P1 ,因而控制将把阀门置于能满足发电量需求的位置上。 P1 与输入至汽机的能量有着直接的比例关系,因而与机组输出的兆瓦数成比例。由于锅炉的储能和汽机阀门的快速响应,对于机组出力的要求将很快地予以满足,当然在一定时间内还会影响主汽压力,这主要由燃料输送系统和锅炉内热量传递造成的时间滞后引起的。当 PT 下降后,能量平衡信号将增加,以适量地加强锅炉的燃烧,补偿锅炉储能的流失。随着主汽压力逐渐趋近其定值,此时输入给锅炉的能量与锅炉的出力持平。
大多数情况下,传统系统将一公共指令信号加到汽机调节器和锅炉输入端,把一个任意的动态导前信号加到锅炉需求信号上,而该信号未必能进行过程自校正,在整个负荷变化期间它保持恒定,它只根据需求信号的变化率进行校正。
1.5 动态补偿
简单地维持锅炉输入与能量平衡信号相适应,终究不能保持炉机间的平衡。汽机调节阀门变化而引起的锅炉储能的变化在能量平衡信号的自校正过程中反应出来。
然而,锅炉储能和锅炉负荷之间是一个非线性的关系,因而锅炉需求信号要求有一个动态补偿,补偿量将有一定的过调。这个暂时的过调量使机炉之间的不平衡减至最小,并改善压力的控制。每台锅炉控制系统都有其自已的动态补偿器的整定值。请注意在图 5-1 和图 .6-1 中动态补偿的位置。
图 5-1 动态补偿
1.6 变压运行
变压或定压运行方式将通过 CRT 画面来设置,主汽压力的设定值用键盘来调整。
在变压方式下,把一基于机组而设计的程序投入运行,该程序把机组发电量做为独立的变量,在低负荷和高负荷工况分别建立两个定压区;而中间区域则是变压区,定压区与变压区的连接点和变压区的曲线斜率是通过 CRT 来确定。图 .6-1 显示了这种变压控制。
图 6-1 变压控制
必须注意的非常重要的一点是在变压运行方式下,允许操作汽机 阀门瞬时改变出力(小于 10% )。但当压力达到新的设定值后阀门又返回到固定位置。
举个例子,当接到增负荷指令以后,调节阀快速开大,以得到出力的突然增加而压力不增加,这是一个过渡过程。而后随着压力设定值的上升,锅炉开始响应,阀门又回到了正确的稳定位置上。
图 6.1 中显示有一条典型的压力设定值曲线。
负荷压力曲线还有两个重要的方面在变压控制方式中需要考虑。一是储能问题;另一个是蒸汽温度控制问题。储能与汽包压力有关。
在定压方式下,负荷变化百分之一将引起汽包压力变化大约 0.02Mp ;在变压方式下,负荷变化百分之一将引起汽包压力变化 0.27Mp 。
一个特有的前馈信号用来处理储能的变化。主汽压力设定值的变化速率被加到锅炉需求中。
蒸汽温度表现出一种用常用的反馈控制难以控制的样式。首先在过燃烧时温度升高,随着越来越多的蒸汽产生,温度开始下降。
送到蒸汽温度控制去的有一组前馈信号,其中包括用来打开喷水阀 r 主汽压力变化率信号,以及用以关闭喷水阀的汽包压力反信号( -P D )。这些信号在 DEB 系统中被综合起来,然后形成一个单一前馈信号。
1.7 放热量
对所有燃烧控制系统的一个最基本的要求是当负荷变化时或燃料的发热值不是恒定值的时候,该系统能够精确地测量输给锅炉的燃料量或者热量。这个测量有任何误差都能够导致不良的燃料——空气控制比例,从而造成蒸汽温度、汽包水位和负荷的扰动,因而引发控制回路之间的相互作用。如果这个测量误差不能减至最小,负荷的变化幅度和变化率都会受到限制。
传统上,燃烧控制系统采取两种基本方法来解决燃料测量问题,每一种都有其局限性。
燃料直接测量是一个广泛采用的方法,该方法在燃气锅炉中的应用非常成功,但在煤粉锅炉中的应用却非常不适宜。
第二种传统测量方法是一个以实验为依据的办法,就是测量锅炉的输出量,也就是蒸汽流量或汽机的第一级压力。该方法的主要局限性是:仅在稳定状态下,锅炉的输出方与能量的输入成比例。
锅炉输入与输出更精确的关系应包括锅炉的储能变化。锅炉的输出加上或减去锅炉的储能变化在稳定或动态情况下都与锅炉的输入保持比例关系。
在汽包型锅炉中,大多数工作介质(水和蒸汽)都在饱和温度和压力下,当汽包压力变化时,温度和焓也发生变化,事实表明大部分的储能都存在于流体中。
由于汽包压力与流体热焓基本上呈线性关系,因而汽包压力是一个很好的储能指标。
储能的实际水平无需关心,因为它与燃料输入量无关。但储能的变化却具有非常大的重要性,因为它是燃烧率变化或燃料的热值变化的结果
锅炉中能量转换的基本等式如下式:
锅炉吸收的燃料放热=锅炉输出热量+储能的变化量
该式可以写成:
锅炉吸收的燃料放热= KP1 + K1dP D /dt
P1 =汽机第一级压力或锅炉蒸汽流量
P D =汽包压力
在锅炉吸收的燃料放热量概念中,同主汽压力偏差代表着锅炉—汽机间平衡一样,汽包压力的变化速率 (dP D /dt) 标志着锅炉输入输出的平衡。当汽包压力不变时( dP D /dt=0 ),锅炉所吸收的燃料放热等于锅炉的热量输出。
1.8 使用被吸收的燃料放热量信号的优点
a. 独立于燃料供给系统
燃料输入的变化与到达炉内燃料的实际变化之间的延迟,对热量计算而言无关紧要。
b. 汇总所有来源的燃料。
热量信号代表了热值输入,它计入来自所有来源的燃料,无论这些燃料是否被测量到。
c. 实时计算
被吸收的燃料放热量信号(简称热量信号)的计算不依赖于诸如蒸汽温度,烟气温度等大时间常数的变量来,从而确保该信号代表着在每一时刻的精确燃料流量。
d. 分辨燃料质地的变化
由于热量信号能够识别热量输入的任何变化,因此它可以相应地修正燃料的输入量,无需改变燃料量指令,如改变燃料量指令则会给空气流量造成扰动。
e. 在负荷变化时维持燃料空气配比。在动态情况下的燃料精确测量,使人们可采用一个公共的指令信号来控制燃料和空气,二者将以相同的量发生变化。
1.9 需求限制调节器( DLR )
直接能量平衡系统可以确保锅炉的安全经济运行,因为它不允许锅炉所输入的燃料和空气间有任何显著的不平衡,正如当锅炉的某一输入受到限制后,它将减小汽机的需求一样,它也要减少锅炉的指令以与被限制的输入相匹配,这种因果关系的控制链是最最紧密的。 D — E — B 考虑到了这一点,并采取了一定的措施,使得系统的负荷不会超出最小能力的锅炉输入的产出能力。
需求限制调节器监测着燃料、空气和给水控制系统各自的流量偏差,一旦发现这些偏差之中任一个达到预先设定的值,锅炉指令信号的变化就会闭锁,如果偏差超出了预定值,锅炉指令信号将以与偏差值成正比的速率减少,直至平衡重新建立。
同样,如果在需求限制调节器两端有一个大于设定值的偏差,则输入至汽机的某一方向脉冲调节信号将被闭锁,以防止扩大机炉之间的不平衡。
如果上述偏差超过了允许的范围,则汽机将向缩小这个偏差的方向调节。
需求限制调节器的特性是按减小燃料、空气控制系统中流量信号偏差的要求,以一定的速率和数量去改变燃料或空气的流量。如果燃料或空气的流量比相应的需求信号高且超出正常范围,则锅炉的需求将增加,相反,一个超常的低流量将减小锅炉的需求。
锅炉需求的增加或减少将以与偏差的幅值成正比的速率发生,也就是当偏差小时增减速率慢,偏差大时速率快。同时还将对汽机进行适当的调节以保持机炉在限制条件下的平衡。
该系统将保证在任何情况下使燃料和空气流量与负荷的变化相匹配而不受交叉限制的局限。
1.10 辅机故障降负荷 (AUXILIARY LOSS RUNBACKS)
除了需求限制调节器以外,电厂辅机的故障也能引发机组的降负荷( RUN BACK )。当辅机故障发生时,切换系统控制到基本模式( BASE MODE )来操作锅炉的运行,锅炉需求信号以一预置的速率(如 100% / min )下降至一预置的限值,即到达一个负荷点,它等于系统中剩余辅机能提供的机组负荷量。系统中可以有多个快速降负荷回路,图 10-1 所示即是快速降负荷回路。
图 10-1
1.11 炉机平衡
对协调控制系统的一个主要要求是能按照要求调节燃烧率维持炉机间的平衡。维持炉机平衡的判据是主汽压力 PT 。当 PT 保持在设定值时即是炉机间达到了静态平衡状态。传统控制系统通过利用主汽压力控制器的输出信号来修正锅炉需求信号的方式来满足上述要求。主汽压力控制器通过 PID 算法对压力偏差进行修正。
这种压力控制器的积分过程可以称之为“校正积分”,对于传统的系统将主汽压力恢复至设定值来说,它是一个基本组成部分。
然而,使用这种校正积分有其缺点。首先对于燃用多种燃料的机组,在稳态工况下,会因燃料质地变化而产生小扰动,如果这种扰动发生时,压力控制器积分作用可能与燃料输入作用不协调,造成不稳定的结果。其次,在负荷变动的整个过程中,由于被控过程的迟滞作用,压力的偏差有可能始终不消失。
在负荷变动结束时,随着系统趋于稳定,燃烧过调必须去除。但由于积分作用在负荷变动期间对燃料输入量的过调终将导致负荷变动结束时的压力过调,这种情况之所以发生是因为传统控制系统唯一能够去除过调的方法是改变积分作用的代数符号。负荷变动斜率越陡峭,燃料输入的过校正越剧烈,则在变动结束时压力超调值越高。在负荷变动终结后,系统恢复稳定所需的时间将由于压力偏差的存在而延长,而该压力偏差又是为去掉压力控制器中的积分累计所必需的。这些问题在以煤为燃料调节能量的锅炉运行中显得十分突出。
DEB 解决上述问题的方法是取消对该控制器的依赖。系统在燃料控制器中采用了一个独特的前馈与反馈相结合的控制方案,该方案在燃料控制器中采用能量平衡信号(也即是能量需求 ) 作为前馈,以燃料实际发出能量值(热量)的一个计算结果作为反馈信号。两个信号量均不是任意值,而是通过被控过程校正的:
前馈=能量平衡信号= P1/PT*PS
反馈=锅炉释放的被汽机吸收的燃料热= P1 + dpD/dt
燃料控制器调节燃料的输入以维持前馈(设定值)与反馈(热量信号)相等,这样,燃料偏差( EF )可以写成下式:
eF = P1/PT * PS- ( P1 + dpD/dt )
在稳态, eF 和 dpD/dt 等于零;故而
0 = P1/PT * PS — P1
两端被 P1 同除得: 0 = PS/PT — 1
或: PT = PS
这样,燃料控制器将调整燃料使系统进入稳态,届时主汽压力 PT 等于压力设定值而不受汽压偏差积分的不良影响。
针对上述各部分的相互关系,如果你注意到由于燃烧品质变化的燃料而带来的“稳定状态”下的扰动问题(燃料品质变化,导致系统的效率变化),就会发现, DEB 系统通过直接重新调整燃料输入和重新建立原有的热量值,修正了任何热量值的变化。热量信号的修正将自然地使压力返回设定值,并改善机组的稳定性。
在负荷变动期间,前馈与代表实际燃烧状态的热量相匹配。为了保持热量值在期望的定值上,在变动负荷时燃料输入将适当地过调,该过调量根据汽包压力变化率来决定。更重要的是当汽包压力稳定下来后过调即除去,不象通常那种为达到相同功能而采用压力积分方式的系统那样要求主汽压力过调。
我们提供的系统在负荷变动结束时要比通常的系统稳定得多,因为燃料的调节是与前馈信号数值及变化率成比例进行的,该信号能够精确计算需求量而不必采用在功能上为克服偏差而沿用的积分算法。这样作的好处在于在负荷变化期间改善了系统的响应,并在负荷达到希望值以后加速使运行进入稳态。
1.12 燃料控制
通过动态补偿和主汽压力修正等调整后的能量平衡信号就变成了燃烧率需求信号,将该信号与燃料输入信号测量值相比较后得到的偏差信号送至燃料流量控制器。这个控制器提供常规比例积分调节。此外,它接收来自需求信号及需求速率信号的前馈作用。这一前馈作用使燃料流量控制对需求的变化快速响应,过程偏差很小。因而燃料流量控制系统对于需求的响应就不依赖于控制器的积分参数的调整了。
燃料输入信号是由热量计算模块算出来的,该算法块以蒸汽流量作为能量输出的测量值,以汽包压力作为储能测量值。
它以这样的原理运行:锅炉的能量输入等于能量输出加上储能的变化。
虽然热量信号被用来作为控制器的反馈信号。但为保证系统运行安全,所有燃料量还经过计量,计量值再与热量信号值进行比较,其偏差量如超过正常值将使控制切换成手动控制方式。这样安排是为了防止当燃料反馈信号丧失时导致燃料输入量过度增加。
系统将根据投运的磨煤机台数来维持燃料的总需求,随着磨煤机逐台退出运行或针对某台特定磨煤机的燃料需求被减小时,其它磨煤机的输出将自动增加而不会改变过程变量。
图 12-2 采用热量信号和燃料控制
磨煤机都配有一个手动控制站,通过燃料输入站可以对燃料输入量置入偏置量,这个偏置量是相对于总需求来调整的。
对不同的制粉系统,燃料控制通过改变不同的变量如给煤机转数、给粉机转数或磨一次风量等来实现。燃料控制器的整定参数则根据投入自动的磨煤机台数或给粉机台数,通过适应整定算法使其改变。
1.13 二次风控制
用于燃料控制的锅炉需求信号也同样用于风量的控制。该信号首先被过剩风量修正。
图 .13-1 空气量控制和前馈
两个氧量信号的平均值与一个程序产生的设定值进行比较,该定值控制程序是一个有关负荷( P1 )和燃料量的函数,当低负荷时,该函数输出高值;函数输出随负荷的升高而下降。对于每种燃料,该函数的最大值、最小值和斜坡变化率等均可通过 CRT 来选择。为操作员提供了一幅氧量控制画面,在同组画面还包含了燃料/空气比主控制器。
风量控制系统先产生了对二台送风机入口导向叶片的总需求量。然后将该需求量分配到两台送风机分别控制。当其中一台处于手动控制,并通过手动/自动控制站操作时,处于自动控制下的送风机导向叶片将自动朝相反方向调节以使输入锅炉的总风量保持不变。
1.14 炉膛压力控制
炉膛压力控制是靠调节引风机叶片倾角或出口挡板开度来实现的。系统符合美国国家防火协会( NFPA )的规范。系统一般设计三个压力变送器用于压力控制。如果压力变送器监测到炉膛压力过高过低,引风机控制系统将在某一方向实行闭锁,以防止压力向更加过量的方向调节。
压力系统采用了变送器信号的中值,如果在两个变送器之间出现压力偏差,系统将报警,如果所有变送器间出现了不允许的差值,控制回路将切换成手动控制。
系统中还有一个采自送风机导向叶片或出口挡板位置的前馈信号,送风机叶片或出口挡板位置的改变将引起引风机叶片或出口挡板位置的改变,即使在送风机处在手动操作方式下也如此。
当主燃料跳闸( MFT )发生时,引风机导叶或出口挡板首先被从原位置以一定百分比关小,经过一段延时后返回到比初始位置低一些的位置上。
1.15 给水控制
给水控制系统中是一个采用蒸汽流量,给水流量和压力补偿水位的三冲量控制系统。蒸汽流量被适当地滞后以补偿水位膨胀和收缩,它用于对给水流量的设定。水位信号是经过压力补偿的并与设定值比较。控制器根据该水位偏差量,于给水流量和蒸汽流量之间产生一个偏置量或称修正信号以水位维持在希望值上。给水量偏差通过控制器的作用产生一个适当的给水流量改变量。
主蒸汽流量可通过主蒸汽温度和汽机第一级压力计算出来的或测取流量信号修正后使用。过热器喷水流量从主蒸汽流量中减去以后得到的是实际上流出汽包的蒸汽流量。这还取决于管路状况和在哪里取得喷水流量。当然,汽机旁路流量也必须加进去。
主给水流量要经过计算和密度补偿,该信号也送至除氧器水位控制器。
在非常低的负荷工况下,投入单冲量控制系统运行。操作员可通过 CRT 来选择该系统投入与否。
无论在单冲量还是三冲量模式下,系统都可同时控制两台汽动给水泵和一台电动给水泵。控制系统产生一个给水总流量需求信号,并将该信号根据投运泵台数和单台容量分配给不同的泵。这个工作首先通过两个参与算法将需求量分别分配给汽动泵和电动泵,然后每个汽动泵又有其自己的参与算法,再考虑在手控站或 CRT 上设定的对泵的偏置量,将汽动泵需求量分配给不同的汽动泵。
除氧器控制也是三冲量的,它们是冷凝水流量,给水流量和除氧器水位。在低负荷工况时也是采用一个单冲量控制系统,并可在 CRT 上选择使用。
每个给水泵有其再循环控制系统,对每个泵的最小流量指令则根据泵的差压来决定,并使用调节控制。
1.16 一次风控制
通入磨煤机的一次风是由一组独立的一次风机产生的,一次风道压力通过调节一次风机入口叶片来维持。
在负荷变化范围内,通过磨煤机的一次风量由向相同方向改变冷热风挡板来改变。一次风量在球磨煤机进口处测得,并根据风温进行补偿,这样,在由于煤的水份含量改变而造成风温变化的情况下,能确保风的重量流量为恒定。
球磨机出口的风煤混合物的温度由温度控制器来调节,温度采样取自球磨机出口。该温度保持恒定,不因给煤率和煤中的水份含量而改变。用来干燥煤的热量是由一次风预热器出口的热风提供的。磨出口温度与设定值如有偏差,温度控制器就控制两个挡板(指冷风挡板和热风挡板)使其向相反方向动作,这样不会影响磨煤机的总风量。
1.17 汽温控制
过热汽温的控制是通过控制两个相串联的过热器段的喷水而实现的。这就是中间汽温控制和末级汽温控制。提供两套系统,每一侧过热器有一套。
在末级过热汽温控制系统中,末级过热汽温与一手动设定值相比较,结果形成的控制信号又与末级过热器入口汽温相比较,最后去控制喷水阀。。
中间过热汽温控制系统将中间过热器出口汽温与一手动设定值比较,结果形成的控制信号又与中间过热器入口汽温进行比较,然后去调节喷水阀。
对四个喷水阀都提供了自动/手动站。这些站上有阀位指示和温度偏差指示。此外,每个站都有一个温度定值,两个是中间过热器出口汽温的定值,两个是末级过热器出口汽温的定值。这种安排使得运行员能对过热器两侧的温度进行偏置。
另有一个前馈信号用来处理蒸汽潜热的变化,这种变化是伴随着变压运行而来的。在压力实行滑动时, 5 分钟后,未经控制的汽温就会增高近 11 ℃ 。以后在下一个 15 分钟,又要下降近 28 ℃ 。用一般的反馈控制技术难以对付这种情况。
系统中采用的前馈信号由两个成份组成,一是主汽压力定值变化速率,它用来在一开始就打开喷水阀去阻止汽温的自然升高;另一个成份是负的汽包压力信号,其作用是在汽温开始下降前去关喷水阀。
系统也提供了对喷水调节阀前的截止阀的控制。对于喷水的第一个要求就是先输出一闭接点,打开截止阀,这一接点要保持闭合,以使该截止阀能打开。等到系统测得表示截止阀全开状态的接点已闭合,喷水阀才打开。当两个喷水阀都已全关,该截止阀才关闭。
系统还提供有超驰作用。当主燃料跳闸( MFT )或负荷低于 30% 时,关闭喷水阀和截止阀。
再热器出口汽温是通过控制摆动喷燃器的位置或烟气挡板位置和再热器减温喷水阀来维持的。在再热汽温控制中采用同样的前馈信号。
当温度高时,喷燃器位置要调低。如温度仍然高,就要求打开喷水阀。两个喷水阀上游的一个截止阀首先打开。如果喷燃器到达最低极限位置之前,汽温达到不容许的值,则喷水阀将打开。当温度下降,则过程向反向进行。
每个喷水阀都有一个自动/手动站。还有一个自动/手动站是为摆动喷燃器提供的。