關(guān)鍵詞 DCS；協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；機(jī)跟爐
1 引言
分散控制系統(tǒng)DCS( distributed control system的簡稱)是以微處理器及微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，融會(huì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、CRT屏幕顯示技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)為一體的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中操作管理和分散控制。也常被稱為集散控制系統(tǒng)(TDCS)。經(jīng)過多年的發(fā)展。 DCS控制技術(shù)越來越成熟，應(yīng)用也越來越廣泛。已逐漸成為過程控制領(lǐng)域的主角。隨著現(xiàn)代電網(wǎng)對單元機(jī)組調(diào)峰能力的要求提高，自動(dòng)發(fā)電控制(Automatic Generator Control，簡稱AGC)和自動(dòng)負(fù)荷分配系統(tǒng)(Automatic Dispatch System，簡稱ADS)應(yīng)運(yùn)而生，而火力發(fā)電廠也迫切需要實(shí)現(xiàn)單元機(jī)組以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的負(fù)荷控制或以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的負(fù)荷控制，某電廠引進(jìn)的INFI - 90控制系統(tǒng)就包括具有國際先進(jìn)水平的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(Coordinated Control System，簡稱CCS) ,它能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的機(jī)組協(xié)調(diào)控制。在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入的實(shí)踐中，通過修改控制策略解決了負(fù)荷控制響應(yīng)和壓力控制的波動(dòng)問題?，F(xiàn)場運(yùn)行表明，所做的控制系統(tǒng)完善工作是有效的，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)效果比較理想。
2 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制方式
協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是將各個(gè)自動(dòng)控制子系統(tǒng)按照一定的方式結(jié)合起來共同適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷變化，保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行和快速響應(yīng)負(fù)荷。由于動(dòng)態(tài)特性的差異，CCS控制系統(tǒng)必須為改善鍋爐調(diào)節(jié)速度進(jìn)行必要的機(jī)爐間任務(wù)協(xié)調(diào)。為維持負(fù)荷調(diào)整過程中的物質(zhì)、能量平衡，機(jī)組的燃燒、給水自動(dòng)控制系統(tǒng)必須有良好的調(diào)節(jié)和抗干擾性能，同時(shí)CCS控制系統(tǒng)必須具備一定的故障處理能力，協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)見圖1所示。
為適應(yīng)機(jī)組的運(yùn)行工況，保證機(jī)組的安全運(yùn)行，從控制策略上設(shè)置了5種運(yùn)行方式:①機(jī)爐開環(huán)控制,②機(jī)跟爐控制,③爐跟機(jī)控制,④以汽機(jī)跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制,⑤以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制。其中，4是機(jī)組運(yùn)行的最高形式，是實(shí)現(xiàn)機(jī)組ACC的基礎(chǔ)。5也是機(jī)組運(yùn)行的高級方式，但因該廠機(jī)組為直吹式制粉系統(tǒng)的直流爐單元機(jī)組，鍋爐調(diào)壓方式在實(shí)際運(yùn)行時(shí)很難穩(wěn)定機(jī)組工況，經(jīng)試驗(yàn)不適應(yīng)，因此不推薦應(yīng)用。CCS切換邏輯見圖2所示。
圖1 主控系統(tǒng)
圖2 CCS切換邏輯
3 功能作用
圖3所示為機(jī)爐協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)，圖中，1為頻率，2為中調(diào)功率指令，3為操作員指令，4為功率趨勢，5為壓力給定，6為壓力趨向，7為速度級壓力，8為實(shí)際壓力，9為實(shí)發(fā)功率。其主要作用是協(xié)調(diào)機(jī)爐動(dòng)作，滿足負(fù)荷要求，主要包括:①負(fù)荷指令處理回路;②機(jī)爐主控器，其功能在鍋爐和汽機(jī)2側(cè)分散實(shí)現(xiàn)。爐側(cè)主控器處理CCS工作方式的切換輔機(jī)RB信號(hào)、負(fù)荷閉鎖和鍋爐在各種方式下燃料指令的形成，機(jī)側(cè)主控器處理功率設(shè)定值、壓力設(shè)定值及相應(yīng)工作方式下汽機(jī)調(diào)門開度指令的形成。兩者間信號(hào)通過硬接線的環(huán)路通訊完成。機(jī)、爐主控器是協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)的核心，其任務(wù)是完成控制方式的轉(zhuǎn)換和實(shí)現(xiàn)負(fù)荷、壓力調(diào)節(jié)。圖3為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理圖。
圖3 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理圖
4 某電廠實(shí)際運(yùn)用
某電廠機(jī)組在采用機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制。機(jī)組在CTF方式運(yùn)行時(shí)，鍋爐主控和汽機(jī)主控(DEH)系統(tǒng)為自動(dòng)調(diào)功方式(見圖4)鍋爐控制器和汽機(jī)控制器通過非線性函數(shù)轉(zhuǎn)換器F2(X) ,F3(x)相聯(lián)系，其作用是:在動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程中，分別將功率偏差信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓力定值的偏置信號(hào)。
圖4 CTF方式的控制原理圖
從控制理論的觀點(diǎn)講，單元機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)是1個(gè)多變量耦合系統(tǒng)。CTF協(xié)調(diào)方式能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒率對主汽壓力的解耦。在負(fù)荷調(diào)整過程中，改變?nèi)紵蕦χ髌麎毫Ξa(chǎn)生的影響，間接地通過功率偏差對應(yīng)的壓力定值偏置值的改變得到了補(bǔ)償CTF方式所具有的解耦能力是單向的，因此，汽機(jī)DEH控制器在小功率偏差內(nèi)所進(jìn)行的小范圍的壓力調(diào)整，只是調(diào)節(jié)功率的1種手段。只有功率偏差較大時(shí)，鍋爐控制器調(diào)節(jié)功率的作用才使汽機(jī)DEH控制器成為真正的壓力調(diào)節(jié)器，此時(shí)壓力調(diào)節(jié)引起的功率變化由鍋爐控制器調(diào)整。
在負(fù)荷調(diào)整的起始階段由于壓力定值偏置信號(hào)的引入，使鍋爐蓄熱可以得到充分的利用。在負(fù)荷指令改變時(shí)，可釋放或儲(chǔ)存一定的蓄熱，加快了機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)速度。由于功率定值前饋信號(hào)對負(fù)荷的響應(yīng)不可避免地存在著滯后。壓力定值偏置信號(hào)的引入使蓄熱響應(yīng)和燃燒率響應(yīng)之間的銜接平穩(wěn)，對減小負(fù)荷調(diào)整過程中的動(dòng)態(tài)偏差有重要作用?，F(xiàn)場運(yùn)行表明，所做的控制系統(tǒng)完善工作是有效的，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)效果比較理想。
參考文獻(xiàn)
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