超超临界机组直流炉协调控制策略探讨

超超临界机组直流炉协调控制策略探讨

发表时间：2016-11-04T15:39:22.453Z 来源：《电力设备》2016年第15期作者：郑建林

[导读] 随着科学技术的发展，人们对物质的要求也越来越高。

（国网能源新疆准东煤电有限公司新疆昌吉 831800）

摘要：随着科学技术的发展，人们对物质的要求也越来越高。我们希望当前的材料技术是节能环保的，是符合现代可持续发展理念的，而超超临界机组的火力发电模式就适应了这一要求，它不仅在材料上体现了高度的清洁，在效率上也是非常突出的。这种机组与传统的方式不同，它主要采用的是直流锅炉，所以相应的控制协调方式也有了很大的改变。本文以超超临界机组直流锅炉为研究对象，探讨其协调控制策略的应用。

关键词：超超临界机组；直流炉；控制协调方式

前言：随着社会的逐渐进步，电力在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。当前的用电过程中，人们不仅重视的是它的亮度，还有其能源利用质量。传统时期内，煤炭是我们生活中比不可少的物质，而它的污染也是不可估量的。而现阶段临界机组的出现将其完全取代，以能耗低、利用效率高的优势在生产中占据了主要地位。

一、超超临界机组

（一）超超临界机组的发展

从上个世纪开始，就有国家对超超临界机组进行了研究。以美国、原苏联、日本等三个国家为首，它们分别对临界机组进行了研究发明。随后，各国也都开始效仿，他们也都看到了其中的重大意义，想要将此技术延续到本国之中。最初的超超临界机组的运行规律还不是非常的稳定，可靠性也不是很强。这主要是因为运行参数与投入材料不符，二者的协调性导致了一系列问题的产生。接着，各国又都致力于高配置参数的研究中，只要将参数运行差异的问题解决，就能在很大程度上提高超超临界机组的运行效率与质量。

直到丹麦燃煤超超临界机组的产生，将质量提升到了世界发展水平之上。它的参数为传统参数运行的二十倍，机组容量是传统机组的十倍。这个数值是从前不敢想象的，它的延续与改进将超超临界机组推向了一个新的高潮。丹麦燃煤超超临界机组的工作原理是利用二次再燃技术，蒸汽参数在电燃的带动下使热循环的效率提升，通过运输路径进行材料传送。从实质上来讲，这种方式是适合当前的发展规律的。但是它的操作要求也非常的高。第一，其设备的设计非常的繁琐。第二，它的规律控制效果也不是很容易。第三，最关键的一点就是其经济成本巨大。

目前，超超临界机组的发展已经有了很大的进步，但是我国技术还处在发展的初期阶段，运行规律也还不是非常的成熟。为了加快超超临界机组的步伐，我国已经建立起了有效的合作机制，将借鉴别国先进手段的基础上逐步进行研发，促使电力行业在其方面的应用。

（二）超超临界机组的特点

超超临界机组的特点也是非常多并且极其突出的。首先，我们来探究一下直流锅炉的特点。电能生产一般要经历三个阶段，它们分别是加热、蒸发和过热。当蒸汽的温度到达一定的上限时，它的临界状态会进入自动提醒的阶段，在空气上层形成蒸汽包。蒸汽包要在三个方面进行转换，转换过程也是调节受热比例的过程。直流锅炉的一大特点就是它没有受热包，所以在运动的时候不存在有效的分界点，它的运行规律是由管道内部所占的体积决定的。为了使加热的过程具有平衡性，就要保证蒸汽中水量、加热温度、材料的数量的可利用性。我们可以通过阀门开关的控制来协调三者的关系，进而做到灵活转换。直流锅炉中，一旦再次加热，它的工作运行状态会非常的明显，这也是它区别于传统锅炉的主要特征。另外，在直流锅炉中，机组的蓄热量和蒸汽的温度与金属层面的厚度有关。它主要在饱和的状态下进行运作，所以上升循环的速度非常的快。在这种状态下，它的发展变化都非常的明显，其中一小方面的动作就能够对外界负荷产生搅动。另一方面是超超临界值的给水特点，直流锅炉中的给水方式与传统锅炉相比有着很大的不同。直流锅炉给水方式是一个简单自然的循环过程。在直流锅炉的上层有一个蒸汽出口，我们将水加热放置在此平台之中，水在受热的过程中会自动的产生气包。气包的作用是对各部分的比例进行缓冲以及协调。在热负荷的作用之下使受热部分上升，不受热部分下降，进而达到平衡的状态。另外，直流锅炉的加热过程不是循序渐进的它是相对统一的，以整体运作的方式进行。对于直流锅炉来说，它的多功能可控制的变量过程，而不是分离的操作步骤[2]。

二、超超临界机组直流炉协调控制策略

（一）超超临界组直流炉的机组概况

以徐州国华电场为例，探究超超临界直流炉的机组概况以及协调控制方式。徐州国华电场的锅炉是适合目前发展运行的直流炉，它是在上海引进的螺旋管直流炉。它的主要结构包括双向燃烧机组、平衡通流仪器、摆动式的温度调节器、全钢质的循环调节构架等等。它采用的是机械化一体的固态排渣转换器。主蒸汽机组的标准温度是六百度，再热蒸汽机组的标准温度是六百零五度。它主要采用的是分散型的控制系统。下面让我们来探究一下其主要协调控制方式：第一，在协调指令发出时，网络信号会就此投入。投入的条件是整体程序要满足AGC的请求。执行者要通过计算机将机组的功率进行校正，对远程口令分析，看其运行模式是否符合当前的实际操作要求。允许协调的模式如下：直流炉应该在500MW到1000MW之间，它的性能也要在合格的预测之中，并且其承受能力与执行指令的偏差要在30MW之内[3]。当机组执行条件满足这些要求时，则可以进入下一步的协调。第二，操作人员在远程操作中可以适当的调节给水温度，通过设定负荷变化率的方式完善操作规则。另外，我们还可以将实发功率转至到给水系统调节中，通过此步骤可以控制水的流量。一般情况下，操控人员要在直流炉的下层进行给煤机转速指令，煤的实际供应量要小于指令中的数字，计算机操作系统可以实现自行调节。第三，指令回路的控制也是非常重要的，直流炉在工作状态下会产生一定的压力，在整体协调过后，机器的负载能量会有一个上限和下限。在进行设计的时候，要将此因素考虑进去。可以不经过速率的限制就对预热器、送风机、给水引擎、水泵等机组进行设置。这样能够很大程度上控制指令回路，使机组的运行更加合理。

（二）锅炉主控方式协调控制

在直流炉协调控制方面，主控机构是必不可少的。由于超超临界组直流炉的能量积攒率非常的小，它都是在一次性运行的状态下组件的，所以阀门的调节功能实现性不大。又因为锅炉是一个大的运作系统，它在运行中具有很强的惯性。所以想要将这些弊端剔除必须改变