(神华国华寿光发电有限责任公司山东省潍坊市262714)
摘要：协调控制系统是我国发电厂目前运用最为广泛的一种技术，其也对我国的电力发展产生着深远的影响。由于火电机组中的锅炉和汽轮机组均存在着独特性，所以在实际运行中，两者都必须被谨慎操作，如此才能实现资源的高度利用。本文就针对发电厂火电机组中锅炉和汽轮机组的协调控制展开相关性的分析，希望对当前的发电事业有所帮助。
关键词：火电机组；锅炉和汽轮机组；协调控制
引言
发电厂的火电机组中锅炉和汽轮机组协调控制系统是目前适用性最好的系统体系，在实际运用当中，其不仅能够及时有效的根据指令完成相应的操作，更保障了整个系统的安全稳定。因此在如今的经济发展形势下，发电厂必须坚持对协调控制系统的使用，无论是节省成本，还是保障整个工作系统的正常运转，其都有着巨大的优势。
1、协调控制系统概述
协调控制系统是1980年代在国家一级引进的一项重要的发电厂控制技术，主要由三部分组成:(1)电路管理综合指令；(2)主回路控制；(3)主汽压力设置。该技术的主要功能是选择并计算接收到的中间调指令、锅炉指令和频率偏差命令，结合辅助项的运行状态输出综合负荷指令，调整锅炉燃烧速率和炉膛控制回路接收后的阀门开度。压力调节回路通过合理的运行方式处理设定值和变化率，为汽轮机的正常运行提供了更合适的预压力设定值。此外，协调包括三个含义:①锅炉与磨床、鼓风机、水泵等之间的协调。②发电机与电源要求的协调。当电力负荷需求变化时，汽轮发电机组应尽快作出反应以满足电网所需。③锅炉与汽轮机之间的协调。组织协调实现了对两个部件的统一控制，提高了机床组的稳定性和运行速度，从而最大限度地提高了功率分配的响应能力。应当指出的是，虽然汽包锅炉和直流锅炉的控制在概念上是一致的，但由于水的转换过程不同，两种锅炉之间存在很大差异。
2、协调控制系统的技术功能
随着我国经济的不断发展和机构动力学的不断变化，以前往往只有基本负荷的大中型集团的运作方式也发生了变化。今天，根据电网的频率波动和中央计划所应用的负荷指令，他们必须应对峰值、频率甚至一些较强的局部干扰。对于涉及频带和电网峰值负荷的电机，运行方式必须使小计率过大，稳定运行的最低负荷低，并且在整个负荷变化范围内进行良好的负荷调整，即负荷变化率高，其主要操作参数。例如，主阻尼压力，在荷载变化过程中相对稳定，以保证整个荷载变化范围内集料的稳定性和安全性，从而保证集料的更高效率。为满足这些要求，机床主锅炉、电机发电机和主支柱(输送机、鼓风机、泵、磨床)的运行和控制取决于机床设备，也取决于机组控制的设计。在处理压载要求和保持骨料主要运行参数的稳定性时，将炉膛作为一个整体来考虑。但是，容器和锅炉往往相对独立，通过其各自的调节机制。例如，车轮阀门的调节、锅炉燃烧速率、满足电力负荷要求和稳定主要参数的作用各不相同，主要是锅炉配合的相对延迟，应当充分考虑到控制设计上的差异和某些措施(例如，插入某些预选信号，协调)从而采取协调控制系统，该系统由处理负荷命令的主电路和主加热冷却电路的三部分组成。负荷指令处理电路，包括传递给机床控制系统主通道的中间调指令、锅炉指令和频率偏差指令，通过选择和计算，然后根据机组主计算机的运行情况发出实际负荷指令，修改调节阀的启动和锅炉燃烧速率。前端电压调节回路，其中运行方式由操作人员选择压力/压力，并根据幅度和变化率形成适当的机器前压力调节，以保证集料的稳定经济运行。
3、锅炉和汽轮机组的协调控制系统
3.1协调控制方式
在实践中，锅炉和风机是独立运行的。锅炉在调整机器压力和负荷时往往是通过控制燃料燃烧速率实现的，这与鼓风机、磨床等的辅助性能密切相关，车轮主要是通过控制装置的开启角度实现的。与此相反，锅炉调节速度较慢，不符合当前电厂生产模式。因此，重要的是要考虑到两者之间的差异，在一个完整的系统中引入几个锅炉和风机调节信号，并采取适当的控制策略，使发动机能够对电力负荷作出快速反应。协调控制有两种常用方法:（1）基于炉和机，即机组压力由锅炉控制，而性能由机构控制。此方法的优点是负载可以快速反应。该方法与80年代的直接供电系统密切相关。直接电力平衡控制系统有效地推动了锅炉组协调控制系统的改进，对其稳定性和快速反应都发挥了积极作用；(2)基以机跟炉为基础，即机组压力由机器控制，而功率由锅炉控制，有利于提高控制压力的稳定性。但锅炉本身的燃烧特性较慢，导致锅炉反应较慢。因此，在系统设计过程中，机器指令通常以先前反馈和反馈的形式作用于锅炉，以提高锅炉对负荷的响应速度。
2.2汽包锅炉机组协调控制系统构成系统主要有以下几部分组成。
1)锅炉运行主菜单。在主菜单中可以调用所有操作界面。在锅炉运行的主菜单中，每个操作屏幕前面都有一个绿色框，单击绿色框即可按下该框。只需单击组命令前面的绿色框即可显示启动命令。2)机架操作手册。其中包括:a.组分配显示操作员以实时监控组状态。b.打开命令监视器。查看网络可跟踪性状态：c操作按钮，包括控制各种功能的按钮；d.状态指示灯。3)协调主控操作系统。a.功率控制器，接受机组指令控制器发出的负荷指令信号和机组的实发功率信号，控制器的输出给DEH，完成对汽机的控制；b.DEH控制器，用于连接DEH系统和协调控制系统，手动或自动键会自动打开和关闭。DEH控制器自动时，电机在自动控制中；c.压力控制、压力控制、压力信号接受机器的压力控制和预先设定的压力信号，将控制输出到燃料控制，完成压力控制；d.滑压控制器，主要是压力和压力。采用最鲁棒性控制方法时，协调控制根据系统定义的负荷与压力关系自动确定机器的正面压力，控制锅炉燃烧和发动机控制组的负荷。4)散热器控制。a.deb控制，即负责发送燃油指令并显示压力平衡状态的锅炉控制；b.燃料控制，主要控制炉内装载的燃料，其中包含煤和燃料的量，并在装入炉内之前进行比例换算。5)送风控制。控制炉内气流和氧气以提高燃料利用率。由于燃烧方法中的命令经常发生变化，因此系统命令在设计过程中基于负荷命令，而不是锅炉指令。
3、锅炉和汽轮机组协调控制用途及策略分析
3.1锅炉和汽轮机组协调控制系统的用途
协调控制系统在目前的发电事业领域来看，其占有着重要的比重，不仅能够在锅炉负荷频繁变化的情况下让控制器提前做出相应的举措，更能高效率地保障各项流程的有序进行，从而促进质量的提升。而对于汽轮机组，其快速的响应特点是工作人员依赖的渠道，锅炉存在较大的迟延及滞后，这对协调控制系统的响应以及安全都会带来一定的影响。因此，在控制方面最好是应用于锅炉侧，这样变能科学避免系统的延迟等不良问题。而对于锅炉运行状态下的协调控制方式，其主要将控制器中的负荷指令进行转换；同时，汽轮机组中的主蒸汽流量信号在通过转变之后，便可作为前馈信号，进而发挥出系统前馈信号的具体作用。在锅炉的气压测量过程中，主气压偏差能够通过前馈修正使偏差值处于限定的幅度内，从而使得锅炉中的气压处于稳定状态。除上述所讲，锅炉侧的前馈控制方式在信号来源的掌握上可分别两种：负荷指令经行的前馈控制和直接能量的平衡信号。对于采用负荷指令经行前馈控制而言，负荷指令在处理之后，便能良好地控制前馈控制系统，进而实现锅炉最佳的运行状态。而直接能量的平衡信号，其主要用途是解决锅炉内部的压力差，并且在准确的修正后，实现前馈控制。由此看来，通过这两种信号来源的应用，有效地促进了协调控制系统在锅炉和汽轮机组中的实施，降低了一些安全隐患的发生。
4.2锅炉和汽轮机组协调控制系统的策略
外界负荷的变化能够直接影响锅炉和汽轮机组的正常运转，而锅炉跟随控制以及汽机跟随控制是在非协调控制背景下能够有效实现的控制方式。对于锅炉跟随控制，在实际运行状态下，锅炉可结合主蒸汽压力对燃烧率进行适当的调节，这样一来，外界负荷的变化便不会显得那么严重，汽轮机组的调节也能进行更深层次的整改，从而对使电机输出功率和外界负荷要求的快速反应得到提升。另外，汽轮机组的调节器要根据机前的压力值进行改变，这不仅可以把控锅炉中煤料的燃烧率，也能实现负荷需求的最高响应比，最终完成系统的协调的控制。而汽机跟随控制，当预先设计的指令信号传输给锅炉控制器时，其功率信号便会在负荷值不稳定的状况下，使得煤料的燃烧率和主蒸汽压力也能进行相应的调整，并以此维持之前锅炉的压力。如此一来，进气量也就产生一定的变化，最终的输出功率以及外界的负荷也能实现相对稳定。因此，在控制对象、方式等因素发生动态变化时，协调控制系统所预定的解决方案便可发挥其实际性价值，虽然在处理方案上各有千秋，但无论使用何种方案，锅炉与汽轮机组的都能按照能量平衡原理实现压力和负荷的有效把控。
结束语
在我国如今的经济发展形势下，发电厂对于新能源的使用还不够成熟，而火力发电的工作原理简单易懂，不需要过多的操作流程，所以，火力发电仍是我国最主要的发电形式。目前，发电厂火电机组中的锅炉和汽轮机组在协调控制系统中运行良好，有效提升了电力事业的稳固发展。
参考文献：
[1]张兴华.锅炉-汽轮机机炉协调控制系统在火电厂中的应用[J].江西建材,2016(17):221
[2]贾贵华.发电厂火电机组中锅炉和汽轮机组的协调控制系统分析[J].科技致富向导,2016(03):266.
[3]焦圣喜,王大海.锅炉-汽轮机协调系统的非线性控制分析[J].化工自动化及仪表,2016,41(03):294-298.
[4]曲成龙.对发电厂锅炉-汽轮机组协调控制系统的研究[J].黑龙江科技信息,2016(27):21.
[5]丁永辉.直流锅炉—汽轮机协调系统自适应控制算法研究[D].华北电力大学,2016.
[6]韩璞,魏乐.锅炉–汽轮机单元协调控制的反推PID方法[J].中国电机工程学报,2016,30(02):17-22.
[7]魏克忠.电站汽轮机与锅炉协调控制系统解析[J].安徽电力,2016(04):18-21.