浅谈发电厂集控的汽水系统与锅炉控制
浅谈发电厂集控的汽水系统与锅炉控制
随着我国经济的发展，对能源的需求量也日益增加，发电厂的容量不断提高，这也给发电厂的集控系统提出了更高的要求，本文结合作者自身工作实践，介绍了发电厂的汽水循环系统，详细分析和研究了锅炉的三种控制方式，希望能为广大同行提高有益经验。
标签：发电厂；集控；汽水系统；锅炉控制
引言
随着我国国民经济的进步和电力工业的飞速发展，现代发电厂正向着规模化和集中控制的方向发展。
大容量和特大容量的发电厂不断增多。
近年来，我国建设的火电厂中，至少为300MW的发电机组，目前还有一批600MW和1000MW 的超临界和超超临界机组将投运。
火电厂的工作原理即为利用燃料燃烧所产生的热量来加热锅炉中的水，使其受热后成为蒸汽和过热蒸汽，这些具有很大热量的蒸汽推动汽轮机转动，产生的动能带动发电机发电。
火电厂的集控运行是指利用计算机、控制、通信、图形显示技术，对火电厂的生产和运行过程进行集中控制，将机、炉、电的控制集合为一体的方法，包括正常情况下的运行状态和参数的监视、紧急情况下的事故处理和启停机控制等。
对于现代火电厂来说，锅炉、汽轮机和发电机是其三大核心设备。
下文中，将就发电厂集控运行中的汽水系统和锅炉控制展开研究。
1 发电厂集控的汽水系统
发电厂主要有三大主系统：燃烧系统、汽水系统和电气系统。
其中，发电厂的汽水系统主要由锅炉、汽轮机、凝汽器、加热器、除氧器等组成，包括给水系统、水冷系统和补水系统三个方面。
汽水系统的循环图如下图1所示：
由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器等设备组成，汽水系统主要任务是使锅炉中的水汽经过吸收-蒸发-过热处理等环节后，成为过热蒸汽。
如上图1所示，汽水系统主要由汽包、水冷壁、过热器和再热器、省煤器等构成。
锅炉给水后，汽包接收省煤器的来水，锅炉内燃料燃烧产生的高温烟气加热汽包中的水，产生的高温蒸汽经过过热器加热，汽包中出来的饱和蒸汽变为过热蒸汽，推动汽轮机旋转，带动发电机做功，在汽轮机高压缸中，经过膨胀做功的蒸汽再引入再热器，再次升温后送入汽轮机再次做功，达到能量的最大化使用。
汽轮机中的凝汽器则将汽轮机排气口排出的气体经过冷却后凝结为水，经过低压加热器加热，并经过除氧器除去水中妨碍传热和腐蚀金属的游离氧，再经高压加热器加热后送回锅炉，补充水系统用来在锅炉和汽轮机之间补充工质损失。
经过
如图中所示过程后，发电厂就完成了一次完整的汽水循环。
2 发电厂集控的锅炉控制
锅炉是火力发电厂的三大核心设备之一，在发电厂的运行中，燃料首先在锅炉的炉膛中燃烧，成为很高温度的烟气，当烟气从锅炉的水管中流通时，加热了锅炉内的水，使之成为饱和蒸汽，再经过过热流程，成为过热蒸汽，最后通过管道去推动汽轮机做功。
锅炉根据容量、燃烧方式、循环方式等的区别，又可以分为各种不同类型。
我单位所使用的为哈尔滨锅炉厂生产的2330MW锅炉，使用亚临界参数、一次中间再热、单炉膛、自然循环汽包炉，固态干式排渣。
锅炉的汽包水位是锅炉运行的一个重要参数，反映出锅炉的蒸汽量与给水量的关系。
汽包的水位太高或太低，都会对锅炉的正常运行带来不利影响。
当汽包水位过高时，内部的蒸汽空间变小，产生蒸汽饱和水量大，影响蒸汽质量。
当汽包水位过低时，因补水不及时，蒸汽产生量会急剧加快，造成缺水，干锅，甚至发生爆炸事故。
所以，锅炉的给水自动控制系统是锅炉的控制中的核心环节。
在锅炉的给水控制中，需要注意的是当锅炉中的蒸汽增加时，由于锅炉的汽泡量也随之增加，产生的“虚假水位”现象，“虚假水位”现象可能引起控制系统减少给水量，进而加剧蒸汽和给水量之间的不平衡，带来水位偏差。
现代锅炉的控制主要有以下三种方式：
（1）单冲量给水控制系统：
单冲量给水控制系统是指变送器将实测的汽包水位信号PID送到调节器，与给定的定值比较偏差，再根据偏差来决定调节信号，并经运算放大器输出信号。
也即单冲量给水控制系统只根据汽包水位PID的变化来控制给水阀门开度，决定水位的给定值。
单冲量给水控制系统控制简单，运行可靠，但是其不能反映出“虚假水位”的现象，控制器可能反向误动作。
另外，它对蒸汽量和给水量的扰动也不够灵敏，所以，其仅适用于蒸汽量比较稳定的较小容量锅炉。
（2）双冲量给水控制系统
双冲量给水控制系统使用锅炉水位变化量H和蒸汽量信号D这两个变量来协同控制调节器，决定锅炉的进水量。
双冲量给水控制系统弥补了单冲量给水控制系统的不足，当蒸汽量发生变化时，虽然锅炉水位变化量H已经很难测量准确，但蒸汽量信号D将使给水调节阀动作，进而给出控制信号，增加给水量来抵消“虚假水位”影响。
双冲量给水控制系统适用于蒸汽量经常变化的锅炉。
虽然可以抵消“虚假水位”影响，但同单冲量给水控制系统相同，它仍然不能及时反映和补偿给水扰动。
随着现代锅炉向着大容量的方向发展，参数也随之复杂。
一般情况下，锅炉的容量越大，汽包的容量和容许波动的量都越小，当给水量不足引起缺水现象时，更容易发生事故，另外，如果几台较大容量的锅炉并列运行，还可能发生水位控制互相干扰的情况。
这种情况下，双冲量给水控制系统由于不能反映给水量的自发变化和扰动，已经不再适用，在此背景下，产生了三冲量给水控制系统。
（3）三冲量给水控制系统
三冲量给水控制系统又分为单级和串级两种方式。
（a）单级三冲量给水控制系统：
单级三冲量给水控制系统使用汽包水位H为主要控制信号，将蒸汽流量D 作为前馈信号，给水量W作为辅助反馈信号，即为三冲量给水控制系统。
三个控制量之间互相反馈，来协调控制。
蒸汽量D发生变化时，调节器随之动作，调节给水量W。
给水量W发生变化时，调节器也随之动作，控制给水量W在合适位置。
（b）串级三冲量给水控制系统：
串级三冲量给水控制系统分为主副两个调节器。
汽包水位H为主调节器的控制信号，用来控制副调节器进行水位校正。
而副调节器除了接收控制信号H 以外，还接收给水量W和蒸汽量D这两个控制信号。
这样，当蒸汽量D发生扰动时，副调节器随之动作，控制给水流量W。
当给水量W发生扰动时，副调节器随之动作，使给水量W维持恒定。
三冲量给水控制系统的结构较之前两种复杂，但是它有效的弥补了单冲量和双冲量系统的不足，是目前控制大型容量锅炉最有效的方式，也是目前发电厂最常用的控制方式。
上述各种控制系统中，测量汽包水位的变送器均为三重化，最终的水位信号从中选出一路，当汽包发生故障时，也可由控制人员来决定切换至另一路信号，确保安全稳定运行。
3 结束语
发电厂的汽水系统和锅炉控制是一个极其复杂的系统，实际的电厂集控运行中，包括锅炉的水位控制、温度控制、节能控制等多个方面，随着计算机、自动控制等4C技术的发展，我国火电厂的集控控制正向着更加智能化的方向发展。
浅议火力发电厂集控运行中的锅炉与汽水系统控制
强制循环锅炉的结构与自然循环基本相同，它也有汽包，所不同的是蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差以外，在下降管中增加了炉水循环泵，作为增强汽水循环的动力。
2.3直流锅炉
直流炉的结构与自然循环锅炉结构不同，它没有汽包，是依靠给水泵压力使工质在锅炉受热面管子中依次经过省煤器、蒸发受热面和过热器一次将水全部加热成为过热蒸汽。整台锅炉由许多管子并联，然后用联箱连接串联而成。现在一般只宜用于亚临界、超临界压力锅炉。
3锅炉机组的工作过程
火力发电厂锅炉的燃料主要是煤，这种锅炉便称为煤粉炉。上图是一台煤粉炉及其辅助系统的示意图，可以用来说明锅炉的主要构成和工作过程。
运输到火力发电厂去的原煤，要经过破碎、除铁、除木屑及混煤后送到原煤斗1，从原煤斗靠自重落下的煤，经过给粉机2进入磨煤机3中，磨制成合格的煤粉，由预热空气通过排粉风机18将磨好的煤粉经燃烧器9喷入炉膛中燃烧，燃烧的化学能便转化为燃烧产物(烟气)的热能。在炉膛内主要以辐射方式将热量传给炉膛四周墙壁上的水冷壁8，在炉膛上部则以半辐射、半对流方式传给屏式过热器，高温烟气经炉膛上部出口离开炉膛进入水平烟道，与布置在水平烟道的过热器(高温过热器5、低温过热器11)进行热量交换，然后进入尾部烟道，并与再热器12、省煤器15和空气预热器17等受热面进行热量交换，使烟气不断放出热量而逐渐冷却下来。煤中灰分不参与燃烧，大的颗粒沉降至炉膛底部的冷灰斗中，形成固态渣山排渣装置19排出，细小的灰粒则随烟气排出炉外。
5管道减振措施
当管道系统发生振动后，那么与其连接的管道转动机械运行也会受到相应的影
响，可能会造成转动机械设备损坏，影响正常生产。除此之外，汽水管道若长期在应力交变的状况下运行，那么不仅会缩短汽水管道的运行寿命，同时也会给安全生产结带来极大的安全隐患，甚至有可能造成结机组出现非停事故。另外，振动有有时会带来巨大噪音，形成噪声污染，对工作人员的健康造成危害。所以，管道设计过程中必须充分考虑管道振动的消除和控制并采取必要的有效的减振措施。管道的减振可以通过两个途径来解决:控制管流的压力脉动，使其不产生谐振;调整管系结构的固有频率，使其不产生机械振动。
发电厂锅炉给水控制系统
摘要随着科技的发展，人们越来越离不开电。
大型火力发电厂地位显得尤其重要。
其机组由锅炉、汽轮机发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。
工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性，尤其是大型骨干机组。
大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。
锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。
其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。
本次课程设计主要研究发电厂给水控制系统，即锅炉汽包水位控制。
其要求是提供合格的蒸汽，使锅炉发汽量适应符合的需要。
为此，生产过程的各个主要工艺参数必须加以严格控制。
锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等。
主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。
发电厂锅炉给水控制系统1.概述大型火力发电机组由锅炉、汽轮机发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。
工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性，尤其是大型骨干机组。
大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。
锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。
其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。
本次课程设计主要研究发电厂给水控制系统，即锅炉汽包水位控制。
锅炉汽包水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统。
在锅炉运行中，水位是一个很重要的参数。
若水位过高，则会影响汽水分离的效果，使用气设备发生故障；而水位过低，则会破坏汽水循环，严重时导致锅炉爆炸。
同时高性能的锅炉产生的蒸汽流量很大，而汽包的体积相对来说较小，所以锅炉水位控制显得非常重要。
浅谈电厂锅炉运行问题
浅谈电厂锅炉运行问题摘要：目前，我国火电厂自动化技术的理论研究和技术研究已经逐渐成熟。
随着电厂生产规模的不断扩大，锅炉生产的自动化技术越来越高，而电厂锅炉是整个生产设备系统的核心和关键。
目前，在电厂发展过程中，如何提高锅炉运行效率是当前需要解决的重要问题。
为了适应社会发展的需要，火电厂必须进行技术改造和创新，将火力发电的专业知识运用到生产实践中，实现全过程控制和生产管理控制。
鉴于此，结合笔者多年的工作经验，对电厂锅炉运行和设备维护提出几点建议，仅供参考。
关键词：电厂；锅炉运行；工厂维护1电站锅炉运行分析锅炉是电厂生产中最重要的设备。
锅炉正常运行时，各参数系数处于稳定平衡状态。
但是，如果一个参数系统或某个参数数据发生变化，其他参数也会发生变化，也就是说，当参数发生变化时，锅炉的负荷也会发生变化，这必然会对其他机组和设备产生不利影响。
因此，在锅炉运行过程中，有必要对锅炉的参数进行监控，以保证电站锅炉的稳定运行。
锅炉机组设备正常运行时，各参数是一个有机的整体，形成了密切的联系和不可分割的关系。
这些系数处理相对动态和平衡的状态。
一个参数的任何变化都会改变其他参数的运行指标，每个运行参数都需要保持平衡状态。
如果运行参数有问题，则需要调整其他运行参数。
比如锅炉机组的负荷与锅炉产生的蒸汽锅炉保持平衡，电厂中的锅炉机组由于高温高压运行，内部结构容易损坏。
在电站锅炉运行过程中，需要实时监测和控制锅炉的所有运行参数和工况，以保证锅炉始终处于良好的生产状态。
2大型燃煤电厂锅炉运行现状分析2.1氮氧化物的排放分析人们越来越重视环保，加强空气管制必然导致排放指标更加严格。
因此，对于大型燃煤电厂锅炉运行的现状，氮氧化物的排放监测是绩效考核的基本要求。
锅炉内的燃料燃烧时，气体中的氮气在高温下与氧气反应生成氮氧化物。
在这个过程中，温度影响很大。
因此，降低烟气温度，缩短烟气在锅炉高温区的停留时间，是减少氮氧化物产生需要考虑的问题。
发电厂锅炉风烟及汽水系统简介 PPT
• 出分隔屏后蒸汽由两根连接管道从左、右两端引向后屏进
口集箱，经后屏管来的加热后蒸汽进入后屏出口集箱。 • 后屏出口后蒸汽流经布置在锅炉Ⅱ级喷水减温器并在锅炉 中心由三通再次汇合成一路，使蒸汽得到充分混合后进入 末级过热器加热到所需蒸汽温度，通过末级过热器到末过 出口集箱，再由末过出口集箱引出至主蒸汽管道，进入汽 机高压缸。
过热蒸汽流程：
汽包——→顶棚过热器——→后烟井前两侧包墙过热器——→ 旁路过热器 ——→ 后烟井后两侧包墙过热器——→ 后烟井后包墙下部过热器—— —后烟井前包墙过热器 水平烟道延伸段包墙过热器——→后烟井顶棚过热器 ——→ 后烟井后包墙上部过热器——→低温过热器——→一级减温 器——→分隔屏过热器——→后屏过热器——→二级减温器— —→末级过热器——→汽轮机高压缸。
再热蒸汽流程：
•自汽机高压缸排汽——→事故喷水——→ 墙式辐射再热器— —→屏式再热器 ——→末级再热器 ——→ 汽机中压缸
四、相关检修工作安全措施 1.送、引风机检修 2.空预器检修 3.磨煤机检修 4.吹灰系统供汽门检修
谢谢各位
进入下降管，干蒸汽则被18根连接管引入炉顶过热器进口集箱。
锅炉水系统流程： • 给水——→省煤器进口集箱——→省煤器——→中间集箱——→省煤器
悬吊管——→省煤器出口集箱——→汽包——→下降管——→水冷壁下集 箱——→水冷壁——→水冷壁上集箱——→汽包。
过热器部分
• 从锅筒顶部引出的饱和蒸汽进入炉顶进口集箱，经炉顶管 至炉顶出口集箱，约39%BMCR的蒸汽经旁通管直接进入旁 路过热器下集箱，经旁路过热器后再进入烟井包覆上集箱。
再热器部分
• 再热器由墙式辐射再热器，屏式再热器和末级再热器三组组成。
• 自汽机高压缸排出的蒸汽经过墙式再热器进口管道上事故喷水减温器，
锅炉汽水系统
二、省煤器的结构和工作原理
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（一）基本结构和工作原理
钢管省煤器是由许多并列的蛇形管和进出 口联箱组成。 其工作原理是：烟气在管外自上而下横向 冲刷管束，将热量传递给管壁；水在管内 自下而上流动，吸收管壁放出的热量，使 水的温度升高。这种方式既可以形成逆流 传热，节约金属用量；也便于疏水和排气， 以减轻腐蚀；另外，烟气自上而下流动， 还有利于吹灰。
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汽水系统主要设备
省煤器、联箱、水冷壁、汽 水分离器、连接球体、大气式 扩容器、减温器、集水箱、顶 棚过热器、包墙过热器、分隔 屏过热器、末级过热器、低温 再热器、高温再热器。
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省煤器
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一、省煤器的作用和分类
省煤器是利用锅炉尾部烟气热量加热锅炉 给水的热交换设备。省煤器是汽水系统中 的承压部件，其主要作用是： 1）节省燃料。 2）吸收排烟余热，降低排烟温度，提高 锅炉效率。 3）经过省煤器提高了水温，减小了因温 差而引起的热应力。
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过热器 再热器
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一、过热器和再热器的作用与工作特点
（一）过热器和再热器的作用 过热器：将饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽。 再热器：将汽轮机高压缸排汽加热成具有一定温度的再热蒸汽。 （二）过热器和再热器的工作特点 1．工质温度高、传热性能差，处于高温烟气段，金属壁温高，达到金属使用极 限。 2．再热器受热面工作条件更差 （1）中压蒸汽放热系数比高压蒸汽小（1/5），导致管壁金属温度高； （2）中压蒸汽比热小，对热偏差更加敏感； （3）阻力损失要求严格； （4）启动中及汽轮机甩负荷时的保护问题； 3．锅炉参数提高，容量增大，锅炉各受热面数量和位置发生变化，过热受热面 向炉膛移动（辐射式过热器），工作条件更差； 4．设计或运行不当，很容易引起受热面金属超温，长期超温会造成爆管，工质 泄漏，停机，是锅炉故障最多的部件之一。
火力发电厂锅炉专业知识培训汽水系统
2019年1月11日星期五
锅炉给水示意图
2019年1月11日星期五
给水系统----省煤器再循环
省煤器入口和汽包之间安装再循环门的目的
是为了保护是省煤器的安全。因为当锅炉点 火、停炉和其他原因停止给水时，省煤器内 的水不流动，省煤器就得不到冷却，会使管 壁超温而损坏，当给水中断时，开启省煤器 再循环门，就在汽包→再循环管→省煤器→ 汽包之间形成循环回路，使省煤器管壁得到 不断的冷却。
2019年1月11日星期五
锅炉排污系统
锅炉排污的分类 ：定期排污与连续排污
定期排污是每隔一定时间排放一次，主
要目的是放掉锅水沉淀下来的水渣，当然也 带出溶于锅水中的盐分。它的排放位置应是 沉淀水渣较多的锅炉最低部位，电站锅炉的 定期排污大多从水冷壁下联箱排放。 连续排污是连续不断地放掉一部分锅水， 目的是放掉溶解于锅水中的盐分以及锅水表 面的浮游物。连续排污管的入口管装在汽包 水面以下，沿汽包全长布置。
2019年1月11日星期五
底部加热、疏水及空气门
2019年1月11日星期五
过热器疏水阀有两个作用：
一是作为过热器联箱疏水用；
另一作用是在启、停炉时保护过热器管，防
止超温烧坏。因为启、停炉时，主汽门处于 关闭状态，过热器管内如果没有蒸汽流动冷 却，管壁温度就要升高，严重时导致过热器 管烧坏。为了防止过热器管在升火、停炉时 超温，可将流水阀打开排汽，以保护过热器。
2019年1月11日星期五
减温水系统
为增加调节灵敏度，再热系统也布置两级减
温器，第一级布置在低温再热器进口前的管 道上（A、B侧各一台），作为事故喷水减温 器，第二级布置在低温再热器至屏式再热器 的连接管道上（A、B侧各一台），作为微喷 减温器。其减温水从给水泵中间抽头接出。 以上两级减温器均可通过调节左右侧的喷水 量，以达到消除左右两侧汽温偏差的目的。
浅谈火力发电厂集控运行的汽水系统与锅炉控制
浅谈火力发电厂集控运行的汽水系统与锅炉控制发布时间：2021-06-24T06:39:17.518Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第6期作者：赵成菲[导读] 汽水系统是火力发电站的重要组成部分，锅炉、汽轮机和加热器等是汽水系统的主要组成部分。
华电新疆发电有限公司昌吉分公司新疆 831100摘要：随着社会经济的不断发展，电力系统的管理也在逐步升级，传统的技术管理模式已不能满足电力系统的发展需求，它也逐渐被先进的集控操作系统技术所取代，并在开发和管理中得到应用在火力发电厂中，集控系统运行技术也得到了广泛的应用，在这种技术的作用下，不仅可以有效地进行能源的开发、管理和控制，而且可以有效地降低电厂运行成本。
电厂运行的安全稳定也能得到最大化，电厂的经济效益和社会效益也将得到有效保障。
关键词：火力发电站；集中运行；汽水系统；锅炉控制；分析1汽水系统概述汽水系统是火力发电站的重要组成部分，锅炉、汽轮机和加热器等是汽水系统的主要组成部分。
总的原则是：锅炉及时供水后，水进入汽包。
此时燃料将被燃烧产生大量热能，热能将锅筒中的水加热，一旦锅筒中的水被加热，它就会变成一种能量非常高的蒸汽，蒸汽可以驱动汽轮机，它将热能转化为机械能，使整个化石燃料发电站得以发电在持续的基础上。
而用过的蒸汽，经过一系列的工序回到锅炉。
整个过程循环往复，不停地为汽水系统正常运行与工作进行能量的充盈与释放。
2锅炉运行概况锅炉是汽水系统中非常重要的一部分，它可以在火力发电的整个过程中起到维持电力正常输送的作用。
通常燃料在锅炉里燃烧。
燃烧的燃料产生大量的热能，将锅炉内的水转化为蒸汽，蒸汽中所含的巨大热能使汽轮机运转，并最终转化为电能。
但由于锅炉类型的区别，并不是每台锅炉都有相同的燃烧方式，相同的水容量，有的锅炉甚至连汽水循环的方式也有所区别。
通常对于技术人员来说，锅炉汽包内所含的水，是需要实时监测的数据。
因为汽包内的水汽量有一个相对明确的适宜范围，一旦超出这个范围，无论过高还是过低，都会给锅炉的日常运行带来不良影响。
发电厂锅炉和汽轮机组的协调控制系统分析
672023.08.DQGY发电厂锅炉和汽轮机组的协调控制系统分析王 川（国能天津大港电厂）摘要：目前，我国的电力资源仍以火力发电为主，同时，核电、风电、太阳能等新能源发电也正在逐步发展。
火电机组的调节控制对象多为锅炉和汽轮机两个部分。
作为能源压舱石，火电厂在能源安全方面仍有举足轻重的作用。
由于电厂的总装机容量在不断增加，国内电力集团旗下电厂机组容量也在不断增加，这就使得电力市场呈现出更加复杂的局面。
这一形势下，如何实现电力企业，特别是火电机组锅炉和汽轮机协调运行的控制，就成为值得研究的问题。
这一问题的解决，将会给发电厂带来巨大的经济效益和社会效益。
同时，对我国实现节能减排的目标也有着重要意义。
从目前国内外火力发电机组协调控制系统应用的发展趋势来看，已经取得良好的效果。
尤其是随着我国能源结构的不断调整和优化以及电厂运行调节手段的不断创新和优化，火电厂锅炉和汽轮机协调控制系统已经成为我国火电厂发展过程中十分重要的一部分。
本文对该系统进行较为全面的介绍和分析。
关键词：锅炉；汽轮机；协调控制系统0 引言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，两者都必须谨慎操作，如此才能实现资源的高度利用。
本文对协调控制系统下火电机组中锅炉和汽轮机组展开合理分析。
1 系统特点该系统的设计与以往的系统有着一定的不同，其主要特点：①在对锅炉和汽轮机进行控制时，该系统将锅炉主蒸汽压力作为控制器的一部分。
在控制过程中，通过对锅炉主蒸汽压力和汽轮机压力之间进行有效联系，使得二者能够协同工作，进而实现锅炉主蒸汽压力的调节控制。
②在对系统进行设计时，主要是通过控制锅炉主蒸汽压力和汽轮机主蒸汽压力之间的比例关系，从而使两者能够进行协调。
③在对锅炉和汽轮机协调控制时，需要对二者之间的协调关系进行有效联系。
为了实现这一目的，就需要分别对二者进行独立调节。
浅谈发电厂锅炉汽轮机组协调控制系统梁钧凯
浅谈发电厂锅炉汽轮机组协调控制系统梁钧凯发布时间：2021-09-29T07:47:55.246Z 来源：《福光技术》2021年13期作者：梁钧凯[导读] 以此来达到发电厂锅炉水、风、煤三者的协调运作的目的。
北京国电电力有限公司大连开发区热电厂 116600摘要：随着我国科学技术的快速发展，单元机组容量已从300MW 发展到1000MW。
由于目前发电厂对新型能源的使用尚不够完全成熟，因此，我国发电厂最为主要的发电形式依旧是火力发电。
而在火力发电厂中，DCS 控制系统在火电厂的成功应用，大大提高了电站控制领域的自动化水平。
同时为了响应国家节能降耗的号召，对锅炉和汽轮机组的协调控制提出了更高的要求。
关键词：DCS 控制系统；锅炉；汽轮机组；协调控制系统协调控制系统的主要控制思想是将汽轮机组与发电厂中的锅炉作为一个整体，协同完成对机组负荷以及发电厂锅炉蒸汽压力的控制，以此来达到发电厂锅炉水、风、煤三者的协调运作的目的。
1发电厂锅炉和汽轮机组协调控制系统的组成和策略分析1.1协调控制系统的基本组成基本构成如图 1：1.3汽轮机、锅炉控制方式策略分析①锅炉跟随（BF）方式其控制特点：一是对于燃烧侧扰动，造成的汽压波动较大。
二是能很好的利用机组的蓄热能力使输出功率有较迅速响应。
控制框图如图 3。
在大系统大数据这一大背景下，将火电机组控制系统与计算机技术充分结合，以数字化的方式将锅炉跟随运作中的相关信息进行相应转化，并输入到控制版面，进行相应的操作指示。
如此一来，能够加大火电机组输出公里的响应速度。
②汽轮机跟随（为TF）方式汽轮机跟随方式的基本工作原理是：由锅炉调节机组的输出电功率，汽轮机调节汽压。
其控制特点：一是汽压波动小，有利于主蒸汽压力的控制。
二是由于没有利用锅炉的蓄热能力，有较大的迟延；因此适应负荷变化能力差，不利于带变动负荷和参加电网调频。
其控制框图如图 4：1.4机炉协调控制策略的分析①间接能量平衡（IEB）控制策略当负荷指令 N0 改变时，汽轮机主控制器先改变汽轮机调节汽门开度，从而使机组输出功率 NE 迅速与 N0 趋向一致。
浅谈发电厂锅炉汽轮机组协调控制系统
的协调控 制系统 ， 这种协 调控制方式是 建立在汽机控 制压力 、 锅炉控 制 协调控制系统是我国在 ２ 世纪 ８ 年代引进 的火电站控制理念 ， Ｏ Ｏ 主 功率 的基础上 。 对于炉 跟机为基础 的协调控制 系统 有必要提 到 ２ ０世纪 ８ 年代 中 ０ 要设计思想是将锅 炉和汽机作为一个 整体 ， 完成对 机组负荷 、 炉主汽 锅 压力 的控制 ， 达到锅炉风 、 、 的协调动作 。对于协 调控 制系统而言包 期 引用 的直接 能量平衡控制 系统 ， 水 煤 该控 制系统的引用 ， 使汽包锅炉机组 含三层含义 ： 机组 与电网需求的协调 、 炉汽轮机协 调以及锅炉风 、 、 的协调控制系统从探索趋于成熟 ， 锅 水 使汽轮机—锅 炉协调控制系统趋 于简 煤子系统的协调。 机组与电网需求 的协调 主要是机组最快的响应电网负 单 、 应 性 快 、 定 性 高 。 响 稳 荷的要求 ， 包括了电网 Ａ Ｃ控制和电网一次 调频控 制两个方面 。 Ｇ 目前华 直接能量平衡控制思 想 ， 选用汽机调速级压力 （ Ｉ 与汽机 自动主汽 Ｐ） 东电网 已实现了电网调度对 电厂机组的负荷调度和一次调频控制。 门前压力 （ ｔ 比乘以机前 压力定 值（ ｓ作 为汽机对 锅炉 的能量需求 Ｐ） 之 Ｐ） ２ 协调控 制系统的技术功能 （ 该信号是直接能量 平衡信号 Ｐ ＊ｓ ｔ， １Ｐ ／ ） 该信号以动态前馈及控制指令 Ｐ 随着我 国国民经济的不断发展和 电力系统运营体 制改革 的逐 步深 的形式控制锅炉的燃料量 。直接 能量平衡 的主要基础在于 Ｐ ／Ｔ代表了 Ｉ Ｐ 人 ， 大容量机组 的运行方式也逐步发生变化 ， 中、 过去这些机组 常常只基 汽轮机调门的开度 ， 在额定参数 下 ， 汽机调 门开度的变化反 映了汽机进 本负荷 ， 而现在则需要根据电网的频率偏差和中央调度所对它 的负荷需 汽量的变化 ， 同样也 反应 了汽机对锅 炉能量需求 的变化。机前压力定值 ｓ 反映了锅炉被控参数对锅炉输入量需求的变 化。因此 Ｐ ＊ｓ ＩＰ／ 求指令参与 电网的调晦 、 调频 ， 甚至在机 组的某些 主要 辅机和局部发生 Ｐ 的改变 ， 故障的情况下 ， 仍要维持 机组 运行 。对于在 电网中参与调 频 、 调峰 的机 Ｐ可 以反映负荷对锅炉燃烧的需求量 ， ｔ 也可以满 足锅炉 主汽压力对燃 烧 组， 其运行 方式要求为 ： 机组负荷变化的范围要大 ， 能够稳定运行 的最低 的需求量 。而当燃料量发 生改变 时，由于调速级压力 Ｐ 和机前压力 Ｐ ｌ ｔ 负荷要低 ， 在整个负荷变 化的范围内有 良好 的负荷适应能力 ， 即能承担 对燃料响应 的在数量上和时间上 的基本一直性 ， Ｐ ／ｔ 使 Ｉ 基本不变 ， Ｐ 这样 较高的负荷变化率 ； 其主要运 行参数如主蒸 汽压力 ， 负荷 变化过程 中 Ｐ ＊ ｓ ｔ 在 Ｉ Ｐ／ 就仅仅 反映负荷对 锅炉燃烧 的需求量 ，而不反 映燃 料量 的变 Ｐ 相对稳 定 ，以保证机组在整个负 荷变化范 围内有较高 的稳定 性和安全 化 。 具有作为燃料需 求指令 的基本 条件 仔细分析还可以看出 ， 在汽机调 Ｐ ／ｔ ｓ即改变 了锅 性， 从而保证机组有较高的效率 。 要满足这些要求 ， 即取决于单元机组的 门维 持不 变的情 况下 ， １Ｐ 维持 一定 ，改变压力设定值 Ｐ 主机 锅炉 、 汽轮机发 电机组 和 主要辅 机 （ 风机 、 送 引风机 、 给水泵 、 煤 炉 的燃料指令 ， 磨 从而达到 了控 制负荷的 目的 ， 也就是说直 接能量平衡信 机） 的运行和控制性能 ， 还取决 于单元机组控制系统 的设计 。 号不但适用与定压控制方式 ， 而且适用与滑压运 行方式 。 单元机组在处 理负荷要求并 同时维持机组 主要 运行参数 的稳定 这 直接能 量平衡控 制系统 的另一个 重要特点 是采用 热量信 号 （ Ｉ Ｐ＋ 两个问题时 ， 是将机炉作 为一个整体来看待的 。 然而汽机 、 锅炉又是相对 ｄ ｄｄ） Ｐ ， 作为燃料 的反馈信 号。 于（ ｌ ｄ ｄ ｔ进行适 当的调整 ， 以使 ｔ 对 Ｐ＋ Ｐ／ ） ｄ 可 独立的 ， 它们通过各 自的调节 手段 ， 如汽 轮机调节阀开度 、 锅炉燃烧率 ， （ １ｄ ｄ ｔ Ｐ ＋ Ｐ ／ ）在调门开度的扰动下 ， １ ｄ Ｐ 的正微分面积与 ｄ ｄｄ 负微分面 Ｐ， ｔ 满足 电网负荷 的要求及 主参 数的稳定 ， 它们的能力不 尽相同 ， 但 主要 表 积基本相等 ， （ ｌ ｄ ｄ ｔ 使 Ｐ ＋Ｐ／ ） ｄ 在调 门开度 的扰动 下基本不变 ， 而仅 反映燃 现在锅炉调节的相对滞后 ， 如果在设计控制系统时能充分考虑它们 的差 料 的变化 。 异， 采取某些措施 （ 如引入某些前馈信号、 协调信号 ）让机炉 同时按 照电 ， 直接 能量平衡 系统 就是利用 Ｐ ＊ ａ ｔ 反映汽机对锅炉能量需 求 Ｉ Ｐ／ 仅 Ｐ 网负荷 的要求变化 ， 接收外部负荷的指令 ， 据主要 参数的偏差 ， 根 协调地 的特 点和 （ ｌ ｄ ｄ ｔ 反映燃料 变化 的特点 ， 现 了机组 负荷对燃料 ｅ ＋Ｐ／ ） ｄ仅 实 进行控 制， 这样 的控制系统称为协调控 制系统 。 的需求对 于直吹式制粉系统锅炉燃烧系统 ， 为克服燃料 的扰动 和磨煤机 协调控制系统是由负荷 指令处理 回路 和机炉 主控制回路、 及主压力 投运， 切除过程中对负荷 的影 响， 加的燃料控制回路 ， 增 充分利用 了直吹 设定 回路三部分组成。负荷 指令处理 回路接 收中调 指令 、 司炉指令和频 式制粉系统锅炉燃料测量速度快的特点 ， 可以更快的克服燃料扰动 。 率 偏差指令 ， 通过选择和计算 ， 再根据机组主辅机运行 情况 ， 发出机组实 对于直吹式制粉系统锅炉燃烧系统 ， 为克服燃料的扰动和磨煤机投 际负荷指令 ， 送给机炉主控 制回路 ， 改变调节 阀的开度和锅炉燃烧率。 机 运， 切除过 程中对 负荷 的影响 ， 增加 的燃料 控制 回路 ， 充分利用了直吹式 前压力设定 回路 ， 由运行人员选 择定压， 滑压运行方式 ， 幅值和变 化率 制粉系统锅炉燃料 测量速度 快的特点 ， 经 可以更 快的克服燃料扰动 。机跟 处理后形成合适 的机前 压力设定点 ， 证机组处于稳 定 、 保 经济 的运行 工 炉为基础的协调控 制系统采用 的是汽机控压 力 ，锅炉控负荷 的运行方 况。 式 ， 种控制方式 由于充分 利用 了汽机调 门动作对压力 响应 快的特点 ， 这 ３ 锅 炉 汽 轮 机 的 协 谭 因此能很好的控制机组 压力 ， 由于锅炉的燃烧特性 比较慢 ， 但 因此 机组 锅炉汽轮机 的协调被认为是机组的协调 ， 主要是协调控制锅炉 与汽 对负荷的响应 比较慢 ， 在系统 的设计 上为提高锅炉 的响应性 ， 机组指 将 轮机 ， 提高机组对 电网负荷调度的响应性 和机组 运行的稳定性 。从协调 令信号 以前馈 和反馈 的形式作用到锅炉控制 ， 以加大前馈量 的方式 提高 控制系统而言 ， 对汽包锅炉 和直流锅炉都具有 相同 的控制 概念 ， 由于 锅炉对 负荷 的响应性 。 但 两种炉型在汽水循环上有很大的差别 ， 导致控制 系统具有很大 的差别 。 结束语 ４ 汽包锅 炉机组的协调控制 系统 综 上所 述 ，汽机跟锅 炉为基础 的协调控制系统采 用的是汽机控压 汽轮机 、 炉协调控制 系统概 念的引出 ， 锅 主要 在于汽轮机 和锅炉对 力 ， 锅炉控 负荷 的运行方式 ， 种控制方 式由于充分利用 了汽机调 门动 这 于机组 的负荷与压力具有完全 不同的控制特性 ， 汽轮机 以控制调门开度 作对压力 响应快 的特点 ， 因此能很好 的控 制机组压力 ， 由于锅炉 的燃 但 实现对压力 、 负荷的调节 ， 具有很快 的调节特性 ， 而锅炉 利用燃 料的燃 烧 烧特性 比较慢 ， 因此机组对负 荷的响应 比较 慢 ， 在系统 的设计 上为提高 产生的热量使给水流量变为蒸汽 ，其控制燃料 的过程取决 于磨煤机、 给 锅炉的响应性 ， 机组指令信 号以前馈 和反馈 的形式作用到锅炉控制 ， 将 煤机 、 风机的运行 ， 对压力 、 负荷 的调节具有很慢 的调节特性 。因此协 调 以加大前馈量的方式提高 ��