锅炉—汽轮机协调控制系统在火电厂中的应用

高彬

【摘 要】 近年来，随着社会现代化进程的不断推进，人们生产生活用电量日益增加，同时，人们对于电力质量也提出了更高的要求，发电厂面临着巨大的挑战。作为重要的发电形式，火力发电系统主要是由锅炉与汽轮机组成，锅炉与汽轮机的协调控制在保障高质高量工作方面具有极其重要的意义。在本文中，笔者根据自身的实践经验并结合对锅炉-汽轮机协调控制系统的调研，对锅炉-汽轮机协调控制系统的概念与构成进行简要分析，并对锅炉-汽轮机协调控制系统在火电厂中的应用进行深入的研究与探讨。

【关键词】 锅炉-汽轮机  协调控制系统  火电厂  应用

现阶段，随着人们生活水平的提高，其对用电质量的要求也越来越高，在火力发电厂中，锅炉与汽轮机作为其必不可少的组成部分，其两者是相互独立存在的。面对现代化市场日益激烈的经济竞争，火电厂为了提高发电效率以及资源的利用率，为人们提供高质量的供电，纷纷的都对锅炉与汽轮机进行协调控制，进而形成统一的系统来完成对火力发电的控制。

1 火电厂中协调控制系统的概述

伴随着电力事业不断的向前发展，其发电厂的运营体制也在不断的进行调整。然而，大容量的机组在现阶段已经不仅仅满足发电厂的基本需求，而且要参与电网的调频与调峰。在机组参与电网工作的过程中，应该具备广泛的负荷变化范围、强大的适应能力，与此同时，为了提高机组工作的稳定性与安全性，必须保证主蒸汽压力以及其他的重要参数稳定，因此，发电厂应该提高锅炉、汽轮机与辅机的性能并提高单元机组控制系统的高效运行。

协调控制系统是火电站一种重要的控制系统技术，其系统主要由三个部分构成：机炉主控制回路、复合指令处理回路、主压力设定回路。协调控制系统工作的原理是：通过负荷指令对回路进行处理，并接收中调、频率偏差以及司炉指令，对其经过计算与选择，并结合辅机的运行情况，发出机组的负荷指令，通过机组控制回路对指令的接收，进而对调节阀开度以及锅炉燃烧率进行合理的调整。之后，工作人员通过对压力设定回路的运行，对变化率以及幅值进行处理，进而得到一个合适的压力设定点，从而保障机组稳定高效的运行。

协调控制系统主要指的是锅炉的协调、电网需求与机组之间的协调以及锅炉与汽轮机之间的协调。一是，锅炉的协调。就是指锅炉与送风机、磨煤机以及给水泵等辅机的协调;二是，电网需求与机组的协调。一旦发电厂的电网负荷需求发生变化，机组应该及时的响应，通常指的是AGC控制与电网的调频控制;三是，锅炉与汽轮机的协调。也可称为机组之间的协调，对锅炉与汽轮机进行统一的控制，进而提高机组的运行速度与稳定性，并对电网的负荷调度进行及时的响应。

2 锅炉-汽轮机协调控制系统的构成

在火电厂的发电过程中，锅炉与汽轮机是独立运行的，目前，火电厂为了提高火力发电的效率以及发电的质量，对锅炉与汽轮机进行协调控制，使其形成了完整的控制体系，进而实现机组对电网负荷的及时响应。锅炉-汽轮机协调控制系统主要由锅炉操作菜单、机组指令操作画面、协调主控操作系统以及锅炉燃料操作系统组成，其具体的结构分析如下：

2.1 锅炉操作菜单

火电厂通过对主菜单的操作，能够操作全部的操作界面。在锅炉的每个操作画面中，其画面前都有绿框的标注，通过对绿框的点击，就能够对画面进行控制。比如：对机组的指令画面进行操作，工作人员只需点击下机组前的绿框就能够实现。

2.2 协调主控操作系统

其对协调控制方式、定压、滑压方式的选择具有决定性的作用。协调主控操系统主要的组成部分包含：功率控制器、DEH控制器、压力控制器以及滑压控制器。这些控制器都是在协调主操作系统的控制下进行相互的协调配合工作的，进而保障锅炉-汽轮机协调系统的顺利运行。

2.3 机组指令操作画面

其主要包含：能够对机组运行情况进行实时监视的机组指令现实操作器;能够显示发电厂电网中调情况的中调指令显示器;对系统各个功能按钮进行控制的操作按钮;对协调控制系统运行状态进行显示的状态显示灯。

2.4 锅炉燃料与送风控制系统

协调控制系统中的锅炉燃料系统可以分为DEB控制器与燃料控制器两部分。一方面，DEB控制器是锅炉的主控制器，主要对燃料指令进行发送，并对系统压力的状态进行显示;另一方面，燃料控制器。其主要负责对炉膛中的燃料进行控制，对入炉膛之前的燃料进行燃煤量以及燃油量的比列计算。而送风控制系统则主要负责对炉膛中的氧气量、风量进行控制，进而提高燃料的使用效率。燃料在进行燃烧的过程中，其指令会随时发生变化，因此，在进行系统设计时，应该设定系统的指令应按照符合指令的标准。

3 锅炉-汽轮机协调控制系统在火电厂中的应用

在对锅炉-汽轮机协调控制系统的理论与构造了解的基础上，发电厂的构造人员应该熟练掌握锅炉-汽轮机协调控制系统的操作技术，对火电厂中锅炉-汽轮机协调控制系统进行充分的利用，进而提高发电厂的发电效率与质量。下文针对发电总厂调节系统DEH改造后在运行中出现常见性故障，根据EH工作原理，分别从其执行机构的汽门不开，执行机构关不下，执行机构晃动以及动作迟缓等问题进行分析，提出相应的处理方法，同时结合实例，以供参考。

调节系统DEH常见故障分析及处理方法：

（1）汽门不开故障成因及处理。1）汽机挂闸后高压主汽门执行机构不动作，汽门不开。此原因包括①进油节流孔堵塞;②快速卸荷阀不严;③安全油逆止阀不严;④试验电磁阀不严。由于节流孔径较小，因此其很容易被油中携带的较大颗粒杂质堵塞，进而使油动机失去动力，无法动作。而快速卸荷阀不严或试验电磁阀不严，均会导致高压油HP从回油管事泄掉，造成油动机无法开启。通常的处理方法如下：将已发生故障的卸荷阀或节流孔，电磁阀拆下，清洗节流孔，或更换卸荷阀或电磁阀。若时间充足，亦可将拆下的卸荷阀进行解体检查，清洗、再装复。2）汽机挂闸后，中压主汽门，高压调节阀及再热调节阀中任意一个执行机构开不上。造成这种情况主要包含以下3个原因。①伺服阀故障，此是导致开不上的最常见原因，因为伺服阀内部的滑阀经向间隙较小，一旦杂质进入，便较易造成滑阀卡死，致使伺服阀失灵。②卸荷阀故障。③DEH柜与执行机构间的传递系统或伺服回路控制卡（VCC卡）故障。处理方法如下：若伺服阀或卸荷阀故障，则更换新的伺服阀或卸荷阀。若是DEH系统范围内的故障，则先检查VCC卡的输出及DEH系统柜到执行机构的电缆及端子安装是否符合要求。不符合设计值的重新调整输出，若无法调整或满足机组运行要求，则换卡，若电缆及端子的安装符合要求，且VCC卡输出正常，则可确定是电缆故障，更换电缆即可。注意，VCC卡和电缆的检查应同时进行。

（2）执行机构关不下去。伺服阀、位移传感器（LVDT）故障以及DEH系统中的VCC卡或DEH柜到执行机构电缆故障，故会造成执行机构关不下去。

拆下伺服阀接线插头，若执行机构关不下则为伺服阀卡涩，更换此阀即可，若执行机构关下，则可确定VCC板、电缆线或位移传感器故障，检查位移传感器的输出。若发现蒸汽阀杆卡死，则关闭执行机构进油截止阀，同时打开快速卸荷阀。导致LVDT故障的原因有两个方面，①LVDT安装错误;②LVDT自身内集成块元件有故障。若安装导致的则需重新安装、调试。若自身内的故障，则需重新更换LVDT。

（3）执行机构动作迟缓。当机组挂闸时或正常运行时，导致执行机构动作迟缓的原因主要包括两个方面，①执行机构滤芯;②伺服阀堵塞。在抗燃油从系统高压油管进入油动机油缸的过程中，需要经过滤芯和节流孔，而这两部件通孔都较小，因此油中杂质极易产生节流，进而导致油动机油缸的进油速度降低，致使执行机构动作缓慢。若中压主汽门，高、中压调节汽门执行机构出现此现象，则需更换滤芯或伺服阀。实际处理时，通常两个部件一同更换。若高压主汽门开启缓慢，则应清洗节流孔。

4 结语

综上所述，如今，为了满足社会对用电量的需求，发电厂不断的扩大其机组容量。作为火电厂发电系统的重要组成部分，锅炉与汽轮机在控制机组压力以及响应电网需求方面具有极其重要的意义。锅炉-汽轮机协调控制系统运用在火电厂的发电过程中，其不仅仅提高了发电的效率以及发电质量，而且还促进了发电厂经济效益以及社会效益的提高。由此可见，锅炉-秦论及协调控制系统应该在火电厂中得到广泛的推广与应用。

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