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儀電知識|火電廠自動調節系統的普遍特點有哪些?

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火電廠與其他行業的自動調節系統有一些不同。一般來說,火電廠的自動調節在如下幾個方面有自己的特點。

  1. 調節周期的長短

一般來說,電廠自動調節系統的調節周期都在十幾分鐘內。不同的系統周期不一樣,短的可以接近幾分鐘。

而化工行業的調節周期有的很長,甚至可以達到幾個小時。周期長對于觀察曲線不利,整定參數也慢。周期短有利于迅速確定參數。

也有的行業調節周期非常短,在幾秒甚至幾十毫秒之內。周期過短對控制系統要求很嚴,一般的 DCS 根本不能滿足這么短的調節周期。因為 DCS 的巡測周期在 200~1000ms 之內,運算周期也長。個別的 DCS 卡件雖然可以達到毫秒級,但是它們不能進行復雜的 PID 運算。長的運算檢測周期,不能捕捉到被調量的每一個波動,更加不能指揮控制被調量的波動了。所以特別短的調節周期需要專門的控制器。整定參數也只能放大調節周期,觀察調節曲線。對維護人員來說,要更依靠對調節曲線的判斷了。

2. 干擾因素

火電廠的干擾因素很多,煤質嚴重不穩定,實際燃燒用煤不僅波動大,甚至還嚴重偏離設計煤種,對燃燒造成困難,對自動調節系統也造成很大的干擾。其他的問題有:某些電廠設計磨煤機出力偏大,單臺啟停干擾大。送引風機出力偏小,風壓調節裕度小。

上述問題的存在影響最大的有:汽壓不容易穩定,燃燒不穩定,主汽溫度干擾大,風壓不容易穩定,爐膛壓力不容易穩定,汽包水位受到影響。這些干擾的存在使得火電廠自動投入比較困難。它可能比水電、核電、化工等行業的自動調節都麻煩。



3.滯后和慣性的長短

火電廠的調節系統,滯后和慣性都一般都在 10s~5min 以內,一般的調節系統都小于 1min;比較大的滯后和慣性系統是蒸汽溫度調節系統,滯后也在5min 以內。

有的化工調節系統,滯后和慣性要超過幾個小時。所以那些系統要解決的重要問題就是克服滯后和慣性。對于火電廠來說,蒸汽溫度控制的復雜性,不僅僅在于滯后和慣性較大,還在于各種干擾因素同時存在,難以窮列各個因素,因而控制策略往往難以確定,給自動的投入帶來很大的困難。

4.系統耦合

火電廠機組負荷與蒸汽壓力互相耦合干擾,送引風之間相互耦合,高低加除氧器之間相互耦合等。耦合產生干擾。投自動的時候,需要考慮耦合系統的干擾,考慮解耦。

5.系統復雜

一般來說,其他行業采用單回路的系統多,雙回路的系統比較少。火電廠大量應用雙回路甚至更為復雜的調節系統。雙回路比較典型的是汽包水位三沖量調節系統。更為復雜的是協調系統,它是包括了串級、并聯多回路、多變量、多耦合多輸出等調節系統的綜合。協調系統的控制策略看起來雖然很麻煩,可是只要掌握了控制原理,分回路進行參數整定,系統整定也沒有那么困難。

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