6.1 重要性

對于鍋爐側調節系統來說，蒸汽壓力調節系統影響最大。我們在分析別的系統的時候，總是提到燃燒干擾，而燃燒就是蒸汽壓力調節系統的被調對象。

蒸汽壓力不僅影響到爐側調節系統，而且還對機側調節系統有極大影響。因為從工質的角度講，汽壓直接影響了兩頭：源頭影響給水泵的出力——汽壓高了，給水泵進出口差壓小，給水流量就??；末端影響汽輪機的負荷——汽壓波動，快速影響蒸汽的焓，同時影響蒸汽的進汽量，兩個方面的影響都使得負荷發生波動。

相比于蒸汽壓力，蒸汽溫度對負荷的擾動就小得多。不是說蒸汽溫度對負荷影響小，而是說溫度變化緩慢，機組有足夠的時間和手段去調節溫度帶來的影響，所以說溫度影響雖然大，可是帶來的擾動卻不大。

6.2 干擾因素

蒸汽壓力的干擾因素可以分為兩類：內擾和外擾。

內繞是指鍋爐側燃料量和燃燒狀況造成的擾動，前面幾節羅列的爐側燃燒擾動，與此類似，不再詳述。

外擾是指機側調門開度的改變帶來的擾動。

蒸汽壓力對負荷帶來的干擾很大，同時蒸汽壓力反過來又受到負荷的影響或者說是干擾。當機組設定負荷升高，調門開大，進汽量增大，直接影響蒸汽壓力，使其降低；反之升高。

所以說，蒸汽壓力和機組負荷之間是一個互為影響、雙向耦合的關系。

對于整個機組來說，我們需要調節的最根本的被調量就是機組負荷，而機組負荷與蒸汽壓力之間，又是互為耦合的兩個系統。如果要詳細闡述蒸汽壓力的調節方式的話，最好是把機組負荷和蒸汽壓力作為一個有機的大的整體來介紹，那就是機爐協調控制了。這個在下一節詳細說明。

要先說明蒸汽壓力這個小的系統，先介紹一下直接能量平衡公式。

6.3 直接能量平衡

直接能量平衡的概念是在 1955 年，由美國的 L&N 公司（Leeds Northrup Co.）提出的。

所謂直接能量平衡控制，是相對于間接能量平衡來說的（間接能量平衡要在下一節協調系統中詳細說明）。簡言之，所謂直接，就是我們直接把汽輪機所需要的能量，與鍋爐所供給的能量，進行平衡控制的方式。

如果拋開協調控制系統這個具有全局性的觀念來說，直接能量平衡公式對于鍋爐側蒸汽壓力的調節是非常好用的。或者可以這樣說：能量平衡公式就是以爐跟機為控制方式的壓力調節系統。

能量平衡公式的表達式如下：

（P1/PT）×Psp=P1+c（dPb/dt）

式中 P1——速度級后壓力；

PT——機前壓力；

Psp——蒸汽壓力設定值；

Pb——汽包壓力；

c——鍋爐蓄熱能力；

dPb/dt——汽包壓力的微分。

（P1/PT）×Psp代表汽輪機側的能量需求，P1+c（dPb/dt）代表鍋爐的能量供給能力。兩者均衡，叫做能量平衡。

P1/PT代表了汽輪機調門的開度。用這個代表調門開度而不直接采用調門的位置反饋，其中一個原因是：汽輪機調門在調節的過程中，會出現死區、線性問題。只要調門影響了進汽量，必然首先影響機前壓力 PT，隨后影響速度級后壓力 P1。

6.4 參數整定

對于直接能量平衡公式下的主汽壓力調節系統來說，其參數整定的關鍵，就在于一個字：快。參數是否能夠讓燃料量的調節足夠的快。

調節快的實現有兩個方法：一是調節微分參數，一是調節比例作用。

前面說了，汽包壓力的微分表征了鍋爐吸熱量的變化，所以我們要重視這個參數，但又不要對它寄予太大的希望，畢竟它只是起到一個輔助的調節作用。

微分增益有個基本的設置范圍，根據機組負荷的大小而變化。其范圍大致是：在設置微分增益的時候，如果微分增益偏大，可能會造成輸出抖動，可以適當增加微分時間以抑制抖動。

微分增益在這個系統中不是最重要的，最重要的是設置比例和積分。我們可以按照下列步驟來進行參數設置：

① 將主調的比例作用設置在較弱的范圍內，一般可以設置為 100～200；

② 將主調的積分作用設置在較弱的范圍內，一般可以設置為 200～300s；

③ 將副調的積分時間設置在更弱的范圍內，可以令其大于 500；

④ 將副調的比例作用設置在 100；

⑤ 不斷觀察調節效果，看副調的調節作用能否足夠抑制干擾，如果不行就調節副調的比例作用，直到合適為止；

⑥ 整定主調的比例作用；

⑦ 整定主調的積分作用。

對于蒸汽壓力調節系統的參數整定，容易進入下面兩個誤區。

6.4.1 忽視副調的比例作用

對于這個系統，正定參數的關鍵在于副調的比例作用是否合適。其他參數稍微弱點關系不大，副調的比例作用不合適的話，系統很難穩定。

有許多參數整定人員沒有抓住這個問題的關鍵，蒸汽壓力自動始終難調節好，一般造成的結果是汽壓波動大，給粉量波動也大。經常給粉量在最大和最小之間無規則震蕩。一般整定者面對這個系統，整定不好的話，會將問題歸結為煤質的因素，而不再進行深入整定。

一般來說，只要充分關注了副調的比例作用，只要煤質波動不算太大、發熱量能夠滿足要求，這個系統應該可以很好的穩定在±0.05MPa 范圍之內，甚至更低。

一般的整定方向是：副調的比例作用可以不斷加強，一直加強到出現明顯的規律性的等幅震蕩為止，然后將副調的比例作用減弱 30%～50%即可。

6.4.2 不敢放弱副調的積分作用

副調的積分作用在此幾乎沒有什么用處，我們可以將其弱化甚至取消。

可是一般整定人員對此卻不敢放開手腳，總覺得積分作用不敢太弱。我們要記?。悍e分的目的，是用來彌補靜態偏差的。副調不需要控制靜態偏差，所以我們可以大膽將副調等級分弱化。

回歸到一句話：干我們這行的，既要心細如發小心翼翼，又要大膽突破常規。

什么時候小心翼翼?對待主要的調節系統，我們在整定參數的時候，一不小心就可能使得系統波動、震蕩甚至發散，所以要小心翼翼。

什么時候心細如發?火電廠調節系統的干擾因素眾多，對于復雜調節系統，我們要善于讀懂曲線，判斷曲線每一個波動為什么會發生，是什么原因造成的，從一個微小的不合常理的波動中發現問題的癥結。

什么時候循規蹈矩?我們對待比例、積分、微分的基本概念要循規蹈矩，不越雷池。

什么時候大膽?掌握了基本概念，遵循基本概念后，敢于做一些基本概念內的與常規經驗不大相符的事情。

什么時候突破常規?對于一些困難的復雜的調節系統，可以抓住一個基本概念，深入發揮，突破常規，也許會得到異乎尋常的效果。比如前面說的汽包水位調節系統的變態調節。

同時，在大膽突破常規的思路下，實踐的時候還要加倍小心哦。安全是一切事情的前提。

素材來源：

易啟邦（工控一體化縱深服務生態平臺）編輯部

#易啟邦 #儀器幫 #一起幫