300MW循環(huán)流化床鍋爐控制技術(shù)2

云南大唐國際紅河發(fā)電有限責(zé)任公司PAGE19300MW循環(huán)流化床鍋爐控制技術(shù)探討趙銀王壽福（云南大唐國際紅河發(fā)電有限責(zé)任公司，云南開遠(yuǎn)661600）摘要：循環(huán)流化床(CirculatingFluidizedBed，以下簡稱CFB)鍋爐技術(shù)作為一種清潔燃煤技術(shù)，由于其排放污染低、燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高及負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了迅猛的發(fā)展，使CFB鍋爐日趨大型化。然而CFB鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)異常復(fù)雜和控制之困難也給CFB鍋爐的推廣起著嚴(yán)重的制約作用，所以迫切需要對CFB鍋爐的控制技術(shù)進(jìn)行深入研究。關(guān)鍵字：CFB鍋爐燃燒風(fēng)量煤量風(fēng)煤比調(diào)節(jié)FSSSＭＣＳ一次風(fēng)二次風(fēng)高壓流化風(fēng)爐膛１、前言CFB屬于低溫燃燒，氮氧化物排放遠(yuǎn)低于煤粉爐。并可實(shí)現(xiàn)燃燒中直接脫硫，脫硫效率高且技術(shù)設(shè)備簡單和經(jīng)濟(jì)，可以利用燃料自身含鈣量進(jìn)行自脫硫（如煤質(zhì)含鈣量較低,需再加入少許的石灰石控制最終的煙氣含硫量），減少對環(huán)境的污染，其脫硫的初投資及運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)低于煤粉爐加FGD。排出的灰渣活性好，易于實(shí)現(xiàn)綜合利用，無二次灰渣污染。CFB鍋爐可以將煤礦挑選剩下的煤矸石、劣質(zhì)煤、煤泥作為燃料來發(fā)電。大型CFB鍋爐的熱效率普遍達(dá)90%以上，如今目前300MWCFB鍋爐熱效率典型設(shè)計(jì)為92.8%。鍋爐負(fù)荷可在30%～100%內(nèi)不投油穩(wěn)定運(yùn)行，負(fù)荷變化響應(yīng)速率可達(dá)5%～10%ECR/MIN，比常規(guī)煤粉爐負(fù)荷變化速率（3%～5%ECR/MIN）高。從上面可看出，CFB鍋爐技術(shù)相對常規(guī)鍋爐來說是很有發(fā)展前景的一種燃燒技術(shù)。在我國目前環(huán)保要求日益嚴(yán)格，煤種變化較大和電廠負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較大的情況下，CFB成為發(fā)電廠和熱電廠優(yōu)選的技術(shù)之一，CFB燃燒技術(shù)已被運(yùn)行實(shí)踐證明是可靠的潔凈煤燃燒技術(shù)，受到人們的高度重視，近年來得到迅速發(fā)展。容量大型化和蒸汽參數(shù)進(jìn)一步提高是當(dāng)前CFB鍋爐的主要發(fā)展方向?，F(xiàn)300MW大型CFB鍋爐在國外實(shí)際應(yīng)用已開始，2006年6月云南大唐國際紅河發(fā)電公司300MW循環(huán)流化床鍋爐＃1機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，這也是過產(chǎn)第一臺(tái)300MW循環(huán)流化床鍋爐，現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行近兩年。CFB鍋爐隨著新技術(shù)應(yīng)用也會(huì)遇上一些新問題。雖然CFB鍋爐，尤其是中小型CFB鍋爐已經(jīng)大量投入商業(yè)化運(yùn)行,但控制問題一直是循環(huán)床鍋爐的主要問題之一，其燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)基本投不上，或投入率很低，實(shí)際運(yùn)行中靠手動(dòng)操作。究其原因，在于CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)的復(fù)雜性。由于CFBB自身的工藝特點(diǎn)，它比普通鍋爐具有更多的輸入和輸出變量，耦合關(guān)系更加復(fù)雜。當(dāng)鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)（外擾），或給水量、給煤量、返料量、減溫水量、引風(fēng)量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量等任一輸入量（內(nèi)擾）改變時(shí)，所有輸出量（如汽包水位、蒸汽溫度、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓、氧量、床溫等）都要發(fā)生變化，但程度有所不同。一般CFB除燃燒控制系統(tǒng)外，其它控制與一般煤粉爐差別不大，可按一般煤粉爐進(jìn)行控制，而且這些控制方法已經(jīng)成熟，控制效果比較滿意。但在燃燒控制上確實(shí)需要特別研究。2、CFB鍋爐工藝流程以圖1為例，簡單說明300MWCFB鍋爐的工藝流程（汽水系統(tǒng)因和常規(guī)煤粉鍋爐類似，略）。其中：1—燃燒室2—旋風(fēng)分離器3—煙氣加熱器：包括過熱器、再熱器、省煤器、空預(yù)器4—外置床換熱器5—二次風(fēng)6—一次風(fēng)7—錐形閥8—石灰石加料裝置9—給煤裝置圖1：300MWCFB鍋爐工藝簡圖燃燒系統(tǒng)的流程：原煤破碎、篩選后送煤斗，經(jīng)計(jì)量式給煤機(jī)進(jìn)入燃料室底，與爐底來的熱一次混合成氣、固流化物燃燒。熱二次風(fēng)從燃燒室中下部補(bǔ)入，以提供進(jìn)一步燃盡所需的空氣。石灰石粉經(jīng)加料裝置加入燃燒室主燃燒區(qū)，在料床溫度為850℃～950℃的較佳脫硫溫度下與硫反應(yīng)，生成比較穩(wěn)定的硫化鈣，除去煤中的硫，大大減少煙氣中SO燃燒室出口裝有4組高溫分離器，用于分離煙氣與未燃盡的粗顆粒。分離出的顆粒經(jīng)錐閥，根據(jù)控制床溫、再熱汽溫主參數(shù)的情況，調(diào)節(jié)直接返回鍋爐的循環(huán)料量和經(jīng)加熱器返回鍋爐料量的比例。在加熱器中，兩組裝中溫過熱器，兩組裝末級再熱、低溫過熱器。調(diào)節(jié)裝有再熱器的回料錐形閥，用于調(diào)節(jié)再熱出口汽溫度；調(diào)節(jié)裝有中溫過熱器的回料錐形閥，則用于調(diào)節(jié)鍋爐料床溫度，過熱汽溫的主要調(diào)節(jié)是通過三級過熱減溫水實(shí)現(xiàn)的。尾部煙道布置有末級過熱器、低溫再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器，吸收煙氣余熱。煙氣經(jīng)除塵器，由吸風(fēng)機(jī)送入煙囪后，排入大氣。燃燒產(chǎn)生的灰渣，通過冷渣器冷卻后排出。同時(shí)通過調(diào)節(jié)灰渣的排放量，來控制鍋爐料床的高度，滿足運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)性要求。3、控制系統(tǒng)配置300MWCFB鍋爐機(jī)組的控制系統(tǒng)典型配置：主控系統(tǒng)采用日立的HIACS-5000M型DCS系統(tǒng)，單元機(jī)組I/O點(diǎn)量：約4530點(diǎn)。主控系統(tǒng)功能含：DAS、MCS、SCS、FSSS、BPS等。汽機(jī)的監(jiān)控包括DEH、MEH、ETS、METS、TSI、TDM等。而輔機(jī)程控系統(tǒng)包括：化水、輸煤、除灰、鍋爐補(bǔ)給水、膠球清洗、凝結(jié)水精處理、機(jī)組加藥、吹灰、定排等系統(tǒng)。系統(tǒng)功能中，差異和難度最大的為MCS，而其它功能僅因主輔設(shè)備配置不同而與常規(guī)300MW煤粉爐機(jī)組有所差異。在下面的內(nèi)容中將重點(diǎn)介紹MCS。MCS配置包括如下調(diào)節(jié)系統(tǒng)：（1）機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。分為鍋爐基本、汽機(jī)基本和機(jī)爐協(xié)調(diào)三種運(yùn)行方式，含ADS、RB、一次調(diào)頻等功能在內(nèi)。（2）燃料調(diào)節(jié)。包括4套給煤系統(tǒng)，每套給煤又由三級給煤構(gòu)成，主要采用第一級稱重變頻給煤機(jī)作燃料調(diào)節(jié)，其它級的給煤是比例隨動(dòng)調(diào)節(jié)。（3）一次風(fēng)量調(diào)節(jié)。包括2套一次風(fēng)量調(diào)節(jié)門，使一次風(fēng)量滿足燃料流化和燃燒的要求。（4）一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)。包括2套一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開度改變風(fēng)機(jī)出力，使一次風(fēng)母管壓力滿足運(yùn)行要求。（5）二次風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)。包括4套上、下二次風(fēng)量調(diào)節(jié)門，滿足燃料燃燒的二次風(fēng)量要求，使鍋爐運(yùn)行達(dá)到最佳的含氧量和較高的熱效率。（6）二次風(fēng)壓調(diào)節(jié)。包括2套二次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)二次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度改變風(fēng)機(jī)出力，使二次風(fēng)母管壓力滿足運(yùn)行要求。（7）爐膛壓力調(diào)節(jié)。包括2套吸風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)吸風(fēng)機(jī)靜葉開度改變風(fēng)機(jī)出力，使?fàn)t膛壓力滿足運(yùn)行要求。（8）鍋爐床溫調(diào)節(jié)。鍋爐設(shè)計(jì)的2套外置床換熱器，內(nèi)裝中溫過熱器，用于鍋爐床溫調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)回料錐形閥大小，可調(diào)節(jié)從分離器直達(dá)燃燒室的料量和經(jīng)外置床到燃燒室的循環(huán)料量比例大小，來實(shí)現(xiàn)鍋爐床溫的調(diào)節(jié)。（9）鍋爐床壓調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)4個(gè)排渣器調(diào)門，使床壓滿足設(shè)定要求，保證鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（10）流化風(fēng)母管壓力調(diào)節(jié)。類似于一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)，包括5套流化風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)流化風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開度改變風(fēng)機(jī)出力，使流化風(fēng)母管壓力滿足運(yùn)行要求。（11）外置床換熱器流化風(fēng)量調(diào)節(jié)。共4套外置床換熱器，每套含3臺(tái)換熱器流化風(fēng)調(diào)門，調(diào)節(jié)每臺(tái)換熱器流化風(fēng)調(diào)門，使對應(yīng)風(fēng)量滿足運(yùn)行要求。（12）冷渣器流化風(fēng)量調(diào)節(jié)。共4套冷渣器，每套含2臺(tái)高壓流化風(fēng)調(diào)門，調(diào)節(jié)每臺(tái)冷渣器流化風(fēng)調(diào)門，使對應(yīng)風(fēng)量滿足運(yùn)行要求。（13）冷渣器冷卻水流量調(diào)節(jié)。每套冷渣器含1臺(tái)冷渣器冷卻水流量調(diào)門，用于調(diào)節(jié)冷渣器出口灰渣溫度滿足運(yùn)行要求。（14）點(diǎn)火器風(fēng)量調(diào)節(jié)。有1套前墻床槍組、1套后墻床槍組和2套風(fēng)道燃燒器組共4組啟動(dòng)燃燒點(diǎn)火器，每組有1臺(tái)點(diǎn)火一次熱風(fēng)量調(diào)門，用于調(diào)節(jié)點(diǎn)火風(fēng)量滿足運(yùn)行要求。(15)二次暖風(fēng)器溫度調(diào)節(jié)。有2組暖風(fēng)器，每組1臺(tái)輔汽至暖風(fēng)器調(diào)門，調(diào)節(jié)暖風(fēng)器出口二次風(fēng)溫滿足設(shè)定要求。（16）石灰石給料調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)有2套給料裝置，對應(yīng)有2套石灰石給料機(jī)，控制給料量滿足脫硫要求。（17）燃油壓力調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)4臺(tái)進(jìn)油調(diào)門，分別控制1套前墻床槍組、1套后墻床槍組和2套風(fēng)道燃燒器組各自的燃油壓力滿足運(yùn)行要求。（18）過熱汽溫調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)有6套三級減溫水，調(diào)節(jié)過熱汽溫滿足進(jìn)行要求。（19）再熱汽溫調(diào)節(jié)。低溫再熱器由2套噴水減溫實(shí)現(xiàn)，控制低再溫度滿足運(yùn)行要求；再熱器出口溫度的調(diào)節(jié)由2套外置床再熱器灰料再循環(huán)錐形調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)。（20）其它汽水系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。主要包括：汽包水位、除氧器水位、凝汽器水位、高/低加水位、給水泵密封水差壓、給水泵最小流量、旁路等調(diào)節(jié)。這些調(diào)節(jié)與常規(guī)煤粉爐機(jī)組的調(diào)節(jié)類似，這里就不作介紹了。4、模擬量控制CFB鍋爐的燃燒系統(tǒng)為大滯后、強(qiáng)耦合、多輸入多輸出的非線性時(shí)變系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)特性比較復(fù)雜?！ご鬁笾饕憩F(xiàn)為：燃料-主汽壓力，噴水減溫-汽溫，外置床再熱循環(huán)錐形閥-料床溫度，二次風(fēng)量-氧量，石灰石量-煙氣硫量等響應(yīng)的時(shí)間較長，一般在3～5分鐘左右?！?qiáng)耦合與多輸入多輸出，如：機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中汽機(jī)調(diào)門、鍋爐燃料調(diào)節(jié)-負(fù)荷、主汽壓力的調(diào)節(jié)屬于典型的強(qiáng)耦合與多輸入多輸出系統(tǒng)?！し蔷€性，CFB因燃燒系統(tǒng)的復(fù)雜性帶來控制對象的非線性嚴(yán)重，據(jù)文獻(xiàn)介紹的某CFB鍋爐根據(jù)現(xiàn)場辨識(shí)的煤量-主汽壓力、煤量-床溫被控對象模型中，其增益和時(shí)間常數(shù)在不同的鍋爐運(yùn)行工況下達(dá)到兩倍的差別，因此采用單一控制參數(shù)的常規(guī)PID調(diào)節(jié)器，達(dá)不到較理想的調(diào)節(jié)品質(zhì)?；贑FB鍋爐控制對象上述控制特性，借鑒常規(guī)煤粉爐上已經(jīng)應(yīng)用成功的一些策略和經(jīng)驗(yàn)，提出在DCS上可實(shí)現(xiàn)的控制方案。（1）針對控制對象的大滯后問題，控制中采用串級（如汽溫控制）和特殊的控制方式（如DEB協(xié)調(diào)控制中采用汽機(jī)一級壓力、汽包壓力變化率較迅速、準(zhǔn)確地計(jì)算出鍋爐熱負(fù)荷）。（2）針對控制對象的強(qiáng)耦合與多輸入多輸出問題，控制中采用解耦、補(bǔ)償控制方式，如DEB協(xié)調(diào)控制、比例微分前饋控制等。（3）針對控制對象的非線性問題，控制中采用變參數(shù)自適應(yīng)PID、函數(shù)線性補(bǔ)償控制等方式。4.1常規(guī)控制4.1.1火力發(fā)電機(jī)組DCS模擬量控制系統(tǒng)控制邏輯設(shè)計(jì)特點(diǎn)DCS模擬量控制系統(tǒng)控制邏輯的設(shè)計(jì)應(yīng)具有以下特點(diǎn)，使系統(tǒng)能在各種工況及切換時(shí)能安全、穩(wěn)定運(yùn)行。·跟蹤和無擾：系統(tǒng)在手自動(dòng)切換和各種運(yùn)行方式切換時(shí)，要求實(shí)現(xiàn)無擾?！ぷ詣?dòng)調(diào)節(jié)完善的邏輯功能：在測量值、執(zhí)行單元故障或邏輯要求時(shí)，應(yīng)自動(dòng)切為手動(dòng)；在邏輯要求，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)輸出的閉鎖增/減或超馳增/減；邏輯要求時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)投用調(diào)節(jié)系統(tǒng)等邏輯功能?！ふ{(diào)節(jié)輸出帶多執(zhí)行單元的自動(dòng)分配功能。設(shè)置單個(gè)執(zhí)行單元偏置及手動(dòng)設(shè)置單個(gè)執(zhí)行單元值后，其他在自動(dòng)狀態(tài)的執(zhí)行單元應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分配；某一執(zhí)行單元失效（取消分配）后其他在自動(dòng)狀態(tài)的執(zhí)行單元的自動(dòng)疊加；可按各執(zhí)行單元出力不同設(shè)置分配系數(shù)等功能。4.1.2下面根據(jù)CFB鍋爐的特性，結(jié)合常規(guī)鍋爐控制取得的成功經(jīng)驗(yàn)，建議MCS的各調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用以下設(shè)計(jì)。（1）機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)鍋爐的燃料和汽機(jī)調(diào)門開度，實(shí)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷和主汽壓力的控制。根據(jù)控制過程中鍋爐、汽機(jī)調(diào)節(jié)被控參數(shù)的側(cè)重點(diǎn)不同，可分為鍋爐基本、汽機(jī)基本和機(jī)爐協(xié)調(diào)三種方式。機(jī)爐協(xié)調(diào)控制策略有常規(guī)和各種補(bǔ)償形式設(shè)計(jì)方案，其中直接能量平衡（DEB）協(xié)調(diào)控制方式是一種比較適用、有效的方式。該方式協(xié)調(diào)控制是一種考慮了機(jī)組能量平衡的自解耦控制，自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)組滑壓變動(dòng)負(fù)荷中鍋爐蓄熱、負(fù)荷斜坡變化中調(diào)節(jié)器靜差。DEB協(xié)調(diào)控制方式中所用的主要信號(hào)是機(jī)組負(fù)荷、汽機(jī)一級壓力、機(jī)前壓力和汽包壓力，調(diào)節(jié)輸出仍是鍋爐的燃料和汽機(jī)調(diào)門。DEB協(xié)調(diào)控制方式實(shí)用于物質(zhì)能量平衡的汽包式單元機(jī)組，而與鍋爐的燃燒方式無關(guān)。DEB協(xié)調(diào)控制方式在常規(guī)煤粉爐機(jī)組已經(jīng)成熟應(yīng)用，在大型CFB機(jī)組成功投用的實(shí)例也有山東某100MWCFB機(jī)組。下面是DEB協(xié)調(diào)控制策略介紹：汽機(jī)側(cè)的負(fù)荷，可用下面的式子來表示：TEF=K1*P1+K2*FBP（式1）其中：TEF—TotalEnergyFlow，汽機(jī)側(cè)的總負(fù)荷（MW）。P1為汽機(jī)一級壓力，F(xiàn)BP為高旁蒸汽流量，K1、K2為量綱轉(zhuǎn)換比例系數(shù)。通常在機(jī)組帶負(fù)荷正常運(yùn)行后FBP為0，則TEF=K1*P1，以下均以TEF=K1*P1的情況討論。 鍋爐和汽機(jī)的負(fù)荷關(guān)系，可用下式表示：HR=TEF+Cb*PD’ （式2）其中：HR—HeatRelease放熱量，代表鍋爐側(cè)的熱負(fù)荷（MW）。Cb—鍋爐蓄熱系數(shù)（MW·S/MPa）；PD’—汽包壓力變化率（MPa/S）。P1與TEF成線性關(guān)系。對300MW機(jī)組，一般滿負(fù)荷時(shí)TEF=300MW，P1≈12.5MPa可得K1≈24。鍋爐負(fù)荷需求NRGD計(jì)算模塊，在燃料調(diào)節(jié)中作為設(shè)定值，使HR滿足NRGD設(shè)定要求。其計(jì)算式為：NRGD=WT+C1*WT*WT’+C2*PTSPR （式3）其中WT=TEF*PTSP/PT，C1、C2為系數(shù)。WT’為的WT變化率。式中C1*WT*WT’項(xiàng)用于補(bǔ)償燃料調(diào)節(jié)作給定值斜坡變化的穩(wěn)態(tài)偏差，其值可在定壓變負(fù)荷過程中整定出；C2*PTSPR項(xiàng)用于補(bǔ)償機(jī)組作滑壓變化時(shí)的吸熱或放熱量。由C2*PTSPR=Cb*PD’，可得：C2=Cb*PD’/PTSPR=Cb*CDT（式4）其中CDT≈PD額/PT額DEB方式的功率調(diào)節(jié)由串級PID調(diào)節(jié)回路組成。主調(diào)節(jié)器的測量值為實(shí)發(fā)功率信號(hào)，給定值為人工設(shè)定值經(jīng)上下限及速率限值后加一次調(diào)頻功率指令而形成的復(fù)合功率指令。一次調(diào)頻功能可根據(jù)要求投入或切除。副調(diào)節(jié)器的測量值是P1。給定值為主調(diào)節(jié)器的輸出，副回路的調(diào)節(jié)輸出送至DEH，使汽機(jī)調(diào)門快速定位。在DEB方式中，關(guān)鍵參數(shù)鍋爐蓄熱系數(shù)Cb有多種不同的試驗(yàn)求法，下面針對某一300MW機(jī)組，提出以下兩種較常應(yīng)用且容易實(shí)現(xiàn)的實(shí)例方法：I、鍋爐負(fù)荷HR保持不變（燃燒系統(tǒng)保持手動(dòng)穩(wěn)定不變）的主汽壓力定速率變化試驗(yàn)方法a、調(diào)整工況使機(jī)組在16.2MPa主汽壓力、300MW負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。b、置燃料、送風(fēng)調(diào)節(jié)等燃燒系統(tǒng)在手動(dòng)運(yùn)行且保持穩(wěn)定不變。c、投入汽機(jī)的壓力調(diào)節(jié)，使壓力定值從16.2MPa，以0.15MPa/Min速率變化至16.7MPa。d、記錄TEF、PD等參數(shù)的趨勢曲線和數(shù)據(jù)，見圖2。e、由式（2）可得：T2T1Cb=-∫△TEF(t)dt/(PD|T2-PD|T1)T2T1代入數(shù)據(jù)后求得Cb=6969.4（MW·S/MPa）。II、負(fù)荷從一種穩(wěn)定工況變動(dòng)至另一種穩(wěn)定工況（燃燒系統(tǒng)隨負(fù)荷變動(dòng)）的試驗(yàn)方法a、機(jī)組在300.0MW負(fù)荷、16.7MPa額定主汽壓力下穩(wěn)定運(yùn)行。b、機(jī)組以5.0MW/Min的負(fù)荷變化率滑壓降至217.9MW。c、記錄：TEF、PD、PT、HR、MW的趨勢曲線和數(shù)據(jù)。d、由式（2），并用燃料量折算的功率值代替HR（HR1=K3·FU，F(xiàn)U為燃料量）可得：T2T1Cb=∫[HR1(t)-TEF(t)]dt/(PD|T2-PD|T1)T2T1代入數(shù)據(jù)后求得Cb=7853.9（MW·S/MPa）。圖2：機(jī)組在300MW、16.2MPa時(shí)(燃料量保持)變壓力試驗(yàn)曲線比較：方法2因試驗(yàn)過程中各主要參數(shù)均在變動(dòng)，對機(jī)組效率影響較大，故求得Cb值其準(zhǔn)確性沒有方法1高，方法2與方法1求得Cb值相對誤差為12.7%。方法2因要求機(jī)組的運(yùn)行工況不需專門試驗(yàn)工況申請即可比較方便求取Cb值，可作為Cb初值的計(jì)算。圖3為采用DEB方式控制300MW中速磨煤粉爐機(jī)組以6MW/MIN按機(jī)組滑壓曲線變負(fù)荷的趨勢記錄，這里機(jī)組的滑壓曲線為：7.41INPTSP=7.41+0.6193(IN-120)120≤IN≤270（MPa）16.7IN圖中其它的信號(hào)為：CC001-機(jī)組功率，MM_TOT-給煤量，PTSP-主汽壓力設(shè)定值，PT-主汽壓力，P1_PID-汽機(jī)一級壓力調(diào)節(jié)器。試驗(yàn)測得實(shí)際負(fù)荷變化率為4.5MW/MIN，主汽壓力偏差為：[+0.5，-0.1]MPa。圖3：300MW中速磨煤粉爐機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)趨勢曲線圖（2）燃料調(diào)節(jié)，在機(jī)組加負(fù)荷中，應(yīng)遵循先加風(fēng)后加煤的原則；減負(fù)荷則先減煤后減風(fēng)。故采用DEB方式的燃料調(diào)節(jié)是接受小選出的鍋爐指令和折算的風(fēng)量信號(hào)，調(diào)節(jié)4臺(tái)采用分配控制的一級給煤機(jī)，最終使被調(diào)量熱量信號(hào)（HR）滿足鍋爐指令要求?；诒豢貙ο蟮慕o煤率-汽壓特性存在一定的非線性[1]，且控制遲延較大，故應(yīng)設(shè)計(jì)變參數(shù)控制。若DCS系統(tǒng)無變參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，可從調(diào)節(jié)模塊輸出串入一乘法模塊，乘法模塊其中的一路為上級輸入，另一路為修正乘數(shù)因子，它是一個(gè)曲線函數(shù)，該函數(shù)為鍋爐負(fù)荷-被控對象傳函增益曲線函數(shù)的反函數(shù)，被控對象傳函這里是給煤率-汽壓的傳函，其增益可在不同負(fù)荷點(diǎn)作階躍擾動(dòng)試驗(yàn)求取。乘數(shù)模塊的輸出作給煤量總指令分配塊的輸入。（3）一次風(fēng)量調(diào)節(jié)，由鍋爐指令與鍋爐熱負(fù)荷的大選值-一次風(fēng)量曲線，計(jì)算出一次風(fēng)量設(shè)定值，調(diào)節(jié)2臺(tái)采用分配控制的一次風(fēng)量調(diào)門，使一次風(fēng)量滿足設(shè)定要求。（4）一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)，由鍋爐負(fù)荷-一次風(fēng)壓曲線，計(jì)算出一次風(fēng)壓設(shè)定值，調(diào)節(jié)2臺(tái)采用分配控制的一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉，使一次風(fēng)母管壓力滿足設(shè)定要求。（5）氧量調(diào)節(jié)，由串級調(diào)節(jié)回路組成，副回路由鍋爐指令與鍋爐負(fù)荷的大選值*主回路調(diào)節(jié)輸出計(jì)算出總風(fēng)量設(shè)定值，調(diào)節(jié)2臺(tái)采用分配控制的二次風(fēng)量調(diào)門，使總風(fēng)量滿足設(shè)定要求；主回路由熱負(fù)荷-氧量設(shè)定值曲線，作主調(diào)器設(shè)定值，使氧量滿足設(shè)定要求。（6）二次風(fēng)壓控制，由鍋爐負(fù)荷-二次風(fēng)壓曲線，計(jì)算出二次風(fēng)壓設(shè)定值，調(diào)節(jié)2臺(tái)采用分配控制的二次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，使二次風(fēng)母管壓力滿足設(shè)定要求。（7）爐膛壓力調(diào)節(jié)，由人工設(shè)定值，通過調(diào)節(jié)2臺(tái)采用分配控制的吸風(fēng)機(jī)靜葉，使?fàn)t膛壓力滿足設(shè)定值要求。同時(shí)還應(yīng)考慮送入爐膛總風(fēng)量對爐膛壓力的影響，把總風(fēng)量或者一次與二次風(fēng)流量調(diào)節(jié)輸出作爐膛壓力調(diào)節(jié)器的比例前饋。根據(jù)現(xiàn)場使用情況而選用前饋量，因總風(fēng)量測量波動(dòng)較大且稍滯后于一、二次風(fēng)量控制輸出，但一、二次風(fēng)量控制輸出與對應(yīng)風(fēng)量的線性不是很好。（8）鍋爐床溫調(diào)節(jié)，鍋爐設(shè)計(jì)有4套外置床換熱器，其中2套用于鍋爐床溫調(diào)節(jié)，另外2套用于再熱出口汽溫調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)2套采用分配控制的錐形閥大小，可調(diào)節(jié)從分離器至外置床和燃燒室再循環(huán)灰料比例的大小，實(shí)現(xiàn)鍋爐床溫調(diào)節(jié)。床溫的設(shè)定值由鍋爐熱負(fù)荷-床溫曲線給出。另外影響床溫的還有：給煤量、外置床再熱器調(diào)節(jié)、一次風(fēng)/總風(fēng)比例、上二次風(fēng)/總二次風(fēng)比例、料床床壓，在調(diào)節(jié)中考慮這些量的前饋補(bǔ)償，補(bǔ)償可采用變系數(shù)比例微分前饋補(bǔ)償，根據(jù)現(xiàn)場的擾動(dòng)量-床溫、錐形閥調(diào)節(jié)-床溫動(dòng)態(tài)特性確定補(bǔ)償函數(shù)?；诖矞氐挠绊懥慷?，控制上存在較嚴(yán)重的非線性，且控制遲延較大，故應(yīng)像燃料調(diào)節(jié)那樣設(shè)計(jì)變參數(shù)控制，采用變參數(shù)自適應(yīng)PID模塊，或設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)的線性修正曲線。（9）床壓調(diào)節(jié)。床壓（即床位）的控制關(guān)系到床料的流化質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)燃燒、廠用電率消耗、帶負(fù)荷能力等，所以控制好床壓，對CFB鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。由鍋爐負(fù)荷-床壓曲線，計(jì)算出床壓設(shè)定值，調(diào)節(jié)4臺(tái)采用分配控制的排渣器調(diào)門，使床壓滿足設(shè)定要求，保證鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（10）流化風(fēng)母管壓力調(diào)節(jié)。類似于一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)，由鍋爐負(fù)荷-流化風(fēng)母管壓力曲線，計(jì)算出流化風(fēng)母管壓力設(shè)定值，調(diào)節(jié)采用分配控制的5臺(tái)運(yùn)行中的流化風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉，使流化風(fēng)母管壓力滿足設(shè)定要求。（11）外置床換熱器流化風(fēng)量調(diào)節(jié)。由鍋爐負(fù)荷-換熱器流化風(fēng)量曲線，計(jì)算出換熱器流化風(fēng)量設(shè)定值，調(diào)節(jié)換熱器流化風(fēng)調(diào)門，使風(fēng)量滿足設(shè)定要求。（12）冷渣器流化風(fēng)量調(diào)節(jié)。由鍋爐負(fù)荷-冷渣器流化風(fēng)量曲線，計(jì)算出冷渣器流化風(fēng)量設(shè)定值，調(diào)節(jié)冷渣器流化風(fēng)調(diào)門，使風(fēng)量滿足設(shè)定要求。（13）冷渣器冷卻水流量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)冷渣器冷卻水流量調(diào)門，使冷渣器出口灰渣溫度滿足設(shè)定值要求。（14）點(diǎn)火器風(fēng)量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)點(diǎn)火器對應(yīng)風(fēng)量調(diào)門，使點(diǎn)火風(fēng)量滿足設(shè)定要求。(15)二次暖風(fēng)器溫度調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)輔汽至暖風(fēng)器調(diào)門，控制暖風(fēng)器出口二次風(fēng)溫滿足設(shè)定要求。（16）石灰石給料調(diào)節(jié)。由串級調(diào)節(jié)回路組成，副回路由給煤量*主回路調(diào)節(jié)輸出計(jì)算出總石灰石量設(shè)定值，調(diào)節(jié)2臺(tái)采用分配控制的石灰石給料機(jī)，使總石灰石量滿足設(shè)定要求；主調(diào)器設(shè)定值由人工輸入，使煙氣二氧化硫含量滿足設(shè)定要求。（17）燃油壓力調(diào)節(jié)。分別調(diào)節(jié)1套前墻床槍組、1套后墻床槍組和2套風(fēng)道燃燒器組各自的燃油進(jìn)油調(diào)門，使對應(yīng)的燃油壓力滿足設(shè)定要求。（18）過熱汽溫調(diào)節(jié)。由三級減溫水共6套串級回路實(shí)現(xiàn)過熱汽溫調(diào)節(jié)，每級減溫設(shè)計(jì)為串級調(diào)節(jié)。副調(diào)節(jié)器控制輸出的減溫水調(diào)門，使減溫器出口汽溫滿足主調(diào)節(jié)器輸出的設(shè)定要求；主調(diào)節(jié)器的輸出使下級減溫器入口汽溫滿足鍋爐負(fù)荷-下級減溫器入口汽溫曲線設(shè)定值要求。同時(shí)影響各級過熱汽溫的主要有：床溫錐形調(diào)節(jié)閥、高再溫度錐形調(diào)節(jié)閥、熱負(fù)荷等，在調(diào)節(jié)中考慮這些量的前饋補(bǔ)償。（19）再熱汽溫調(diào)節(jié)。低溫再熱器由噴水減溫實(shí)現(xiàn)，出口再熱汽溫由外置床換熱器錐形閥實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。低溫再熱器噴水減溫由2套左右側(cè)串級調(diào)節(jié)組成，副調(diào)節(jié)器控制減溫水調(diào)門，使減溫器出口汽溫滿足主調(diào)節(jié)器輸出的設(shè)定要求；主調(diào)節(jié)器的輸出使外置床再熱器入口汽溫滿足鍋爐熱負(fù)荷-外置床再熱器入口汽溫曲線設(shè)定值要求；而外置床換熱器錐形閥設(shè)計(jì)為2套左右側(cè)再熱汽出口溫度調(diào)節(jié)單回路，其設(shè)定值為鍋爐熱負(fù)荷-再熱汽出口溫度曲線。同時(shí)影響各級再熱汽溫的主要有：鍋爐熱負(fù)荷、風(fēng)量等，在調(diào)節(jié)中考慮這些量的前饋補(bǔ)償。（20）其它汽水系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。主要包括：汽包水位、除氧器水位、凝汽器水位、高/低加水位、給水泵密封水差壓、給水泵最小流量、旁路等調(diào)節(jié)。這些調(diào)節(jié)與常規(guī)煤粉爐機(jī)組的調(diào)節(jié)類似，這里就不作介紹，在這里要提及的是采用新型控制方式的除氧器與凝汽器水位聯(lián)合控制已在省內(nèi)300MW機(jī)組上成功應(yīng)用，一樣可在300MWCFB鍋爐機(jī)組上推廣應(yīng)用。4.2智能控制智能控制在國內(nèi)外CFB鍋爐機(jī)組上應(yīng)用也有比較多的報(bào)導(dǎo)。根據(jù)CFB鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究開發(fā)了基于經(jīng)驗(yàn)的專家智能控制策略，主要控制系統(tǒng)有爐膛負(fù)壓控制、料層差壓控制、主蒸汽溫度控制、減溫噴水控制、汽包水位三沖量與主蒸汽溫度協(xié)議控制和燃燒系統(tǒng)專家智能控制等?；贑FB鍋爐的現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，給出了一系列描述鍋爐各控制系統(tǒng)的控制表，尤其是給出了燃燒系統(tǒng)的控制規(guī)則庫，將所有目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行模糊化設(shè)定，所有設(shè)定均可在DCS組態(tài)上實(shí)時(shí)在線修改。該控制系統(tǒng)在浙江嵊州市熱電廠75t/hCFB鍋爐成功投運(yùn)。根據(jù)CFB鍋爐的動(dòng)態(tài)特性,提出了仿人智能控制系統(tǒng)。通過現(xiàn)場辯識(shí)，對CFB鍋爐的汽壓、床溫被控對象的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了簡單描述，同時(shí)為了保證鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒,對鍋爐熱效率實(shí)行最優(yōu)控制（調(diào)節(jié)二次風(fēng),以尋找最佳過?？諝庀禂?shù)）?？紤]在送風(fēng)和引風(fēng)擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性，所有動(dòng)態(tài)特性中的參數(shù)隨鍋爐運(yùn)行工況的不同而變化。所有控制器均采用仿人智能(IC)控制器，控制器的控制算法中，最為關(guān)鍵的是多模態(tài)的特征模型和控制模態(tài)集。實(shí)踐證明：當(dāng)機(jī)組負(fù)荷在25%～100%之間變化時(shí)，該自動(dòng)控制系統(tǒng)能投入正常運(yùn)行。對于CFB鍋爐中的兩個(gè)強(qiáng)耦合變量：主汽壓力和床溫,國內(nèi)外常見的控制方法一般是以主汽壓力為主，按最佳風(fēng)煤比的原則調(diào)節(jié)一次風(fēng)量，同時(shí)控制床溫在所要求的范圍內(nèi)。為了解決這對強(qiáng)耦合變量，有研究者提出了采用模糊控制和廣義預(yù)測控制相結(jié)合的新控制思路，控制系統(tǒng)中各控制回路均采用模糊控制方案，針對床溫和主汽壓的強(qiáng)耦合，設(shè)計(jì)了基于廣義預(yù)測控制的指導(dǎo)系統(tǒng)，即廣義預(yù)測控制器利用CFB鍋爐動(dòng)態(tài)模型預(yù)測床溫和主汽壓，作為床溫調(diào)節(jié)控制回路和主汽壓調(diào)節(jié)控制回路的給定值，實(shí)現(xiàn)了床溫和主汽壓的解耦協(xié)調(diào)控制；另有研究者提出了基于多變量頻域理論的補(bǔ)償式解耦控制方法，補(bǔ)償式解耦控制系統(tǒng)直接取用床溫這一波動(dòng)較大的信號(hào)去補(bǔ)償和調(diào)整給煤量，直接補(bǔ)償和調(diào)整變頻調(diào)速器的給煤轉(zhuǎn)速，不但克服了由于給煤粒度變化引起的煤量變化的強(qiáng)內(nèi)擾，同時(shí)床溫的穩(wěn)定運(yùn)行也提高了抗負(fù)荷變化的外擾能力。5、調(diào)試在這里介紹常規(guī)機(jī)組的MCS調(diào)試和300MWCFB鍋爐機(jī)組MCS調(diào)試方法。5.1采用DCS實(shí)現(xiàn)的MCS控制系統(tǒng)常規(guī)調(diào)試5.1.1MCS控制方案的設(shè)計(jì)和審修根據(jù)機(jī)組控制特點(diǎn)，結(jié)合廠家提供的設(shè)備控制說明和設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)，以及相關(guān)文獻(xiàn)、資料，提出控制方案，討論確定控制方案。5.1.2MCS系統(tǒng)開環(huán)試驗(yàn)驗(yàn)證控制方案實(shí)施的控制組態(tài)是否正確，主要包括：控制模塊的運(yùn)算、控制跟蹤、調(diào)節(jié)模塊作用方向、調(diào)節(jié)器前饋方向、控制邏輯、軟手操輸出定位精度等的試驗(yàn)驗(yàn)證，控制系統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容。5.1.3MCS系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)整定根據(jù)運(yùn)行中人工操作的一些記錄趨勢數(shù)據(jù)和機(jī)組設(shè)備的一些運(yùn)行特點(diǎn)，確定調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一些動(dòng)態(tài)參數(shù)；根據(jù)運(yùn)行情況，選擇合適時(shí)宜申請調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)的整定，通?？勺鞅豢貙ο蟮碾A躍擾動(dòng)試驗(yàn)，以了解被控對象的特性，以便計(jì)算確定調(diào)節(jié)器初參數(shù)。在工況較穩(wěn)定時(shí)試投入調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)，先作階躍定值擾動(dòng)，根據(jù)趨勢數(shù)據(jù)作調(diào)節(jié)參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，直到此負(fù)荷的調(diào)節(jié)品質(zhì)滿足要求。在設(shè)計(jì)有變參數(shù)調(diào)節(jié)的床溫、燃料等調(diào)節(jié)中，需在調(diào)節(jié)系統(tǒng)投用的高、中、低負(fù)荷點(diǎn)作調(diào)節(jié)系統(tǒng)被控對象的階躍擾動(dòng)試驗(yàn)，以記錄不同負(fù)荷點(diǎn)被控對象的特性和整定相應(yīng)的調(diào)節(jié)參數(shù)。常規(guī)調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)參數(shù)整包括P、I、D參數(shù)和前饋比例、微分系數(shù)等參數(shù)整定，下面簡單介紹其整定方法：（1）P、I、D參數(shù)整定。其整定方法有基于被控對象數(shù)學(xué)模型的理論法和工程經(jīng)驗(yàn)法，而經(jīng)驗(yàn)法就有圖表整定法、臨界比例帶法、衰減曲線法等多種，這里介紹火電廠比較常用的三種經(jīng)驗(yàn)法：圖表整定法、衰減曲線法和臨界比例帶法。A、圖表整定法：根據(jù)被控對象的階躍擾動(dòng)飛升特性求取的特征參數(shù)（ε、ρ、τ）來整定PID參數(shù)，因篇幅所限這里不介紹被控對象階躍擾動(dòng)飛升特性特征參數(shù)的求取。下表是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的當(dāng)衰減率ψ=0.75時(shí)對象特征參數(shù)和調(diào)節(jié)器參數(shù)的關(guān)系，供整定參考。表1：根據(jù)ε、ρ、τ整定調(diào)節(jié)器參數(shù)整定參數(shù)對象調(diào)節(jié)器PPIPIDδερτ≤0.2ετ1.1ετ0.8ετ0.2＜ερτ≤1.52.6(ερτ-0.08)/[ρ(ερτ+0.7)]2.6(ερτ-0.08)/[ρ(ερτ+0.6)]3.7(ερτ-0.13)/[ρ(ερτ+1.5)]Ερτ＞1.52/ρ2/ρ1.7/ρTiερτ≤0.2-3.3τ2.5τ0.2＜ερτ≤1.50.8τ/(ερτ)τ/(ερτ)Ερτ＞1.50.6τ0.7τTd(0.15～0.25)TiB、臨界比例帶法：使調(diào)節(jié)器只具有P作用，系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，調(diào)節(jié)δ使系統(tǒng)處于臨界振蕩狀態(tài)，記下此時(shí)的比例帶δ*和振蕩周期T*，按表2計(jì)算ψ=0.75時(shí)的調(diào)節(jié)器參數(shù)。表中，括號(hào)外的數(shù)值是對于無自平衡能力對象的整定參數(shù)，括號(hào)內(nèi)的數(shù)值是對于有自平衡能力對象的整定參數(shù)。表2：臨界比例帶法整定調(diào)節(jié)器器參數(shù)調(diào)節(jié)器δTiTdP2δ*（2.4δ*）PI2.2δ*（3δ*）0.85T*(0.6T*)PID1.67δ*（2.1δ*）0.5T*(0.67T*)0.25TiC、衰減曲線法：當(dāng)生產(chǎn)過程不允許出現(xiàn)等幅振蕩時(shí)，可采用衰減曲線法。若調(diào)節(jié)器只有P作用，調(diào)節(jié)δ使ψ=0.75。設(shè)對應(yīng)的比例帶為δ0.75，振蕩周期為T0.75，則在ψ=0.75時(shí)，采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，可取δ=1.2δ0.75Ti=0.5T0.75采用PID調(diào)節(jié)器時(shí)，可取δ=0.8δ0.75Ti=0.3T0.75Td=0.25Ti工程實(shí)際應(yīng)用中，因無自平衡能力對象做飛升曲線的條件不多，常采用衰減曲線法整定P、I、D參數(shù)；而自平衡能力對象常根據(jù)飛升曲線的圖表法來整定。串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)PID整定：先按上述方法整定副回路PID參數(shù)，再把副回路作為一快速比例環(huán)節(jié)，按單回路方式整定主回路。也可以根據(jù)主副調(diào)節(jié)器記錄的輸出與被測量對應(yīng)階躍擾動(dòng)曲線，按上述方法一次計(jì)算主、副調(diào)節(jié)器P、I、D參數(shù)。（2）前饋補(bǔ)償器設(shè)計(jì)和整定前饋是作為快速消除擾動(dòng)的一種簡單實(shí)用的控制方法，其控制策略是在擾動(dòng)對被控對象發(fā)生作用時(shí)，通過設(shè)計(jì)的前饋通道使擾動(dòng)輸出反作用方向的量，以抵消擾動(dòng)對被控對象的作用。通過圖4介紹設(shè)計(jì)前饋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)參數(shù)整定：圖中WGD(s)是對象相對于擾動(dòng)D(s)輸入時(shí)的傳函，WG(s)是輸出對象傳函，WB(s)是調(diào)節(jié)器，WBD(s)是前饋補(bǔ)償器傳函?；谇梆佈a(bǔ)償器的擾動(dòng)消除原則，有：WGD(s)+WBD(s)WG(s)=0得前饋補(bǔ)償器為WBD(s)=-WGD(s)/WG(s)（式7）如：爐膛壓力調(diào)節(jié)中，送風(fēng)對吸風(fēng)的前饋補(bǔ)償器因WGD(s)、WG(s)可近似為一階慣性環(huán)節(jié)且時(shí)間常數(shù)相同，可設(shè)計(jì)為純比例前饋補(bǔ)償器。圖4：前饋一反饋?zhàn)哉{(diào)系統(tǒng)：a)一般形式b)傳遞函數(shù)形式因熱控系統(tǒng)中調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性和時(shí)變特點(diǎn)，前饋補(bǔ)償器精確的函數(shù)比較難以得到，故一般前饋補(bǔ)償器設(shè)計(jì)為比例或比例微分函數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場進(jìn)行擾動(dòng)試驗(yàn)整定系數(shù)。因系統(tǒng)的非線性和時(shí)變特點(diǎn)，如：給煤量對床溫的前饋補(bǔ)償器應(yīng)設(shè)計(jì)為變系數(shù)的比例微分器，并在不同負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行整定。比例系數(shù)整定。前饋補(bǔ)償器一般針對有自平衡對象設(shè)計(jì)，進(jìn)行階躍擾動(dòng)可求得WGD(s)的增益KGD，WG(s)的增益KG，則WGD(s)的增益KGD=-KGD/KG。微分系數(shù)整定。這里的微分為實(shí)際微分，使前饋補(bǔ)償器對應(yīng)為WBD(s)=-WGD(s)/WG(s)的微分時(shí)間常數(shù)和增益即可。5.1.4MCS系統(tǒng)投用根據(jù)機(jī)組運(yùn)行工況和MCS特點(diǎn)，逐步整定投用各協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)，最后投用機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，并作機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)，要求各調(diào)節(jié)系統(tǒng)在試驗(yàn)中的調(diào)節(jié)品質(zhì)滿足要求。然后進(jìn)入168小時(shí)試運(yùn)行，在此期間若出現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能滿足要求，可分析、調(diào)整控制參數(shù)，甚至是控制方案后再投用。5.2CFB鍋爐的MCS系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和調(diào)試5.2.1鍋爐燃料-主汽汽壓特性 燃料量擾動(dòng)下汽壓（即被控對象）的動(dòng)態(tài)特性同汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)有關(guān)，有汽輪機(jī)調(diào)門開度不變或保持汽輪機(jī)功率不變方式，所以汽壓的動(dòng)態(tài)特性分兩種情況討論。（1）汽輪機(jī)調(diào)門開度不變當(dāng)燃料量M擾動(dòng)時(shí)，有一定滯后時(shí)間τΜ，隨鍋爐的蒸發(fā)量增加，汽包壓力P逐漸增加。由于汽輪機(jī)調(diào)門開度不變，蒸汽進(jìn)入汽機(jī)的流量隨汽包壓力增加而增加，當(dāng)蒸汽流量與鍋爐蒸發(fā)量相等時(shí)，汽壓維持在一個(gè)新的平衡值，系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)新的平衡。燃料擾動(dòng)下（△M）的汽壓P響應(yīng)曲線如圖5（a）所示。此時(shí)汽壓控制對象具有自平衡能力。圖5：燃料階躍階躍動(dòng)下，汽壓響應(yīng)曲線(a)汽機(jī)調(diào)門開度不變(b)汽機(jī)功率不變（2）保持汽輪機(jī)功率不變當(dāng)燃料量M擾動(dòng)時(shí)，為保持汽輪機(jī)功率不變，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)會(huì)迅速控制汽輪機(jī)調(diào)門開度，以保持汽輪機(jī)耗汽量不變。當(dāng)蒸汽流量增大（△M）時(shí)，汽輪機(jī)調(diào)門開度減小以減少蒸汽流量，導(dǎo)致汽壓P不斷增加，這時(shí)汽壓控制對象具有純滯后的積分環(huán)節(jié)，是一個(gè)無自平衡能力對象，如圖5（b）所示。5.2.2汽輪機(jī)調(diào)門開度改變時(shí)汽壓的動(dòng)態(tài)特性當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)門開度μT增大，從汽包流向負(fù)荷設(shè)備的蒸汽量立刻增加，汽包壓力P開始下降。隨汽包壓力下降，從汽包流出蒸汽量逐漸減少，使汽壓下降速度也減慢，最后蒸汽流量趨于平衡，汽壓維持在較低的數(shù)值，是一個(gè)有自平衡能力對象，相當(dāng)于一個(gè)慣性環(huán)節(jié)。汽輪機(jī)調(diào)門開度階躍改變（△μT）時(shí)汽壓P響應(yīng)曲線如圖6所示。汽壓被控對象特性可以參考文獻(xiàn)[1]介紹的75t/hCFB鍋爐在燃燒率擾動(dòng)及汽輪機(jī)采用液壓調(diào)速系統(tǒng)時(shí)的現(xiàn)場辯識(shí)，得到汽壓被控對象的動(dòng)態(tài)特性：ＧＰ(Ｓ)=(1-ａＳ)/(1+ＴＰＳ)2·Ｋｐ·ｅ-τpＳ(式8)式(8)中，靜態(tài)增益ＫＰ；慣性時(shí)間常數(shù)ＴＰ，純滯后時(shí)間τp都是隨運(yùn)行工況的不同而變化的參數(shù)；Ｓ為Laplace算子。當(dāng)鍋爐負(fù)荷在25%～100%范圍內(nèi)變化時(shí),以上各參數(shù)的變化范圍是：ＫＰ：6～4；ＴＰ：300～150ｓ；τp：100～60ｓ；ａ值基本保持在20ｓ左右。從響應(yīng)曲線可見，其特性與常規(guī)煤粉爐相似，可以用（式2）表示的鍋爐負(fù)荷、汽機(jī)負(fù)荷與汽壓關(guān)系理解其特性曲線，DEB方式機(jī)爐協(xié)調(diào)也適于其控制。但CFB鍋爐的汽壓被控對象具有比常規(guī)煤粉爐更嚴(yán)重的非線性時(shí)變和非最小相位二階慣性特性，這給控制帶來不利影響。在控制上需根據(jù)高、中、低不同負(fù)荷（100%、65%、30%ECR）段求取不同的被控特性曲線，用變PID參數(shù)調(diào)節(jié)，并整定不同負(fù)荷下的燃料調(diào)節(jié)參數(shù)。5.2.3給煤量-鍋爐床溫特性 影響床溫的因素很多，料層厚度、煤質(zhì)、空氣量、物料循環(huán)量、給煤量、負(fù)荷等變化都會(huì)引起床溫的波動(dòng)，但主要因素是給煤量和空氣量。這里雖然是設(shè)計(jì)用過熱器外置床再循環(huán)料量來調(diào)節(jié)鍋爐床溫，但給煤量是影響床溫的一個(gè)主要外擾量。圖6：汽機(jī)調(diào)門擾動(dòng)下汽壓響應(yīng)曲線圖7：給煤量方波擾動(dòng)時(shí)床溫變化曲線給煤量變化對床溫有較大影響，其它條件不變時(shí)，給煤量增大或減小都會(huì)造成床溫相應(yīng)升高或降低，但由于煤占床料的比例很?。?%~5%)，床料熱容量很大，給煤量擾動(dòng)下的床溫變化有個(gè)滯后的過程。當(dāng)煤粒被投入到處于熱平衡狀態(tài)的高溫流化床中