李少冬

（内蒙古能源发电投资集团有限公司电力工程技术研究院，内蒙古 呼和浩特 010010）

随着我国经济的发展，社会各界对于电网容量的需求不断增加，在这种社会背景下，需要新选择具有现实意义的方式进行关于电网容量增加的具体方案实施。但是在目前的电力系统中，超超临界机组基本上都存在调节精度上的问题，尤其是负荷升降速率慢，进一步影响了超超临界机组的使用精度。针对这一现象，国内外对超超临界机组花费了大量的时间进行研究，在对这些研究成果进行总结之后，可以发现优化系统是解决机组控制能力不足的有效方式，本文从优化系统的角度对这一领域的内容进行相应的分析。

1 直流锅炉控制要求

直流锅炉管的设计方式属于一种去气泡的设计方式，所以直流锅炉并不需要设计相应的下降管，同时直流锅炉在设计上也采用更小管径的水冷壁，所以总体上而言，直流锅炉设计简单，在制造以及成本上都有着相应的优势，同时直流锅炉在实际使用中能够超超临界压力参数进行运行，并且启停时间优良，有着良好的能力响应，实际使用中往往能够创造更高的受益。这是直流炉和汽包炉相比最为显著的优势，而从两者设计方式和基本结构分析，可以发现汽水系统不同是两者之间所存在的主要差距，直流炉在使用中，各个受热面不存在明显分界线的热偏差，所以能够在实际使用中让燃料、供水、汽温调节互补影响。从上述特点出发，对这一领域的内容进行分析，可以发现直流锅炉发电机组的设计方案要从实际角度出发，其优化方式以及优化内容应当更多的倾向于解决燃烧率和水量之间的平衡关系，选择具有现实意义的方式对这一领域的内容进行优化，尤其是关于响应速度以及控制精度方面的内容，要通过适当的检测方式以及多次测试，调整到最为合适的状态。

2 优化前运行分析

某发电公司发电机组其型号为常用的55MW 超超临界机组，单元机组的控制方式同市面上其余发电机组相同，采用常见的分散控制系统，主要是从数据采集、锅炉燃烧控制、热工自动调节、顺序控制等几个方面进行系统控制，该机组在经过多年使用之后，存在汽机调门节流损失，为此选择将单阀门修改为多阀门的方式进行优化，这一机组在完成优化之后，运行效率提升，并且趋向于稳定，但是因为设计中所考虑的煤种和实际使用的煤种存在一定的区别，在极端状态线下容易出现煤水比失调的现象，尤其是在锅炉负荷大幅度发生变化时，这一情况更是尤为常见。

在对这一情况进行分析之后，总结出如下内容，机组主气压在偏离设定之后，UI 存在震荡波形，而在具体的使用中锅炉往往会超压运行，所以在原滑压定值进行相应偏置时，机组运行的经济性会受到相应的影响。另一方面，还发现在该机组存在散热问题，因为需要频繁的进行温度控制，减温水电电动阀门使用频率过高，也导致整个机组运行效益降低。

图1

3 INFIT 系统改造

3.1 INFIT 系统汽温和协调控制策略

火电机组在实际使用中，存在诸多非正常运行现象，从本质上而言就是在控制协调方面存在一定的问题。关于该领域的问题主要是在工况和煤种发生改变时，被控对象的动态特性持续降低，导致了过程滞后以及惯性差距变大。所以采取常规的方式进行状态性能转化，并不能够形成有利的局面，所以在进行反馈以及解决其余扰动的相关问题时，要从多方面考虑这一问题，设计出相应的优化控制系统的控制模式，对上述问题进行解决。将模糊控制运用于具体的管理中，遵循上述准则，将INFIT 系统的优化原理罗列成如图1 所述的内容。

采用预测控制技术作为闭环控制的核心环节。INFIT 系统的控制方式还是当前技术领域常用的一种前馈+反馈进行相互调节相互促进的控制模式，这种控制模式所存在的控制策略和传统的DCS 存在着许多差异，在本质上而言，这种控制方式会将原有的PID 控制进行取代，从而能够形成对外来变化趋势的提前预测和测量，保证了控制效果，在机组协调能力以及抗干扰能力上，也可以因为这一功能，大幅度提升运行的效率。

对机组运行特性参数进行全工况实时校正。常规的控制策略在具体的运行中，并不会将相关的控制参数进行修订，所以其关于机组工况的相关变化难以有着相应的优良表现，关于INFIT 系统在这方面的优势，可以简单的总结为一种竞争型的审计网络算法，其可以实时的完成关于机组运行和控制系统的及时修正，并且这一系统在运行过程中，其实是处于一个不断优化的状态下，所以能够向着更加优良的方向所前进。

3.2 INFIT 控制系统安全性分析

在实际操作中，可以将INFIT 系统转化成一个DPU 转移到DCS 系统中，这样，就能够保证原有的系统之间在控制逻辑上的完全保留，只需要增加少部分控制逻辑，就能在实际运用中实现DCS 系统和INFIT 系统的良好转化，这种能够将DCS 和INFIT 系统融合成一体的操作模式，在具体的使用中有着极大的优势，能够在实际系统中搭载多方面的信息，并且通过通信融合为一体，从而在通信数据监测上能够借助多种技术的手段，来进一步保证检测结果的准确性。

4 应用效果评估

4.1 优化系统安装和调试

该机组在进行优化之后，进行了进一步的DCS 组态修改及静态调试，可以发现在INFIT 投运后AGC 控制和主汽压力、温度稳态和动态性能上更为优异。

4.2 优化后机组调节参数分析

在INFIT 系统投入到实际使用中之后，该机组的各项参数都向着更好的方向发展，尤其是在扰动工况下，其运行效率以及运行状况也更加的趋向于稳定状态，从最低负荷上升到最高负荷时，机组主汽压力的动态偏差在整个过程中没有超过3.3MP，主汽温差也被降低到4℃以内，为了更好的促进该机组的良好运转，不断的对系统进行调整，最终将调解精度被控制在0.12%以内。

4.3 优化综合评估

（1）机组运行更加平稳。由于采用了预测控制等先进技术，稳态工况下机组主汽压力、主汽温度的波动幅度在（±0.2MPINFIT/±3.0℃）范围内；变负荷工况下，上述参数波动在（±0.3MPINFIT/±5.0℃）内，提高了机组运行的稳定性，从根本上防止锅炉超温、超压。（2）机组运行中的燃料、给水波动大幅减小。5 号机组在INFITGC 运行中的燃料、 给水等控制量的波动幅度较优化前减小60%左右，对于减小机组设备磨损、延长锅炉金属管材寿命、减少爆管极为有利，提高了机组的安全性。（3）保证机组在额定工况下运行。由于调节性能稳定，彻底改变了系统投入前降低参数运行的局面，最大限度地提高机组经济性。

5 结语

INFIT 系统在直流锅炉发电机组进行应用，可以有效的提升机组的控制精度，尤其是在主气压力、温度调解水平上，可以大幅度对控制系统进行优化，保证经济性的同时，安全性也能够得到提升，并且在用INFIT 系统进行优化之后，控制精度将会得到进一步增加，可以发现该系统在直流锅炉发电机组的控制中有着极大的现实意义。