摘 要：锅炉蒸汽温度过高或过低都会影响机组运行的安全性和经济性，燃煤机组为了响应现今电力市场下快速调峰、调频，甚至深度调峰，导致蒸汽温度尤其是主汽温度波动较大。由于汽温具有大惯性、大延迟特性，控制汽温在合理的范围区间是自动控制领域面临的难点之一，尤其是过热汽温。直流炉因为没有汽包环节，主汽温度控制主要采用以水燃比控制为主，减温水控制为辅的控制方案，而一二级减温水作为动态修正和精确调节，其调节品质的优劣对主汽温有直接的影响。文章对新旧两种一级减温水控制策略进行了介绍，并分别对调节品质及结果进行分析。

关键词：电力市场;自动控制;调峰;减温水

1 前言

超临界锅炉不同于汽包炉，过热蒸汽温度是锅炉燃烧控制系统中的重要参数，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以致损坏过热器，严重影响安全。过热蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率，且汽温偏低会使汽轮机末级蒸汽湿度增大，甚至蒸汽带水，严重影响汽轮机的安全运行。所以要求过热蒸汽温度控制在正常运行范围，以保证机组安全运行的同时，尽量保证机组的经济性。

2 系统概述

本文为某电厂一期660MW超临界机组，其型式为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π型结构、露天布置燃煤锅炉，设计煤种为活鸡兔矿煤。过热器系统配置两级减温水，且分A/B侧独立调节。减温水取自高加出口管路，并经总管至锅炉后分成两路，分别至一级减温器和二级减温器，并配置隔离阀可独立供水。一、二级减温水又独立分成两路，管路设有隔离阀和調节阀，分别供给锅炉过热器A/B侧。一级减温水位于前屏过热器和后屏过热器之间管路，二级减温水位于后屏过热器和高过之间，一级减温水控制二级减温器前后温差;二级减温水控制高过过热器出口温度。

超临界直流锅炉在干态运行时，主汽温度控制采用水煤比和过热器喷水减温相结合的方法啊。水煤比控制是锅炉主汽温度的粗调，过热器减温水控制是主汽温度的细调，这其中过热器减温水的控制尤为关键。

3  现有一级减温水逻辑存在的问题

过热器一级减温水流量理论上比二级过热器多，主要用于保护屏过防止其超温，同时兼顾汽温粗调。一级过热器位于前屏过热器和后屏过热器之间，但其控制值确是二级减温器前后温差，又因二级减温器出口温度测点离减温器较近，同时二级减温器又要满足快速控制末级过热器出口温度超温的作用，这就导致二级减温水调门能够满足快速调节的特性。当减温水流量（也即调门）发生变化时，二级减温器出口温度会大幅度变化，那么此时温差变化幅度受二级减温水影响较大，这必然导致一级减温水调门也要跟随器快速变化，导致一级减温器自动调节线性差。此时一级减温水要么维持小开度或根本无开度要么开度较大，无法适应设计需求。

4 一级减温水逻辑改进后

经各运行人员的反馈以及实际运行中的情况，明显发现过热器一级减温水自动逻辑存在或多或少的问题，特此对其进行逻辑改造。新的逻辑以屏过出口温度为基本调节回路，通过改变一级减温水调门的开度来控制屏过进口汽温，进一步控制其出口汽温。而屏过出口温度温度的控制值由锅炉指令确定的基础值和操作员手动设定偏置相叠加确定。锅炉负荷指令与屏过出口温度基础值由其之间的折线函数确定，当锅炉负荷指令为660MW时，屏过出口温度基础值为517℃，随后当燃烧器摆角变化、屏过出口汽温变化或是其他运行工况时，操作员可在自动的基础上加偏置，实际的调门开度由屏过出口温度与设置值的偏差输出作为一级减温水调门自动控制值。这种控制逻辑优势在于充分考虑了机组负荷变化时，炉内燃烧工况对机组汽温的影响。机组负荷上升时，锅炉燃料量增多，锅炉热负荷增大，必然导致汽温上升。那么也就是在汽温上升前，减温水调门就根据锅炉负荷上升情况进行初步粗调，避免了汽温快速升至超温的可能;反之，当机组负荷下降，锅炉热负荷下降，提前减小减温水，避免了汽温快速下降。

但是当机组运行一段时间后，发现，锅炉负荷指令对应的基础值变化速率较慢，这就导致减温水调门的控制值无法适应机组负荷快速变化，也无法满足运行人员对调门自动的使用，导致其自动投运率过低。随后即对其进行优化，将原本设计的屏过出口温度基础值由锅炉负荷指令折线函数改为全负荷段均对应517℃，这样运行人员只需要改变偏置，就可以实现一级减温器调门的自动控制。这种方式下，调门的自动控制已可以完全满足运行人员的使用。这一屏过汽温调节综合了水煤比与屏过出口汽温偏差。这样的设计就是当二级减温水喷水量过大或过小时，通过改变屏过的出口汽温，以使得二级减温水量恢复到正常范围，保证高过出口汽温有可调范围。

5 总结

优化后的过热器一级减温器控制逻辑均能自动投入且效果良好，可稳定正常运行，既提高了系统动态响应速度及稳态品质，又提高了自动控制系统的可用率，同时降低了运行人员的劳动强度，最终提高了机组的经济效益及安全性。

浙江浙能乐清发电有限公司.集控运行规程[ Z]， 2019

于德泉，李延斌，吕娜.哈三600MW机组一级过热器减温控制系统改造[J].锅炉制造，2004（02）：46-48.

张吉栋，陈冬林.石门电厂二期工程1025t/h锅炉过热器减温系统的设计[J].长沙电力学院学报（自然科学版），1996（04）：397-401.

作者简介：

郭朋飞（1990- ），男，江苏徐州人，助理工程师，从事660MW燃煤火电机组的生产工作。