前言
近年來(lái)我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展迅速，大大地縮小了與*水平的差距。但目前我國(guó)火電廠中能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重的問題依然存在；為滿足我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的需要，適應(yīng)愈來(lái)愈高的環(huán)保和控制污染排放的要求，發(fā)展、節(jié)能、環(huán)保的超臨界火力發(fā)電機(jī)組勢(shì)在必行。尤其隨著我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展及電力結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大型超臨界機(jī)組已經(jīng)成為我國(guó)火電發(fā)展的方向，并將成為電網(wǎng)的主力機(jī)組；由于其更低的運(yùn)行成本和更高的效益，在目前的電力市場(chǎng)中更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。
我國(guó)目前電力行業(yè)投產(chǎn)運(yùn)行打賭組中亞臨界、燃煤、汽包爐機(jī)組占絕大多數(shù)、其設(shè)計(jì)、主輔設(shè)備的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試，運(yùn)行都已成熟并趨于規(guī)范化；而超臨界直流爐機(jī)組目前在我國(guó)安裝投產(chǎn)的只是極少數(shù)，如石洞口二廠、盤山電廠、伊敏電廠、神頭二電廠等，上海外高橋電廠2x900mw超臨界機(jī)組正在施工建設(shè)中；這些電廠基本都是全套引進(jìn)的國(guó)外機(jī)組，設(shè)計(jì)及供貨均以外商為主，在設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝、調(diào)試及運(yùn)行管理等方面，還有許多總是有待于總結(jié)、研究和改進(jìn)，以形成我們自己的成熟技術(shù)。
隨著河南沁北電廠一期工程600mw超臨界機(jī)組作為國(guó)家引進(jìn)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化依托項(xiàng)目的開工建設(shè)，目前超臨界機(jī)組已在我國(guó)的電力建設(shè)市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。各大主機(jī)廠積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)超臨界機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化；這就為工程的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
超臨界機(jī)組目前在我國(guó)安裝投產(chǎn)的只是極少數(shù)，在設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝、調(diào)試及運(yùn)行管理等方面，還有許多問題有待總結(jié)、研究和改進(jìn)。本文僅就超臨界鍋爐的系統(tǒng)特點(diǎn)和控制特點(diǎn)進(jìn)行分析和探討。以便在工程設(shè)計(jì)過程中能夠準(zhǔn)確、全面地掌握超臨界機(jī)組的控制特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電廠的率、高水平和低成本運(yùn)行。（涂紅的內(nèi)容是否可以取消？）
一、超臨界機(jī)組的主要控制特點(diǎn)的分析
超臨界直流鍋爐與亞臨界汽包鍋爐，兩種鍋爐在系統(tǒng)組成上的水－汽轉(zhuǎn)換原理和設(shè)備不同，鍋爐蓄熱能力不同，負(fù)荷和擾動(dòng)的響應(yīng)速度也不同，而zui大的區(qū)別還在于鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的差異。從儀表和控制的角度看，主要的區(qū)別在于直流鍋爐的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)、直流鍋爐機(jī)組的協(xié)調(diào)控制的不同。另外，在鍋爐蒸汽溫度控制、給水流量控制等方面也與亞臨界機(jī)組有著較大的區(qū)別。
1.1直流鍋爐的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)
超臨界鍋爐的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)是超臨界機(jī)組的重要組成部分，由于超臨界鍋爐沒有固定的汽水分離點(diǎn)，在鍋爐啟動(dòng)過程中和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于給水量有可能小于爐膛保護(hù)及維持流動(dòng)所需的zui小流量，因此必須在爐膛內(nèi)維持一定的工質(zhì)流量以保護(hù)水冷壁不致過熱超溫。設(shè)置啟動(dòng)旁路系統(tǒng)使鍋爐在啟動(dòng)、低負(fù)荷運(yùn)行及停爐過程中，通過啟動(dòng)系統(tǒng)建立并維持爐膛內(nèi)的zui小水流量，以保護(hù)爐膛水冷壁，同時(shí)滿足機(jī)組啟動(dòng)及低負(fù)荷運(yùn)行的要求。
1.1.1直流鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)的主要功能：
（1）維持水冷壁具有流速穩(wěn)定的zui小水流量，保持鍋爐啟動(dòng)流量和啟動(dòng)壓力。
（2）回收、利用工質(zhì)和熱量。
（3）使蒸汽參數(shù)滿足汽機(jī)啟動(dòng)過程的需要。
1.1.2直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的分類：
直流鍋爐的啟動(dòng)系統(tǒng)分內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)和外置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)兩大類型。
a.外置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)
外置式分離器的布置位置示意見下圖所示：
從上圖可以看出鍋爐啟動(dòng)過程中隔離閥關(guān)閉，給水經(jīng)水冷壁后流入汽水分離器，進(jìn)行汽水分離。蒸汽通過出口閥進(jìn)入過熱器，其余的水和汽回收。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到一定值時(shí)，鍋爐轉(zhuǎn)為純直流運(yùn)行，切除啟動(dòng)分離器。由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，切除過程如運(yùn)行操作不當(dāng)，會(huì)造成主汽壓力下降或超壓、主汽溫度快速下降或過熱器管壁超溫等。分離器的切除一般采用等焓切換方式切換，但由于操作比較復(fù)雜，鍋爐出口主蒸汽溫度難以控制，而不被用戶接受。因此目前各家主機(jī)廠引進(jìn)技術(shù)均采用內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)。這里不再對(duì)外置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行深入討論，僅就內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析和探討。
b.內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)
內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)的分離器與水冷壁、過熱器之間的連接無(wú)任何閥門，在鍋爐啟、停、低負(fù)荷（30%~35%負(fù)荷以下）運(yùn)行時(shí)，同汽包爐的汽包一樣，起到汽水分離的作用。當(dāng)轉(zhuǎn)入純直流運(yùn)行后，分離器只起到一個(gè)蒸汽聯(lián)箱的作用。因此目前較多采用內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)，從系統(tǒng)構(gòu)成看主要帶輔助循環(huán)泵的內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)、不帶循環(huán)泵的內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)和擴(kuò)容型內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)三種類型。
在超臨界直流鍋爐中，為適應(yīng)變壓運(yùn)行的要求，隨啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短及啟動(dòng)頻率的大小，其啟動(dòng)系統(tǒng)存在著兩種運(yùn)行模式的選擇。在這兩種啟動(dòng)模式中，如何確定鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)采用那種模式，是根據(jù)機(jī)組是以帶基本負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)為主，還是調(diào)峰運(yùn)行為主以及選用的燃燒設(shè)備情況而確定zui適宜該鍋爐的啟動(dòng)系統(tǒng)。
1）輔助循環(huán)泵和給水泵并聯(lián)的內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)
哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)三井英巴技術(shù)為華潤(rùn)常熟電廠本生鍋爐提供的啟動(dòng)系統(tǒng)為內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)，其系統(tǒng)示意圖如下所示：
鍋爐啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)主要由汽水分離器、貯水箱、循環(huán)泵、循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥、水位調(diào)節(jié)閥等組成。送至省煤器的水經(jīng)水冷壁加熱后，進(jìn)入汽水分離器，流體在汽水分離器內(nèi)分離成飽和蒸汽和水。蒸汽流向過熱器，水儲(chǔ)存在貯水箱內(nèi)經(jīng)過循環(huán)泵和循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥再循環(huán)至省煤器。這一階段為循環(huán)運(yùn)行，水冷壁流量=給水泵出口流量+再循環(huán)流量。當(dāng)水位過高時(shí)，水位調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，水進(jìn)入凝汽器。
在整個(gè)啟動(dòng)期間，啟動(dòng)系統(tǒng)的再循環(huán)水量與給水量之和始終保持在35%b-mcr的主汽流量。冷態(tài)和溫態(tài)啟動(dòng)時(shí)，在鍋爐點(diǎn)火20～30分鐘后，水冷壁即出現(xiàn)汽水膨脹，分離器貯水箱內(nèi)水位迅速上升至高水位或高高水位，此時(shí)打開通往凝汽器管道上的二只高水位調(diào)節(jié)閥及其閉鎖閥，將工質(zhì)排往凝汽器。在熱態(tài)和極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)汽水膨脹量很少，可經(jīng)循環(huán)泵正常水位調(diào)節(jié)閥進(jìn)行再循環(huán)。
當(dāng)鍋爐達(dá)到30~35%b-mcr的zui低直流工況時(shí)，將啟動(dòng)系統(tǒng)解列，進(jìn)入熱備用狀態(tài)，系統(tǒng)則由再循環(huán)模式轉(zhuǎn)入直流方式運(yùn)行，此時(shí)通往凝汽器管路上的水位調(diào)節(jié)閥和閉鎖閥全部關(guān)閉。當(dāng)鍋爐轉(zhuǎn)入部分負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)入zui低直流負(fù)荷以下時(shí)，分離器貯水箱將出現(xiàn)水位，這時(shí)循環(huán)泵出口的調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開，根據(jù)貯水箱水位自動(dòng)調(diào)節(jié)其開度。
2）不帶循環(huán)泵的內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)
東方鍋爐廠與日本日立-巴布科克公司（bhk）技術(shù)合作，為華能太倉(cāng)電廠等設(shè)計(jì)的本生鍋爐的啟動(dòng)系統(tǒng)均是不帶循環(huán)泵的循環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)示意圖如下：
從上圖可以看出不帶循環(huán)泵的啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)主要由汽水分離器、分離器儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)水罐水位控制閥組成。與帶循環(huán)泵的循環(huán)系統(tǒng)相比減少了鍋爐循環(huán)泵、流量調(diào)節(jié)閥及其循環(huán)泵的輔助系統(tǒng)部分。
在啟動(dòng)和低負(fù)荷階段，通過給水泵將水送至省煤器并經(jīng)水冷壁加熱后，送到汽水分離器，工質(zhì)在汽水分離器內(nèi)分離成水和飽和蒸汽。循環(huán)運(yùn)行階段水在分離器儲(chǔ)水罐水位控制閥的控制下，由分離器儲(chǔ)水罐再返回冷凝器。儲(chǔ)水罐水位控制閥可在循環(huán)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)確保鍋爐給水泵提供的給水量不少于保護(hù)爐膛的zui小流量，通過使汽水分離器分離出的水由儲(chǔ)水罐回到凝汽器，從而控制汽水分離器的水位在允許范圍內(nèi)。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到zui低直流點(diǎn)，爐膛水冷壁出口呈干飽和蒸汽時(shí)鍋爐轉(zhuǎn)為純直流運(yùn)行方式，旁路系統(tǒng)退出。
在鍋爐啟動(dòng)爐本體的冷態(tài)或熱態(tài)清洗過程中，進(jìn)入汽水分離器的給水進(jìn)入儲(chǔ)水罐通過啟動(dòng)排污閥排放至地溝，待給水品質(zhì)合格后，通過疏水閥至冷凝器回收工質(zhì)。
通過分析不難看出不帶循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)具有系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全、可靠，并能節(jié)約投資的優(yōu)點(diǎn)；但不帶循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)由于在啟動(dòng)時(shí)高、低壓加熱器及爐內(nèi)的熱量，要通過冷凝器來(lái)冷卻，在啟、停時(shí)熱量有一定的損失，因此相比較帶循環(huán)泵的系統(tǒng)而言，其熱效率要低些。因此其啟動(dòng)時(shí)間相對(duì)于帶循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)而言也要長(zhǎng)一些。
3）擴(kuò)容型內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)
我國(guó)*臺(tái)引進(jìn)超臨界機(jī)組上海石洞口第二電廠的鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)即為擴(kuò)容型內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)，目前上海鍋爐廠為山東黃島電廠二期工程設(shè)計(jì)的2x600mw超臨界機(jī)組鍋爐的啟動(dòng)系統(tǒng)也是擴(kuò)容型內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)。系統(tǒng)示意如下圖所示：
上示意圖為蘇爾壽（sulzer）直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)主要由內(nèi)置式啟動(dòng)分離器，3a閥，即疏水控制閥aa、液位控制閥an、液位控制旁路閥anb，大氣式擴(kuò)容器，回收水箱，回收水泵等組成。分離器布置在爐膛水冷壁出口；在啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行過程中，當(dāng)負(fù)荷低于35%b-mcr時(shí)，分離器的作用就相當(dāng)于汽包爐的汽包，起汽水分離的作用，但與汽包不同的是分離出的水通過aa、an和anb三個(gè)閥門分別送入疏水?dāng)U容器和除氧器，進(jìn)行工質(zhì)和熱量回收。當(dāng)負(fù)荷高于35%b-mcr時(shí)，汽水分離器內(nèi)只有飽和蒸汽，呈干態(tài)運(yùn)行；此時(shí)內(nèi)置式分離器相當(dāng)于一個(gè)蒸汽聯(lián)箱。系統(tǒng)中的3a閥是蘇爾壽（sulzer）直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的核心。
在鍋爐啟動(dòng)、爐本體的冷態(tài)或熱態(tài)清洗過程中，進(jìn)入汽水分離器的給水通過aa、an閥進(jìn)入大氣式擴(kuò)容器排放至地溝，當(dāng)給水品質(zhì)合格后，回收水泵投入運(yùn)行，回收水泵通過回收水箱的水位開關(guān)連鎖，實(shí)現(xiàn)水泵的啟、?？刂?，以回收工質(zhì)。此時(shí)汽水分離器的水位可切換由anb閥控制，疏水至除氧器，實(shí)現(xiàn)工質(zhì)和熱量回收功能。
鍋爐在濕態(tài)運(yùn)行時(shí)，汽水分離器內(nèi)的水位由anb閥自動(dòng)控制，當(dāng)汽水分離器的水位高于anb閥的調(diào)節(jié)范圍時(shí)（如鍋爐汽水膨脹）再由an閥、aa閥相繼參與調(diào)節(jié)，以控制分離器的正常水位；當(dāng)水位下降時(shí)，aa閥先行關(guān)閉，其后an閥關(guān)閉，然后anb閥調(diào)節(jié)和保持分離器正常水位。隨著鍋爐啟動(dòng)過程中燃料量的增加，鍋爐的蒸汽量不斷增加直至當(dāng)燃料量大于35%b-mcr負(fù)荷時(shí)，汽水分離器由濕態(tài)運(yùn)行逐漸轉(zhuǎn)變成干態(tài)運(yùn)行。此時(shí)分離器處于無(wú)水狀態(tài)，aa、an、anb閥均呈關(guān)閉狀態(tài)，且各自的隔離閥也聯(lián)鎖關(guān)閉，啟動(dòng)旁路系統(tǒng)退出系統(tǒng)。
1.2控制特點(diǎn)分析
1.2.1對(duì)于輔助循環(huán)泵和給水泵并聯(lián)的啟動(dòng)系統(tǒng)，循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥和水位調(diào)節(jié)閥啟動(dòng)時(shí)的過程如下圖所示。
1）循環(huán)流量調(diào)節(jié)
循環(huán)流量調(diào)節(jié)的目的一是參與啟動(dòng)階段的水冷壁循環(huán)，二是保持啟動(dòng)階段汽水分離器正常的水位，三是保護(hù)循環(huán)泵。這樣，通過以分離器的水位計(jì)算出循環(huán)流量作為給定，與實(shí)際循環(huán)水泵出口流量比較，進(jìn)行pi調(diào)節(jié)。
設(shè)置高限的目的，主要是防止循環(huán)泵啟動(dòng)時(shí)，分離器水位下降過快。另外，當(dāng)省煤器入口給水流量擾動(dòng)時(shí)，通過水位微分信號(hào)，防止循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥大范圍開啟而造成水位波動(dòng)。
2）貯水箱水位調(diào)節(jié)
在汽水分離器水位超過上限值時(shí)水位調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，以控制分離器的水位，調(diào)節(jié)系統(tǒng)為單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
3）啟動(dòng)初期給水流量的控制
直流爐在全負(fù)荷范圍內(nèi)通過給水流量來(lái)實(shí)現(xiàn)水冷壁工質(zhì)質(zhì)量的流速。在啟動(dòng)初期，為了使水冷壁充分得到冷卻，規(guī)定了zui低負(fù)荷限制，在給水控制回路中設(shè)置zui低給水流量限制回路。另外，由于分離器水位急劇變化，造成給水調(diào)節(jié)外擾，可能造成zui低給水量達(dá)不到要求，因此，給水控制回路中還應(yīng)考慮汽水分離器水位對(duì)給水指令的補(bǔ)償。
1.2.2擴(kuò)容型內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)于蘇爾壽和上海鍋爐廠的鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)，由于分離器分離的水分別疏往除氧器或凝汽器，因此，給水系統(tǒng)的控制相對(duì)簡(jiǎn)單。啟動(dòng)流量（35%）由給水泵保證，三個(gè)閥門的切換要求嚴(yán)格，以保證除氧器的安全運(yùn)行。根據(jù)汽水分離器水位的高低aa、an、anb閥按順序參與調(diào)節(jié)，以同類型鍋爐－石洞口二廠的鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)為實(shí)例，其閥位與汽水分離器水位的關(guān)系歸納如下：
在啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)anb和an、aa隔離閥接受機(jī)組級(jí)啟動(dòng)指令，通過功能組自動(dòng)開啟。為了確保除氧器的安全運(yùn)行，aa、an、anb隔離閥的開、關(guān)按一定的邏輯條件進(jìn)行。
在啟動(dòng)時(shí)anb和an隔離閥接受機(jī)組級(jí)啟動(dòng)指令，當(dāng)汽水分離器壓力大于7mpa時(shí)，anb、an隔離閥自動(dòng)關(guān)閉。在停機(jī)時(shí)，當(dāng)汽水分離器壓力低于12mpa時(shí)接受機(jī)組級(jí)停機(jī)指令，通過功能組將anb、an隔離閥自動(dòng)開啟。
當(dāng)汽水分離器壓力低于12mpa時(shí)，an隔離閥允許開啟，但在啟動(dòng)功能組on狀態(tài)-即在自啟動(dòng)方式，且當(dāng)汽水分離器壓力大于7mpa時(shí)；在鍋爐負(fù)荷大于40%，且分離器出口溫度高于其對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度10℃時(shí)；當(dāng)汽水分離器壓力大于22mpa時(shí)an隔離閥自動(dòng)聯(lián)鎖關(guān)閉。
aa隔離閥的開關(guān)直接接受機(jī)組級(jí)指令，在啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)汽水分離器壓力大于7mpa時(shí)自動(dòng)關(guān)閉；在停機(jī)時(shí)當(dāng)分離器壓力低于2mpa時(shí)接受機(jī)組級(jí)指令才能開啟。同樣在鍋爐負(fù)荷大于40%，且分離器出口溫度高于其對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度10℃時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉。
在除氧器壓力低于1.1mpa，且分離器壓力低于21mpa時(shí)，anb隔離閥允許開啟，而當(dāng)除氧器壓力大于1.4mpa時(shí)，汽水分離器壓力大于21mpa時(shí)，鍋爐主蒸汽流量大于40%時(shí)anb隔離閥自動(dòng)聯(lián)鎖關(guān)閉。
二、超臨界機(jī)組的協(xié)調(diào)控制特點(diǎn)分析和探討
超臨界機(jī)組與亞臨界機(jī)組控制系統(tǒng)的主要差別是：超臨界參數(shù)的直流鍋爐和亞臨界參數(shù)的汽包鍋爐控制之間的差別，超臨界機(jī)組的協(xié)調(diào)控制特點(diǎn)實(shí)際上是超臨界參數(shù)的直流鍋爐機(jī)組的協(xié)調(diào)控制特點(diǎn)。機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是電站控制中長(zhǎng)期以來(lái)討論的課題，它是將汽機(jī)，鍋爐作為一個(gè)整體控制綜合考慮，使鍋爐能夠滿足汽機(jī)的用汽要求，機(jī)組能夠滿足電網(wǎng)頻率的要求。
2.1控制特點(diǎn)分析
超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐，由于沒有汽包，當(dāng)外部負(fù)荷變化時(shí)汽壓波動(dòng)大，且因加熱、蒸發(fā)、過熱過程在各受熱面沒有固定的分界線，當(dāng)給水或燃料擾動(dòng)時(shí)，都將引起汽溫的波動(dòng)，因此為使鍋爐有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，需要有高性能的控制系統(tǒng)。即以汽機(jī)調(diào)節(jié)對(duì)壓力響應(yīng)快的特點(diǎn)，穩(wěn)定壓力，克服燃料，給水流量對(duì)壓力的影響，保證機(jī)組良好的特性，通過給水流量控制機(jī)組負(fù)荷，同時(shí)由燃料/水比控制燃料，穩(wěn)定中間點(diǎn)溫度。機(jī)組負(fù)荷經(jīng)氧量修正控制送風(fēng)量，保證氧量是鍋爐控制zui重要的環(huán)節(jié)之一。
在變壓運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過增加燃料量和給水量來(lái)提高發(fā)電機(jī)出力，使主蒸汽壓力上升。用汽機(jī)調(diào)節(jié)閥，校正發(fā)電機(jī)出力的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)偏差或在自動(dòng)頻率控制方式下的負(fù)荷，從而改善機(jī)組的跟蹤特性。由于某種外部干擾，使主蒸汽壓力超過了規(guī)定的偏差值，還可以用汽機(jī)調(diào)節(jié)閥瞬間控制蒸汽壓力。
通過分析看到直流鍋爐具有以下主要特征：
由于直流鍋爐是汽水一次性循環(huán)、沒有汽包，因此鍋爐的儲(chǔ)熱比較小，系統(tǒng)具有多變量特征。
直流鍋爐－汽機(jī)是復(fù)雜的多輸入多輸出的被控對(duì)象，燃料量、給水、汽機(jī)調(diào)門開度的任一變化，均會(huì)影響機(jī)組負(fù)荷、中間點(diǎn)溫度、壓力的變化，而且燃料、汽機(jī)調(diào)門的變化又會(huì)影響到給水流量的變化及主汽壓力的變化，因此對(duì)于直流爐機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主汽壓力控制是zui基本的控制。
直流鍋爐是汽水一次性循環(huán)，由于沒有汽包，汽水沒有固定的分界點(diǎn)，它隨著燃料，給水流量以及汽機(jī)調(diào)門的變化而前移或者后移，而汽水分界點(diǎn)的移動(dòng)直接影響汽水流程中加熱段，蒸發(fā)段，過熱段的長(zhǎng)度，影響新蒸汽的溫度，導(dǎo)致機(jī)前壓力、負(fù)荷的變化，因此控制中間點(diǎn)溫度是直流鍋爐控制的重要環(huán)節(jié)。
由于直流鍋爐的這些特征，如何選擇控制量與被控量的關(guān)系，是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制方案的關(guān)鍵。
2.2控制量與被控量關(guān)系的選擇
（1）被控參數(shù)壓力的控制
在多個(gè)被控參數(shù)選擇上首先選擇汽機(jī)調(diào)門控制壓力。從前面的分析已經(jīng)看出，壓力的變化不僅會(huì)影響到機(jī)組功率的變化，而且會(huì)影響到給水流量的變化，從而進(jìn)一步影響機(jī)組負(fù)荷和溫度。若利用壓力對(duì)汽機(jī)響應(yīng)快的特點(diǎn)，可以足夠好地控制機(jī)組壓力，克服燃料、給水?dāng)_動(dòng)對(duì)機(jī)前壓力的影響，從而也減少了燃料擾動(dòng)對(duì)給水流量的交叉影響。
（2）被控參數(shù)溫度的控制
在直流鍋爐中影響中間點(diǎn)溫度的主要因素是鍋爐的燃料/水比。不難想象燃料量和給水量的變化會(huì)引起蒸汽溫度相反的變化，給水流量增加，主蒸汽溫度下降，需增加燃料量，這時(shí)主蒸汽溫度上升。這使我們回想到汽包爐中汽化結(jié)束點(diǎn)是一定的，因此給水量的增加只會(huì)引起汽包水位的上升，而在直流爐中對(duì)蒸汽溫度也會(huì)有一定的影響，換言之，給水量增加，使汽化點(diǎn)向出口端移動(dòng)，過熱區(qū)段縮短，因此蒸汽溫度下降。如果要控制這兩個(gè)參數(shù)，使之同時(shí)發(fā)生變化，并保持他們之間一定的比率，蒸汽溫度的偏差可以減到zui小。二級(jí)噴水量的瞬時(shí)增加，主蒸汽溫度會(huì)瞬時(shí)下降，但是在給水量不變的情況下，通過水冷壁的流量會(huì)減少，其結(jié)果使水冷壁出口溫度上升，由于給水量與燃料量之間的比率維持不變，所以主蒸汽溫度zui終將回到規(guī)定溫度。但是對(duì)于一次循環(huán)的直流鍋爐來(lái)說(shuō)給水流量的變化直接影響到鍋爐出口蒸汽流量的變化，對(duì)機(jī)組負(fù)荷的影響比較大。在改變負(fù)荷時(shí)必須要改變給水量，而水的增加或減少將導(dǎo)致中間點(diǎn)溫度的降低或升高，控制的作用又將減少（或增加）水的增加，只有當(dāng)增加的燃料反映到中間點(diǎn)溫度的變化時(shí)，才能使給水流量滿足負(fù)荷的要求。因此由給水控制溫度在變負(fù)荷時(shí)不但使溫度的穩(wěn)定性變差，而且使機(jī)組的響應(yīng)特性變慢。若由燃料控制溫度，在變負(fù)荷時(shí)給水和燃料與負(fù)荷的變化方向是一致的，燃料與溫度要求的變化方向也是一致的，因此采用以燃料控制中間點(diǎn)溫度，給水控制負(fù)荷，汽機(jī)調(diào)門控制機(jī)組壓力的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制方案對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及響應(yīng)性都是比較合理的。
三、結(jié)束語(yǔ)
通過上述對(duì)超臨界機(jī)組的主要控制特點(diǎn)的分析，使我們對(duì)它的工藝系統(tǒng)和被控對(duì)象的性質(zhì)有了一些粗淺的概念和認(rèn)識(shí)。要深入研究完善地設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的超臨界機(jī)組的控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使其安全、經(jīng)濟(jì)、地運(yùn)行在*狀態(tài)，還需要廣泛搜集資料和深入調(diào)查研究，學(xué)習(xí)和總結(jié)國(guó)內(nèi)外超臨界機(jī)組控制系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。
[參考文獻(xiàn)]《超臨界壓力600mw機(jī)組的啟動(dòng)和運(yùn)行》王祖鑫編著，中國(guó)電力出版社，《熱工自動(dòng)化》華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會(huì)編。