1．簡(jiǎn)介
新疆華電紅雁池公司#1機(jī)組是新疆當(dāng)時(shí)最大（200MW）機(jī)組，由于種種原因，雖經(jīng)幾家專(zhuān)業(yè)單位的優(yōu)化，其自動(dòng)化水平仍然處于70年代中等水平，燃料、送風(fēng)、協(xié)調(diào)都不能正常投用，組態(tài)已經(jīng)雜亂無(wú)章。本次DCS系統(tǒng)改造采用OC6000E，這是OC6000E首次多方面應(yīng)用。由于改造時(shí)間短、任務(wù)重，電廠沒(méi)對(duì)MCS系統(tǒng)提出優(yōu)化要求。如果按原組態(tài)轉(zhuǎn)化，只能保持原有的控制水平，不能滿(mǎn)足電網(wǎng)AGC、一次調(diào)頻要求。經(jīng)過(guò)綜合考慮，采用GE新華成熟的控制方案，經(jīng)電廠熱控、運(yùn)行積極配合，按期完成調(diào)試任務(wù)，使#1機(jī)組的的自動(dòng)水平提升到較高層次。
2．GE新華控制策略
2.1.協(xié)調(diào)控制思路
協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是將汽機(jī)、鍋爐作為整體考慮。在綜合、能量平衡控制策略基礎(chǔ)上，通過(guò)預(yù)測(cè)提前量來(lái)提高機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)能力、抑制動(dòng)態(tài)偏差；與各種非線性、方向閉鎖等控制機(jī)理的有機(jī)結(jié)合，協(xié)調(diào)控制機(jī)組功率與機(jī)前壓力，協(xié)調(diào)處理負(fù)荷要求與實(shí)際能力的平衡。在保證機(jī)組具備快速負(fù)荷響應(yīng)能力的同時(shí)，維持機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定。
機(jī)組指令的實(shí)際能力識(shí)別限幅是根據(jù)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的偏差、輔機(jī)運(yùn)行狀況，識(shí)別機(jī)組的實(shí)時(shí)能力，使機(jī)組在其輔機(jī)或子控制回路局部故障或受限制情況下的機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令與機(jī)組穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力相符合。保持機(jī)組/電網(wǎng)，鍋爐/汽機(jī)和機(jī)組各子控制回路間需要/可能的協(xié)調(diào)，及輸入/輸出的能量平衡。
機(jī)組指令的實(shí)際能力識(shí)別限幅功能，反映了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一種重要設(shè)計(jì)思想——控制系統(tǒng)自適應(yīng)能力：
1）正常工況——“按需要控制”，實(shí)際負(fù)荷指令等于目標(biāo)指令。
2）異常工況——“按可能控制”，目標(biāo)指令跟蹤實(shí)際負(fù)荷指令。
2.2.RB控制策略
機(jī)組主要輔機(jī)在運(yùn)行中跳閘是突發(fā)事件，此時(shí)若僅靠運(yùn)行人員操作，由于操作量大、人為因素多，不能確保機(jī)組安全運(yùn)行。因此RB功能是否完善是衡量CCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。
本公司根據(jù)多年RB功能設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐，提出“以靜制動(dòng)、綜合協(xié)調(diào)”的RB控制策略，在眾多電廠得到成功實(shí)施，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
以靜制動(dòng)——指發(fā)生RB工況時(shí)，BMS按要求切磨投油，CCS根據(jù)RB目標(biāo)值計(jì)算出所需的燃料量后，鍋爐主控處于靜止?fàn)顟B(tài)。
綜合協(xié)調(diào)——指發(fā)生RB工況時(shí)，協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)以確保運(yùn)行工況的平衡過(guò)渡，汽機(jī)主控維持負(fù)荷與機(jī)前壓力關(guān)系；在快速減負(fù)荷的同時(shí)要對(duì)某一輔機(jī)跳閘引起的運(yùn)行工況擾動(dòng)進(jìn)行抑制，即采用適當(dāng)?shù)?a class="innerlink" href="http://www.shi-ke.cn/tags/前饋" title="前饋" target="_blank">前饋量，以減小RB工況初期影響機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定的不利因素；對(duì)外協(xié)調(diào)BMS、DEH、SCS控制系統(tǒng)快速、平穩(wěn)地把負(fù)荷降低到機(jī)組出力允許范圍內(nèi)。
2.3.控制要點(diǎn)簡(jiǎn)介
GE新華控制特點(diǎn)是：安全是首位，系統(tǒng)任何方式切換都是無(wú)擾的，重要操作都有提示、并具備防誤操功能；主、重要系統(tǒng)都有提前量，確保控制系統(tǒng)安全、平穩(wěn)、快速。
1) 安全防范
從DPU啟動(dòng)設(shè)置初始值（協(xié)調(diào)控制最大負(fù)荷，變負(fù)荷、變壓速率）到最大負(fù)荷設(shè)置不能小于當(dāng)前實(shí)發(fā)功率、最小負(fù)荷設(shè)置不能大于當(dāng)前實(shí)發(fā)功率；RB按鈕的投切都對(duì)RB觸發(fā)器復(fù)位，其中投運(yùn)過(guò)程是先復(fù)位、再投入；對(duì)于一拖二送、引、一次風(fēng)機(jī)調(diào)門(mén)或變頻控制都增設(shè)《檢修》按鈕，避免檢修狀態(tài)對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生擾動(dòng)。通過(guò)正確的跟蹤，可以確保協(xié)調(diào)控制各鐘方式的無(wú)擾切換。
2）提高系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力
控制系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值主要體現(xiàn)是，在較大外部擾動(dòng)下，能否確保機(jī)組運(yùn)行參數(shù)控制在安全允許范圍內(nèi)？也就是機(jī)組的RB能力如何？以磨的正常啟停為例，通過(guò)預(yù)測(cè)功能，已方便解決爐膛負(fù)壓（原啟停引風(fēng)控制都要切手動(dòng)）、機(jī)前壓力的波動(dòng)。具體做法是，用磨的啟、停信號(hào)對(duì)引風(fēng)控制進(jìn)行前饋，抑制動(dòng)態(tài)偏差幅度；啟停階段對(duì)燃料反饋信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，維持進(jìn)爐膛燃料量平衡。
3）提高機(jī)組變負(fù)荷速率
機(jī)組的變負(fù)荷速率是控制系統(tǒng)的重要指標(biāo)，如何在被控參數(shù)安全范圍內(nèi)提高機(jī)組變負(fù)荷速率？是本公司廠品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，通過(guò)“預(yù)測(cè)”可以抑制動(dòng)態(tài)偏差幅度，也可以提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，達(dá)到提升機(jī)組變負(fù)荷速率目標(biāo)，具體措施如下：
（1） 本公司的協(xié)調(diào)控制采用“綜合”控制
即“負(fù)荷指令”直接作用于機(jī)爐主控二側(cè)，其前饋量為：負(fù)荷與燃料量、負(fù)荷與汽機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度成比例關(guān)系；而閉環(huán)控制的，機(jī)組指令與實(shí)發(fā)功率、能量要求與熱量信號(hào)作為校正環(huán)節(jié)細(xì)調(diào)。與常規(guī)的能量平衡控制有本質(zhì)上的區(qū)別，調(diào)節(jié)品質(zhì)明顯提高、閉環(huán)參數(shù)容易整定。
（2）制粉系統(tǒng)挖掘潛力
直吹式制粉系統(tǒng)在鍋爐燃燒系統(tǒng)中是大遲延環(huán)節(jié)，過(guò)分利用蓄熱將加大機(jī)、爐間能量供需不平衡，負(fù)荷響應(yīng)速度不能持久。因此在適當(dāng)利用蓄熱的同時(shí)，采用下列措施：
① 增加燃料量的前饋
利用機(jī)組指令的前饋信號(hào)，迅速改變給煤量，使鍋爐的燃燒率提前發(fā)生變化，適應(yīng)負(fù)荷變化需要。
② 增加一次風(fēng)量的前饋
機(jī)組指令一路作為一次風(fēng)壓定值的函數(shù)，另一路作為磨一次風(fēng)量的前饋信號(hào)，這樣可充分利用磨煤機(jī)內(nèi)的蓄粉來(lái)快速響應(yīng)負(fù)荷需要。
3.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組態(tài)、調(diào)試注意事項(xiàng)
熱工過(guò)程控制是系統(tǒng)工程，除對(duì)象可控性外，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組態(tài)、調(diào)試直接影響到機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。下面就設(shè)計(jì)、調(diào)試談點(diǎn)體會(huì)。
3.1.設(shè)計(jì)、組態(tài)要點(diǎn)
1）控制系統(tǒng)分配、及合理排卡
DCS系統(tǒng)分配、排卡考慮不周會(huì)造成系統(tǒng)完整性差，上網(wǎng)點(diǎn)多。控制系統(tǒng)合理分配、測(cè)點(diǎn)排卡是DCS設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，關(guān)系到，安裝、調(diào)試及日常維護(hù)便利性。
2）控制系統(tǒng)組態(tài)
控制系統(tǒng)組態(tài)隨著，機(jī)爐對(duì)象的特性、輔機(jī)的配置、設(shè)計(jì)單位、運(yùn)行要求等差異較大。雖然GE新華對(duì)不同的配置都有成熟的控制方案，但對(duì)每一個(gè)具體項(xiàng)目都要重新設(shè)計(jì)組合、精心調(diào)試、仿真。要做到組態(tài)頁(yè)功能明確、頁(yè)面整潔，做到自己滿(mǎn)意、用戶(hù)滿(mǎn)意。
3.2現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試
DCS系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)過(guò)程控制已得到普遍應(yīng)用，機(jī)爐協(xié)調(diào)、AGC、一次調(diào)頻、RB控制技術(shù)也有長(zhǎng)足發(fā)展。雖然每個(gè)廠家協(xié)調(diào)控制、RB控制技術(shù)差異較大，作為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員，切忌抱著“先入為主”觀念。因任何有資質(zhì)DCS廠家設(shè)計(jì)的控制組態(tài)，都有可取地方。協(xié)調(diào)控制是系統(tǒng)工程，任何“就事論事”改動(dòng)，對(duì)控制系統(tǒng)功能完整性、系統(tǒng)的安全會(huì)帶來(lái)意想不到的后果。正確態(tài)度是，消化、吸收、提高。這樣集百家之長(zhǎng)，隨著知識(shí)的結(jié)累，在熱控過(guò)程控制中一定能夠得心應(yīng)手。