DQZHAN技術訊：干貨｜鍋爐主汽溫度控制干擾的解決方法及對策
鍋爐蓄熱能力小、干擾大的中間倉儲式火電廠的主汽溫度自動調節系統長久以來很難控制。針對主汽溫度自動調節系統存在的各種問題，我們總結了一些對策。以下經驗與大家一起討論分享。
1.采用串級調節OR導前微分調節
串級調節系統
在一些大容量的機組中，噴水減溫器后還有比較長的一段加熱管道，鍋爐能量傳導給噴水后溫度后，要經過較長一段時間波動狀況才能反映到主汽溫度,因而用串級調節系統比較好。在串級調節系統中，超前信號固然重要，但是噴水減溫后還有很大一段受熱面，主回路的調節作用也非常重要，所以，往往大部分電廠都采用主信號和超前信號作用稍微均衡的調節方式。
但是，也不排除一些機組噴水減溫后受熱面較短、或者超前信號與主信號之間的波動傳遞趨勢時間間隔較短的情況。這個情況下，當燃燒擾動到來的時候，超前信號作用因為不是特別突出，故而大超前信號而帶來的減溫水流量的調節作用就較小，等到主信號進行調節的時候，就有可能造成調節滯后，使得溫度波動比較大。解決辦法就是：減弱主信號的作用，增強超前信號的作用。
因為煙風擋板調節再熱的時候，勢必會影響煙道內煙氣的流動情況。煙氣流動被煙風擋板干擾后，要先干擾主汽溫度，然后才會干擾主汽溫度的超前信號。這時候如果超前作用強、主信號作用弱，就有可能造成溫度波動比較大。
所以，在加強超前作用的同時，還要管住延期擾動帶來的主信號波動狀況，綜合衡量，才能夠提高總體調節品質。
導前微分調節系統
在一些小鍋爐中，鍋爐蓄熱能力小，如果噴水減溫和主信號之間受熱面進一步縮短，超前信號和主信號波動間隔時間減小，用串級調節系統就有可能存在局限。這時候，導前微分調節系統的重要性可能會增強了。導前微分調節系統可以充分考慮超前信號帶來的影響，因而，超前作用得以大大加強。但是，如果微分時間太短，會造成PID 輸出頻繁波動，實際運用過程中，要小心執行機構頻繁動作，燒壞電機。
帶有超前信號微分功能的串級調節系統
如果在串級和導前微分作用之間不大容易取舍的話，我們可以綜合兩方面的特點，做一個帶有超前信號微分功能的串級調節系統。也即用串級調節系統，但是對超前信號進行微分運算。在實際調試過程中，如果想要純粹的導前微分功能，可以把副PID 設為純比例作用;如果想要純粹的串級系統，可以把微分參數設為0。當然還有第三種選擇：導前微分串級調節系統。
2.排除燃燒干擾
燃燒干擾是主汽溫度控制中*常見、*大、也是*難以消除的干擾。傳統上，解決這個問題，需要把燃燒帶來的干擾進行分類，大致有如下幾類：①煙氣流動干擾;②燃料量干擾;③煤質干擾;④制粉系統啟停。
當然煙氣流動干擾不僅僅與燃燒有關系，還有可能是煙風擋板開度的擾動、鍋爐受管道蒸汽吹灰等因素，這里暫且不考慮其他因素。
有這么多影響因素，我們不能針對每一項擾動因素都制定一項應對策略。那樣控制策略過于復雜，參數整定就非常麻煩，并且可能存在各擾動因素互相影響的情況，實際控制效果不見得就好。我們的目的是，在所有擾動因素中，尋找一個具有代表性的物理量。這個物理量既能代表各種擾動因素，又能夠比噴水后汽溫更能超前的反映汽溫的變化趨勢。
所有以上4 條其實都跟鍋爐受熱面熱交換有關系。在不考慮蒸發量、給水量的時候，蒸汽吸熱量的改變應該首先引起壓力的變化。我們用汽包壓力的微分代替鍋爐能量變化的趨勢。鍋爐能量傳遞給鍋熱器的時候，首先要反映到汽包壓力上，然后才會逐漸改變汽溫。以汽包壓力的微分作為主汽溫度自動的前饋信號，做一個串級調節系統，取得良好的實際效果。
3.排除機組負荷干擾
機組負荷干擾也會影響到汽溫控制。負荷擾動也會影響到汽包壓力，用汽包壓力的微分作為前饋信號，對汽溫控制有一定的效果，但是有些機組效果不大明顯。如果一些機組因為負荷干擾使得主汽溫度波動比較大的話，我們可以再增加一個前饋信號，用速度級后壓力或者干脆用汽機負荷來參與控制。
需要注意的是，一定要考慮到負荷信號和蒸汽壓力之間的關系。一般都認為兩個都可作為正作用加入到溫度控制的前饋中，這個看法可能存在些問題。具體應用過程中，大家可以對此予以關注，*終會取得不錯的控制效果。
4.解決執行機構傳動問題
執行機構傳動問題包括：執行機構存在空行程;執行機構存在回差;閥門線性不好;閥門線性隨時間的推移改變甚至惡化。所有這些問題都可以用一個方案解決：加入減溫水流量反饋。PID 調節的結果*終都去控制減溫水，改變減溫水流量，只要流量不改變，閥門就一直動作下去;如果閥門流量改變過大，就驅動執行機構回調。
5.參數整定
參數整定是一個調節系統好壞的保證。
串級調節系統的參數整定
要注意主副PID 之間的側重關系。如果要加強主調的作用，可以增強PID1 的比例作用。
如果要強調超前作用，可以增強PID2 的比例作用。不管哪一種方法，PID2 的積分作用可以減弱甚至忽略。PID1 的積分作用應該比比例作用稍弱，以能消除靜差為宜。
導前微分的參數整定
注意微分時間的使用，可以消除因微分作用帶來的執行機構的頻繁波動。微分時間增大可以消除執行機構頻繁動作，但是微分的超前作用會在一定程度上被削弱。微分時間減小，超前作用增強，但是執行機構可能會有抖動。需要在超前性和穩定性之間作一個綜合衡量。
帶導前微分的串級調節系統
導前微分串級調節系統需要注意的是：PID 的測量值圍繞在0 左右波動，不大容易進行曲線觀察。我們可以在微分作用以后疊加一個常數，這個常數不參與運算，可以方便對曲線進行觀察。
帶汽包壓力微分前饋的調節系統的整定
如果汽包壓力微分參數整定合適，該系統十分好用。需要注意的是，汽包壓力微分已經進行了調節，噴水后溫度前饋可能因二次調節造成震蕩。這時候應該適當減弱副調作用。
帶減溫水流量反饋的調節系統的整定
該系統的整定稍微特殊，下面一一列舉。
流量系數：流量系數關系到流量反饋系統能不能投入的問題，所以很重要。流量系數過大，會造成副回路的PID 反復震蕩;系數過小，會造成反饋不足。應該予以重視。
副調的積分時間：副調的積分時間我們可以設得很短，即積分作用設得很強。只要副調的PID輸入e 不等于0，就要積分下去，直到e=0 為止。
副調的PID 死區：因為副調的積分作用非常強，那么就有可能使得執行機構不停地動作，從而燒壞電機。為此，我們可以給副調的PID 輸入偏差設置死區，以抑制震蕩。
6.結束語
如果這些措施在主汽溫度中都能夠得到施行，那么火電廠中間倉儲鍋爐的主汽溫度控制會得到很大改善。總結起來，其實并不復雜。控制沖量共包括：主汽溫度、噴水后溫度、汽包壓力、減溫水流量、負荷這5 個信號也不一定全部使用，要看每臺鍋爐遇到什么情況。
