【文章內(nèi)容簡介】 量，從而追隨汽機的負荷變化。這種方式是先讓汽機跟隨外界的需要，得到一個需要變化的值，然后把信息指令輸送給鍋爐，再讓鍋爐跟隨汽機的改變而改變，因此稱為“爐跟機”控制方式。這種方法能夠充分利用了鍋爐的蓄熱量，敦促機組迅速地隨著外界負荷的變化而變化。但是主蒸汽壓力將會難以穩(wěn)定并會大幅度的波動，因為鍋爐其自身的大遲延等特性。這種大幅度的波動是導致鍋爐不能安全、經(jīng)濟和穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的一個弊端。因此，為了避免這種危險的發(fā)生，此時需要一個限制值對機組效力的幅度和速度加以拘束。所以“爐跟機”跟隨方式只適用于電網(wǎng)調(diào)頻的機組。：，我們用的追蹤辦法是圍繞電網(wǎng)實際輸出的需求，然后開始調(diào)節(jié)功率調(diào)節(jié)器從而直接改變投入到鍋爐中的B的多少。但是依據(jù)鍋爐內(nèi)部熱量的增多或者變少，主汽壓將繼續(xù)跟著發(fā)生變化，這個時候，主汽壓調(diào)節(jié)器將連續(xù)不停地變動閥門開度用來保障機組出口主汽壓的穩(wěn)定；但是汽機的調(diào)閥的目的，都只是為了滿足實際需求的輸出功率的多少，從而改變自身出力的變化。因此，現(xiàn)在這種方法的基本過程是先讓鍋爐隨著外部實際輸出的需要，再讓汽機按照鍋爐的需求來調(diào)整自己的出力方式。所以，我們稱這種控制方法為“機跟爐”控制方法。在這種控制方式中，主蒸汽壓力是通過調(diào)節(jié)閥門開度來維持的，所以說主蒸汽壓力是可以保持相當穩(wěn)定的狀態(tài)，這非常有利于鍋爐安全、經(jīng)濟和穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。但是這種控制方式也是有缺陷的，鍋爐的蓄熱能沒有移用，因此機組隨著效力設定值的變動會反應的特別遲緩。“機爐協(xié)調(diào)控制”方式的原理圖：這是一種能夠同時調(diào)動鍋爐和汽機，同時運轉(zhuǎn)然后去跟隨外界的實際輸出的變化而變化的能力上提出的方法。這種既能夠解決了“爐跟機”追蹤方法中使用蓄熱量太多以致于導致主汽壓變化幅度相當大的難題，又可以處理了“機跟爐”追蹤方法中直接不需要用蓄熱量，從而難以迅速地隨著負荷的變化而變化的矛盾。簡而言之，這是一種能夠取兩者精華，棄兩者糟粕，然后將鍋爐個汽機同時調(diào)用，協(xié)同合作的控制方法。具體控制過程如下：此時，外界需機組的出力增加時，必須要增大效力的給定值，它與此時實際出力的偏差信號，一方面經(jīng)負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)，開大閥門開度，然后使汽機的輸出負荷增加；相反的是，這種輸出轉(zhuǎn)換成信號作為前饋到鍋爐效力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。然后，此時只要提高投入的燃料量B，來讓輸出負荷變大。但是，鍋爐的遲延比較大，所以，鍋爐的輸出功率變化速率遠遠慢于汽機的。所以，主汽壓變小，此時PT和賦予的初始值之間會有一定的差值，現(xiàn)在既可以通過更進一步提高投入的燃料量B，來升高鍋爐的輸出，敦促主蒸汽壓力PT更快的回升；另一方面，又可以通過汽輪機效力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，減小汽機閥門開度，限制主汽壓下降的幅度，來保障此時機組出口主汽壓在穩(wěn)定的能夠接受的范圍內(nèi)。當鍋爐自我出現(xiàn)不和諧的現(xiàn)象時，譬如：投入的燃料量自愿提高時，出口的主汽壓PT此時幅值上升，其中一個方法是經(jīng)鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)來降低投入燃料量B的供應；另一方面又可以通過汽機效力調(diào)整系統(tǒng)，通過開大汽機閥門開度，來減小主蒸汽壓力的波動。在這個步驟中，發(fā)電機功率的增加只是臨時的，它最后還是會通過汽機的效力調(diào)整系統(tǒng)調(diào)回到穩(wěn)定值。由以上的分析可以看出，機爐協(xié)調(diào)方法的最核心的內(nèi)容就是用方法然后有克制的運用合理的蓄熱量，這樣我們又能保障機組可以非常迅速地去跟隨外界實際輸出的變化，又可以保障了主蒸汽壓力在調(diào)節(jié)過程中不至于出現(xiàn)較大的波動。因此，可以知道，這種方法已經(jīng)得到了普遍的適用。單元制機組是由鍋爐和汽輪發(fā)電機組聯(lián)合起來共同適應電網(wǎng)的負荷要求的變化，同時還要保證機組安全、經(jīng)濟和穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)[25]。：其中，ut表示主蒸汽調(diào)節(jié)閥門開度；M表示燃燒率；PE表示機組實際負荷；PT表示主蒸汽壓力；表示閥門開度ut變動使機組負荷PE變化的傳遞函數(shù)；表示閥門開度ut變動使主蒸汽壓力PT變化的傳遞函數(shù)；表示燃燒率M變動使機組負荷PE變化的傳遞函數(shù)；表示燃燒率M變動使主蒸汽壓力PT變化的傳遞函數(shù)；：受控對象：燃料量B（送風量、給水量與之相適應）和閥門開度輸出對象：機組負荷PE和主蒸汽壓力PT燃料量B不僅影響主汽壓PT，而且還影響機組輸出PE。輸入量也是既影響輸出量PE，又影響輸出量PT。所以在分析整個過程時，不能獨自分析汽機系統(tǒng)，或者獨自的分析另外一個系統(tǒng)，必須將鍋爐和汽機全部進行思考和分析。這樣才能合理的解決兩條通道之間存在的矛盾和干擾。汽機響應外界變化快，而鍋爐響應外界變化慢，兩者就這方面而言的話，區(qū)別很大。這也是因為鍋爐它自身的傳熱慣性這個系數(shù)相當大，所以燃料量B變化時，再導致機組的輸出變化這中間是有一個相當漫長的時間，也就是所謂的時間常數(shù)比較大；相反的是，汽輪機機組的參數(shù)就要小的多了，但是通過調(diào)節(jié)汽輪機閥門開度從而開始改變功率，此時發(fā)生變化就變得很快了。當單元機組的實際輸出變化要求增長時，就必須使機組能夠迅速去達到這個變化的要求，可以關小閥門開度來增大實際負荷，但是此時來維持機組穩(wěn)定的這些蒸汽量，大部分來自鍋爐自身就像火柴燃燒放出熱一樣，用自己的余熱來彌補這些不足的蒸汽量。因此，這個時候出口的主汽壓力將會降低，要想使壓力回升，則需要相當長的一段時間，畢竟鍋爐的大遲延等特點會去阻礙，所以造成主蒸汽壓力的動搖會比較大。采用協(xié)調(diào)控制就是目前為了處理既要維持主汽壓在一個范圍內(nèi)的穩(wěn)定，又要保證機組的實際輸出能夠快速響應這個矛盾點，而提出的最有效的方法。為了升高電網(wǎng)的自動化的程度，保障高質(zhì)量高品質(zhì)的電力供應，必須要求電網(wǎng)中心調(diào)度所發(fā)出的負荷分配指令（Automatic Dispatch System , ADS）和電網(wǎng)頻差信號（即所謂的一次調(diào)頻）直接對電廠發(fā)電機組進行連續(xù)的控制。甚至某些主要的輔機出現(xiàn)障猶如人體某些器官出現(xiàn)疾病一樣這種突發(fā)的狀況下，依舊要有維持機組的運轉(zhuǎn)的能力。這就必須要求負荷控制自動化程度要遠遠超出一般水平，所以必須尋求一個新的、更加合理的、更加經(jīng)濟穩(wěn)定的負荷控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。主控制器系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對象包括汽機調(diào)節(jié)系統(tǒng)、鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)和單元機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是一個被定義為廣義的調(diào)節(jié)對象[27]。輸入量：汽機主控制指令MT和鍋爐主控制指令MB；輸出量（即被調(diào)量）：機組實際輸出功率PE和主蒸汽壓力PT： 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)方框圖，機組的動態(tài)特征可以通過一定的方式方法轉(zhuǎn)換成一個互相交叉互相干擾的雙入雙出對象。調(diào)節(jié)量：閥門開度和鍋爐燃燒率（或煤水比）被調(diào)量：主蒸壓和機組負荷當鍋爐產(chǎn)生每噸蒸汽所需要的煤量（或煤水比）發(fā)生改變時，這時所需的燃料量B也會相應地隨著指令改變，此時，吸收的熱量必然要跟著變大，由于鍋爐的熱慣性和大遲延，會使得主蒸汽壓力在經(jīng)過一定延遲之后才會逐漸升高，蒸汽流量也逐漸增加[27]。這種上升是臨時的，因為閥門開度不變，從而會抑制主蒸汽壓力的波動上升，最終會使機組達到一個新的平衡。通過以上情況，我們通常可以使用高階慣性環(huán)節(jié)來表示當產(chǎn)生每噸蒸汽所需要的煤量（或煤水比）發(fā)生改變時，機組實際功率輸出PE和主蒸壓PT的動態(tài)特征。根據(jù)階躍響應曲線可以得到與之對應的的傳遞函數(shù)： (21) (22)當汽機調(diào)節(jié)閥階躍擾動賦值變大時，單位時間內(nèi)進入機組的氣體會突然增長，這會使得機組主汽壓迅速下降，但是由于燃料量B沒有發(fā)生變化，所以鍋爐吸收的熱量也不會有變化，因此主蒸汽壓力會逐漸下降，釋放出一部分鍋爐蓄熱來維持機組穩(wěn)定，并導致蒸汽量緩慢回到穩(wěn)定的過程，最終又會達到原來的平衡狀態(tài)。綜上所述，我們通?？梢杂帽壤?、一階慣性來表示當閥門開度產(chǎn)生變化時，PT的動態(tài)特征；而用微分、一階慣性來計算PE的動態(tài)特征。根據(jù)階躍響應曲線可以得到與之對應的的傳遞函數(shù)： （23） （24）通過上述兩種分析可知，單元機組的動態(tài)特性如下：①當汽機閥門開度開大開小時，主蒸汽壓力PT和機組負荷PE的響應速度都很快；②當鍋爐產(chǎn)生每噸蒸汽所需要的煤量改變時時，主蒸汽壓力PT和實際負荷PE的響應速度都很慢。 本章小結本章主要闡述了單元機組的是由負荷指令處理回路（Load Demand Computer ,LDC）和機、爐主控制器（Boiler And Turbine Master）組成的。并詳細說明了負荷指令的六種十分重要的功能，并且介紹了機、爐主控制器的主要功能。又有根據(jù)并建立在實際上說明了早期的那兩種控制方式對發(fā)展的局限，并且本身就存在一些弊端。因此，提出了一種能夠相互彌補矛