〔摘 要〕 由于員村熱電廠電熱用戶的變化以及單元制和母管制運行方式的頻繁轉換等原因，使得原設計的熱負荷自動調節系統不穩定。經過4條改進措施的實施，蒸汽壓力和汽溫滿足了汽機的設計工況要求，提高了系統的穩定性。
1 概 況
廣州發電廠員村熱電廠裝配3爐2機，采取母管制鍋爐運行方式，抽汽凝汽式機組，除給廣東主網供電外，還供熱。其熱控系統采用日本集散型過程控制系統CENTUM-XL，其系統運用了先進的過程控制技術、電子技術，還靈活地運用了人-機接口功能，采用冗余現場控制，其所有反饋控制都通過內部儀表實現，系統可靠性較強。但運行發現，其與汽機本身設計的工況和運行要求不太適應，不能很好的保證汽機的進汽壓力，熱負荷自動控制系統無法自動穩定蒸汽壓力，給汽機的安全、經濟運行造成了較大的威脅，本文擬就這一問題進行討論和改進。
2 最初設計
母管制鍋爐并列運行有以下幾個特點：
(1) 必須維持母管壓力來保證汽機進汽壓力，所以并列運行母管制鍋爐存在熱負荷分配問題，即各運行鍋爐的負荷由一個主調節器來完成負荷分配任務，構成串級控制系統。
(2) 當多臺鍋爐并列運行時，每臺鍋爐的蒸汽流量不僅與母管壓力有關，而且與本臺鍋爐的汽包壓力有關。
(3) 每臺鍋爐的工況是相互聯系的，每臺鍋爐的汽包壓力和蒸汽流量不僅與汽機的用汽量有關，也與任何一臺鍋爐的運行工況有關。所以，在鍋爐最初投運時，熱負荷自動調節系統是按母管制運行方式設計、施工的，采用串級三沖量自動調節。圖1是其在CENTUM-XL內的組態圖。
其中，PID為調節器組態表，LD為微分組態表，CALCU為熱量信號組態表，MAC為電動機儀表，IN為信號輸入，OUT為信號輸出，SET為信號設定值，PV為過程值。 
圖1 在CENTUM-XL內的組態圖
此組態圖的結構框架為：母管壓力信號(GP-101)在調節系統中起主導作用，輸入主調節器(GP-101C)，主調節器的輸出作為副調節器(GF-103C)的給定信號，對副調節器來講它起校正作用。蒸汽流量信號(GF-101)和汽包壓力信號(GP-102)為副信號，一起作為副調節器的輸入信號，起前饋信號的作用，同時，在熱量信號組態表(GF-103E)中設置運算公式：
PVC=IN+PV(GP-102A)×SV(CB-101)-PV(GF-103F)×n
其中PVC為過程量輸出，SV為設定值，CB-101為鍋爐熱容量系數，此處設為1，n為流量微分信號(GF-103F)的系數，可根據需要設定，此處設定為0.25。
3 出現問題
(1) 根據汽機本身設計的工況和運行要求 ，蒸汽壓力應穩定在9.3±0.2 MPa，汽溫應穩定在530±5℃。但隨著員電供熱網的建成以及熱用戶的增加，用戶用汽的不穩定使汽機抽汽量在短時間內出現從幾噸到幾十噸的變化，造成蒸汽壓力在9.1～9.7 MPa，汽溫在510～540℃波動。其主要原因是給粉機轉速調節跟不上蒸汽母管壓力的變化和鍋爐燃燒的滯后性。蒸汽負荷的不穩定，就不能很好保證汽機的進汽壓力，這給汽機的安全經濟運行造成了威脅。
(2) 在彎曲的蒸汽母管上布置的大小10多個閥門、彎位、三通都存在壓力損失，因而從1號爐到3號爐之間雖是連通管，但壓差相當大(達0.1～0.2 MPa)，致使從1號爐出口取樣壓力不能正確反映3號爐出口壓力，同樣在3號爐出口取樣壓力也不能正確反映1號爐出口壓力。
(3) 投入運行時，由于員電根據電網負荷需要，有時開1臺機爐，有時開2臺機爐，這樣，其運行方式有時是單元制，有時是母管制。單元制機組的特點是：用電量增大蒸汽負荷上升，從而導致蒸汽壓力減小，熱負荷調節系統增大給粉機轉速，從而增大給粉量，使蒸汽壓力重新穩定在給定值。而母管制在穩定壓力的前提下，哪個爐蒸汽流量升高，熱負荷調節系統就減小給粉機轉速，這兩種運行方式，蒸汽流量信號輸入副調節器時的信號的極性是不同的。所以，在單機單爐運行時，采用母管制運行方式，使熱負荷調節無法自動穩定蒸汽壓力。
4 改 進
針對上述情況，在沒有改變CENTUM-XL內的組態圖的情況下作了以下修改：
(1) 重新選取壓力取樣點，改掉由主汽母管壓力分配鍋爐熱負荷，采取每臺鍋爐集汽聯箱后的壓力作為主調節信號，只要每臺爐將集汽壓力控制在一定范圍內，蒸汽母管即使有壓損，其母管壓力都能保持基本穩定，舍去了母管壓力的變化對每臺鍋爐的影響。
(2) 在計算機軟件上正確設置好蒸汽流量信號極性，使它的組態方式自動跟蹤運行方式的變化，即流量運算組態表(GF-103F)內設定自動跟蹤模式作出相應的極性改變。
(3) 加強蒸汽流量信號的作用，將熱量信號組態表(GF-103E)內的運算公式里流量微分信號(GF-103F)的系數n改為0.5，即PVC=IN+PV(GP-102A)×SV(CB-101)-PV(GF-103F)×0.5。
(4) 對調節器進行參數整定，根據其傳遞函數Gs(S)= (1+ +TdS) ，加強主調節器(GP-101C)的靈敏性，如將比例帶P、積分時間Ti適當調小，微分時間Td適當調大，以跟蹤集汽壓力的變化。
5 結束語
通過以上改進，熱負荷自動調節系統重新投入運行時，其穩定性、準確性、快速性大大提高了。鍋爐在運行方式改變或汽機負荷改變時，其運行都能及時跟上變化，蒸汽壓力穩定在9.3±0.1 MPa，進汽溫度穩定在530±5℃，保證了汽機的運行品質，既減輕了運行人員的工作量，又大大提高了鍋爐、汽機運行的安全性、穩定性和經濟性。(范小慧 鄭望其)
