直流锅炉全工况动态水煤配比优化

卢新蕊，刘鑫屏

(华北电力大学 控制与计算机工程学院，河北 保定 071003)

0 引 言

超(超)临界机组成为我国火电的主力机组。随着可再生能源规模化并网，火电机组承担更多调峰调频任务，机组发电负荷频繁剧烈波动对机组控制系统提出了更高的要求[1-3]。超临界机组被控对象具有多变量强耦合、大惯性大迟延、非线性等诸多难以控制的特性[4]，其建模和控制的研究未曾间断。

超临界机组采用的直流锅炉，其蓄热利用的机制同亚临界汽包锅炉存在区别。汽包锅炉的水在汽包-下降管-水冷壁内循环多次被蒸发，汽包具有很大蓄水容积，相对于燃料，水是过量的；直流锅炉水在水冷壁内被一次性蒸发，相对于燃料，水是等量的。单独增加给水流量时，过量的水存储在汽包中，汽包锅炉蒸发量不会增加，汽包水位上升，蒸汽压力和温度基本不变；而直流锅炉会将过量的水全部蒸发为蒸汽，蒸汽压力瞬时升高，蒸汽温度降低，相当于利用了锅炉金属管壁蓄热[5-7]。利用金属蓄热可以提高蒸汽压力的响应速度，但会造成中间点温度波动。中间点温度频繁大幅变化，易造成受热面管道氧化皮脱落造成爆管等事故。压力和温度均为直流锅炉的重要的被控参数，水煤动态配比同时影响着这两个参数的控制品质。

实际运行的超临界机组中，当给煤输入指令变化时，由于制粉过程需要一定的时间，造成给煤量响应时间存在迟延，但是给水过程不存在如此巨大的滞后时间。……