DQZHAN技术讯：干货｜锅炉主汽温度控制干扰的解决方法及对策

锅炉蓄热能力小、干扰大的中间仓储式火电厂的主汽温度自动调节系统长久以来很难控制。针对主汽温度自动调节系统存在的各种问题，我们总结了一些对策。以下经验与大家一起讨论分享。

1.采用串级调节OR导前微分调节

串级调节系统

在一些大容量的机组中，喷水减温器后还有比较长的一段加热管道，锅炉能量传导给喷水后温度后，要经过较长一段时间波动状况才能反映到主汽温度,因而用串级调节系统比较好。在串级调节系统中，超前信号固然重要，但是喷水减温后还有很大一段受热面，主回路的调节作用也非常重要，所以，往往大部分电厂都采用主信号和超前信号作用稍微均衡的调节方式。

但是，也不排除一些机组喷水减温后受热面较短、或者超前信号与主信号之间的波动传递趋势时间间隔较短的情况。这个情况下，当燃烧扰动到来的时候，超前信号作用因为不是特别突出，故而大超前信号而带来的减温水流量的调节作用就较小，等到主信号进行调节的时候，就有可能造成调节滞后，使得温度波动比较大。解决办法就是：减弱主信号的作用，增强超前信号的作用。

因为烟风挡板调节再热的时候，势必会影响烟道内烟气的流动情况。烟气流动被烟风挡板干扰后，要先干扰主汽温度，然后才会干扰主汽温度的超前信号。这时候如果超前作用强、主信号作用弱，就有可能造成温度波动比较大。

所以，在加强超前作用的同时，还要管住延期扰动带来的主信号波动状况，综合衡量，才能够提高总体调节品质。

导前微分调节系统

在一些小锅炉中，锅炉蓄热能力小，如果喷水减温和主信号之间受热面进一步缩短，超前信号和主信号波动间隔时间减小，用串级调节系统就有可能存在局限。这时候，导前微分调节系统的重要性可能会增强了。导前微分调节系统可以充分考虑超前信号带来的影响，因而，超前作用得以大大加强。但是，如果微分时间太短，会造成PID 输出频繁波动，实际运用过程中，要小心执行机构频繁动作，烧坏电机。

带有超前信号微分功能的串级调节系统

如果在串级和导前微分作用之间不大容易取舍的话，我们可以综合两方面的特点，做一个带有超前信号微分功能的串级调节系统。也即用串级调节系统，但是对超前信号进行微分运算。在实际调试过程中，如果想要纯粹的导前微分功能，可以把副PID 设为纯比例作用;如果想要纯粹的串级系统，可以把微分参数设为0。当然还有第三种选择：导前微分串级调节系统。

2.排除燃烧干扰

燃烧干扰是主汽温度控制中*常见、*大、也是*难以消除的干扰。传统上，解决这个问题，需要把燃烧带来的干扰进行分类，大致有如下几类：①烟气流动干扰;②燃料量干扰;③煤质干扰;④制粉系统启停。

当然烟气流动干扰不仅仅与燃烧有关系，还有可能是烟风挡板开度的扰动、锅炉受管道蒸汽吹灰等因素，这里暂且不考虑其他因素。

有这么多影响因素，我们不能针对每一项扰动因素都制定一项应对策略。那样控制策略过于复杂，参数整定就非常麻烦，并且可能存在各扰动因素互相影响的情况，实际控制效果不见得就好。我们的目的是，在所有扰动因素中，寻找一个具有代表性的物理量。这个物理量既能代表各种扰动因素，又能够比喷水后汽温更能超前的反映汽温的变化趋势。

所有以上4 条其实都跟锅炉受热面热交换有关系。在不考虑蒸发量、给水量的时候，蒸汽吸热量的改变应该首先引起压力的变化。我们用汽包压力的微分代替锅炉能量变化的趋势。锅炉能量传递给锅热器的时候，首先要反映到汽包压力上，然后才会逐渐改变汽温。以汽包压力的微分作为主汽温度自动的前馈信号，做一个串级调节系统，取得良好的实际效果。

3.排除机组负荷干扰

机组负荷干扰也会影响到汽温控制。负荷扰动也会影响到汽包压力，用汽包压力的微分作为前馈信号，对汽温控制有一定的效果，但是有些机组效果不大明显。如果一些机组因为负荷干扰使得主汽温度波动比较大的话，我们可以再增加一个前馈信号，用速度级后压力或者干脆用汽机负荷来参与控制。

需要注意的是，一定要考虑到负荷信号和蒸汽压力之间的关系。一般都认为两个都可作为正作用加入到温度控制的前馈中，这个看法可能存在些问题。具体应用过程中，大家可以对此予以关注，*终会取得不错的控制效果。

4.解决执行机构传动问题

执行机构传动问题包括：执行机构存在空行程;执行机构存在回差;阀门线性不好;阀门线性随时间的推移改变甚至恶化。所有这些问题都可以用一个方案解决：加入减温水流量反馈。PID 调节的结果*终都去控制减温水，改变减温水流量，只要流量不改变，阀门就一直动作下去;如果阀门流量改变过大，就驱动执行机构回调。

5.参数整定

参数整定是一个调节系统好坏的保证。

串级调节系统的参数整定

要注意主副PID 之间的侧重关系。如果要加强主调的作用，可以增强PID1 的比例作用。

如果要强调超前作用，可以增强PID2 的比例作用。不管哪一种方法，PID2 的积分作用可以减弱甚至忽略。PID1 的积分作用应该比比例作用稍弱，以能消除静差为宜。

导前微分的参数整定

注意微分时间的使用，可以消除因微分作用带来的执行机构的频繁波动。微分时间增大可以消除执行机构频繁动作，但是微分的超前作用会在一定程度上被削弱。微分时间减小，超前作用增强，但是执行机构可能会有抖动。需要在超前性和稳定性之间作一个综合衡量。

带导前微分的串级调节系统

导前微分串级调节系统需要注意的是：PID 的测量值围绕在0 左右波动，不大容易进行曲线观察。我们可以在微分作用以后叠加一个常数，这个常数不参与运算，可以方便对曲线进行观察。

带汽包压力微分前馈的调节系统的整定

如果汽包压力微分参数整定合适，该系统十分好用。需要注意的是，汽包压力微分已经进行了调节，喷水后温度前馈可能因二次调节造成震荡。这时候应该适当减弱副调作用。

带减温水流量反馈的调节系统的整定

该系统的整定稍微特殊，下面一一列举。

流量系数：流量系数关系到流量反馈系统能不能投入的问题，所以很重要。流量系数过大，会造成副回路的PID 反复震荡;系数过小，会造成反馈不足。应该予以重视。

副调的积分时间：副调的积分时间我们可以设得很短，即积分作用设得很强。只要副调的PID输入e 不等于0，就要积分下去，直到e=0 为止。

副调的PID 死区：因为副调的积分作用非常强，那么就有可能使得执行机构不停地动作，从而烧坏电机。为此，我们可以给副调的PID 输入偏差设置死区，以抑制震荡。

6.结束语

如果这些措施在主汽温度中都能够得到施行，那么火电厂中间仓储锅炉的主汽温度控制会得到很大改善。总结起来，其实并不复杂。控制冲量共包括：主汽温度、喷水后温度、汽包压力、减温水流量、负荷这5 个信号也不一定全部使用，要看每台锅炉遇到什么情况。