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、前言
    發展超臨界機組已成為我國電力行業的主要方向之一。大容量超臨界機組具有運行經濟性高、負(fu)荷(he)適(shi)應(ying)性(xing)強(qiang)的(de)特(te)點(dian)，是(shi)我(wo)國(guo)未(wei)來(lai)大(da)型(xing)火(huo)電(dian)機(ji)組(zu)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)。由(you)於(yu)超(chao)臨(lin)界(jie)直(zhi)流(liu)爐(lu)和(he)汽(qi)包(bao)爐(lu)在(zai)結(jie)構(gou)上(shang)存(cun)在(zai)的(de)差(cha)異(yi)，因(yin)此(ci)在(zai)運(yun)行(xing)特(te)性(xing)和(he)控(kong)製(zhi)手(shou)段(duan)上(shang)有(you)著(zhe)較(jiao)大(da)的(de)差(cha)別(bie)，下(xia)麵(mian)將(jiang)對(dui)超(chao)臨(lin)界(jie)機(ji)組(zu)啟(qi)動(dong)係(xi)統(tong)和(he)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)討(tao)論(lun)，富(fu)通(tong)新(xin)能(neng)源(yuan)生(sheng)產(chan)銷(xiao)售(shou)生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈壓塊機、秸稈顆粒機壓製的生物質顆粒燃料。
    超chao臨lin界jie參can數shu鍋guo爐lu與yu亞ya臨lin界jie汽qi包bao鍋guo爐lu在zai自zi動dong控kong製zhi方fang麵mian有you所suo不bu同tong
，其qi原yuan因yin是shi直zhi流liu鍋guo爐lu與yu汽qi包bao鍋guo爐lu之zhi間jian的de差cha別bie。超chao臨lin界jie參can數shu鍋guo爐lu是shi指zhi過guo熱re器qi出chu口kou主zhu蒸zheng汽qi壓ya力li超chao過guo22. 129 MPa，理論上認為
，在水的狀態參數達到臨界點時
，水的汽化會在一瞬間完成
，即在臨界點時飽和水和飽和蒸汽之間不再有汽、水共存的二相區存在，也就是說二者的各項參數不再有區別。由於在臨界參數下汽水密度相-等
，在超臨界壓力下無法維持自然循環，因此超臨界鍋爐必須是直流鍋爐。
2、超臨界機組的啟停過程
    機(ji)組(zu)啟(qi)動(dong)係(xi)統(tong)首(shou)先(xian)要(yao)建(jian)立(li)啟(qi)動(dong)壓(ya)力(li)和(he)啟(qi)動(dong)流(liu)量(liang)，保(bao)證(zheng)給(gei)水(shui)能(neng)連(lian)續(xu)通(tong)過(guo)省(sheng)煤(mei)器(qi)和(he)水(shui)冷(leng)壁(bi)，尤(you)其(qi)要(yao)保(bao)證(zheng)水(shui)冷(leng)壁(bi)能(neng)足(zu)夠(gou)冷(leng)卻(que)和(he)水(shui)動(dong)力(li)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。同(tong)時(shi)

，係(xi)統(tong)回(hui)收(shou)鍋(guo)爐(lu)啟(qi)動(dong)初(chu)期(qi)排(pai)出(chu)的(de)熱(re)水(shui)、汽水混合物、飽和蒸汽以及過熱度不足的過熱蒸汽，以實現工質和熱量的回收。
    根據啟動係統的形式．即分離器在正常運行時是參與係統工作還是解列於係統之外
，可分為內置式分離器啟動係統和外置式分離啟動係統。
    waizhishifenliqizhishizaiqidongchuqitouruyunxing，jingguoyidingshijianjiucongxitongzhongqiechu
，guyouchengweiqidongfenliqi。erneizhishifenliqibutong
，yunxingqijianquanchengtouyong。xiamianjiuyimou600 MW超臨界機組直流鍋爐為例，對其使用的內置式啟動分離器進行討論。
    該係統為不帶再循環泵的簡單疏水型啟動係統，鍋爐設有2隻內置式啟動分離器（如圖1），並設有3隻水位控製閥
、3隻電動閘閥以及直流負荷後的暖管係統等。
    對dui於yu直zhi流liu爐lu來lai講jiang，為wei了le確que保bao水shui冷leng壁bi在zai低di負fu荷he時shi的de有you效xiao冷leng卻que
，通tong過guo水shui冷leng壁bi的de流liu量liang不bu能neng小xiao於yu某mou個ge值zhi
，即ji最zui低di直zhi流liu負fu荷he。當dang機ji組zu啟qi動dong和he停ting爐lu時shi，啟qi動dong係xi統tong投tou入ru使shi用yong，由you於yu啟qi動dong係xi統tong要yao經jing曆li不bu同tong的de運yun行xing狀zhuang態tai

，故gu必bi須xu采cai用yong不bu同tong的de運yun行xing方fang式shi
，且qie能neng平ping穩wen

、自動地切換。
2.1機組由啟動水位控製到溫度控製的切換
    圖2表biao明ming，鍋guo爐lu啟qi動dong點dian火huo後hou，主zhu要yao調tiao節jie量liang為wei分fen離li器qi水shui位wei控kong製zhi，通tong過guo改gai變bian水shui位wei控kong製zhi閥fa的de開kai度du來lai實shi現xian。負fu荷he逐zhu漸jian增zeng加jia，一yi直zhi到dao純chun直zhi流liu鍋guo爐lu方fang式shi後hou切qie換huan到dao溫wen度du自zi動dong控kong製zhi方fang式shi：
    I階段：給水流量保持在某個最小常數值，燃燒率逐漸增加
，隨之蒸汽產生量增加，回水量減小，在分離器入口濕蒸汽的焓值增加。
    在I階段末，分離器入口蒸汽幹度達到1，飽和蒸汽流入分離器
，此時沒有水可分離
，回水閥關閉。
    Ⅱ階段：給gei水shui流liu量liang仍reng不bu變bian
，燃ran燒shao率lv繼ji續xu增zeng加jia
，在zai分fen離li器qi中zhong的de蒸zheng汽qi慢man慢man地di過guo熱re。這zhe時shi，控kong製zhi作zuo用yong完wan全quan停ting止zhi。給gei水shui流liu量liang仍reng維wei持chi在zai最zui小xiao值zhi，實shi際ji溫wen度du仍reng低di於yu設she計ji值zhi
，溫wen度du控kong製zhi還hai未wei起qi作zuo用yong。所suo以yi，此ci時shi增zeng加jia的de燃ran燒shao率lv不bu是shi用yong來lai產chan生sheng新xin的de蒸zheng汽qi，而er是shi用yong來lai提ti高gao直zhi流liu鍋guo爐lu運yun行xing方fang式shi所suo需xu的de蒸zheng汽qi蓄xu熱re。
    在Ⅱ階段末，分離器中的蒸汽溫度達到設定值。
    Ⅲ階段：進jin一yi步bu增zeng加jia燃ran燒shao率lv，使shi溫wen度du超chao過guo設she定ding值zhi。汽qi溫wen信xin號hao通tong過guo選xuan大da器qi，溫wen度du控kong製zhi係xi統tong投tou入ru運yun行xing，開kai始shi增zeng加jia給gei水shui流liu量liang，從cong而er實shi現xian了le由you水shui位wei控kong製zhi到dao溫wen度du控kong製zhi的de切qie換huan。
2.2機組由停爐溫度控製到水位控製的切換
    圖3表明
，負荷降低
，鍋爐從純直流鍋爐方式切換到啟動運行方式，由溫度控製切換到水位控製的過程：
    I階段：鍋爐負荷指令同時減少燃燒率和給水流量，汽溫控製係統自動。
    在工階段末，給水流量達到最低直流負荷流量。
    Ⅱ階段：給水流量仍不變，燃燒率繼續減小，在分離器中的蒸汽過熱度降低，開始有水分離出。
    在Ⅱ階段末
，蒸汽過熱度完全消失
，流人分離器的蒸汽呈飽和狀態。
    Ⅲ階段：進jin一yi步bu減jian小xiao燃ran燒shao率lv
，給gei水shui流liu量liang不bu變bian，分fen離li器qi人ren口kou蒸zheng汽qi濕shi度du增zeng加jia
，分fen離li器qi中zhong開kai始shi積ji水shui，水shui位wei控kong製zhi開kai始shi動dong作zuo
，回hui水shui閥fa自zi動dong調tiao節jie水shui位wei
，從cong而er實shi現xian了le由you溫wen度du控kong製zhi到dao水shui位wei控kong製zhi的de切qie換huan。
3、超臨界機組的控製特點
    超(chao)臨(lin)界(jie)機(ji)組(zu)是(shi)特(te)性(xing)複(fu)雜(za)多(duo)變(bian)的(de)對(dui)象(xiang)
，隨(sui)著(zhe)負(fu)荷(he)的(de)變(bian)化(hua)，機(ji)組(zu)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)參(can)數(shu)亦(yi)隨(sui)之(zhi)大(da)幅(fu)度(du)變(bian)化(hua)。因(yin)此(ci)，超(chao)臨(lin)界(jie)機(ji)組(zu)有(you)著(zhe)特(te)殊(shu)的(de)控(kong)製(zhi)特(te)點(dian)和(he)難(nan)點(dian)。
3.1直流鍋爐自動控製的主要任務
    基於直流鍋爐動態特點，直流鍋爐對於整個機組的控製任務是：保證鍋爐蒸汽的蒸發量隨時滿足汽輪機要求，滿足外部負荷要求。對於鍋爐本身的控製任務是：baozhengguolubenshenzhengqiyalihewendudewending，baozhengranshaoguochengwendinghejingjixing。zhiliuguoludongtaitexingdetedian，juedingzhiliuguoluwendingxingdegenbenshouduanshishiranshaolvhegeishuiliangchengshidangdebili
，youcizhiliuguoludezidongkongzhibixujiejuegeishuiheranliaodeguanxi
，yaotongchoukaolv。
    gaizhiliujizuxietiaokongzhixitongdegouchengshiyijigenluweijichudexietiaokongzhixitong。youguolukongzhifuhe，eryouqijikongzhiqiya，ranliaohegeishuizaijizuxietiaotourujinxingkongzhi，xiangduiyugexitongdandutouruzidongkongzhi，gengyouliyuguoludeanquanwendinghekongzhijingdu。
3.2直流鍋爐的控製難點
3.2.1汽機和鍋爐之間的耦合
    從控製對象的角度看，直流爐可簡要看作為一個三輸入和三輸出的多變量被控對象，其中輸入變量為燃燒率、給水量
、汽輪機調門開度
，輸出為主汽壓力

、主汽溫度、蒸汽流量（機組負荷）。任一輸入量的變化都會影響鍋爐的沿程和輸出，這樣使直流鍋爐與汽輪機的關係變得較複雜，各係統關聯密切，控製難度大。
3.2.1.1燃燒率擾動對直流鍋爐影響的分析
    燃燒率擾動是指燃燒量、送song風feng量liang和he引yin風feng量liang同tong時shi協xie調tiao變bian化hua的de一yi種zhong擾rao動dong。在zai鍋guo爐lu給gei水shui量liang不bu變bian而er燃ran燒shao率lv階jie躍yue增zeng加jia後hou，經jing過guo短duan暫zan的de遲chi延yan後hou
，各ge個ge受shou熱re麵mian吸xi熱re量liang迅xun速su增zeng加jia
，使shi鍋guo爐lu蒸zheng發fa量liang迅xun速su增zeng加jia，但dan由you於yu鍋guo爐lu給gei水shui量liang未wei增zeng加jia
，蒸zheng汽qi流liu量liang經jing過guo一yi定ding的de峰feng值zhi後hou逐zhu漸jian減jian少shao，直zhi至zhi同tong鍋guo爐lu給gei水shui量liang相xiang等deng。而er過guo熱re蒸zheng汽qi的de溫wen度du經jing過guo一yi段duan的de遲chi延yan迅xun速su增zeng加jia

，最zui後hou的de明ming顯xian偏pian差cha反fan映ying燃ran水shui比bi的de變bian化hua。蒸zheng汽qi壓ya力li由you於yu初chu始shi的de蒸zheng汽qi流liu量liang增zeng加jia而er上shang升sheng
，隨sui後hou同tong蒸zheng汽qi流liu量liang的de逐zhu漸jian減jian少shao而er下xia降jiang。
3.2.1.2給水量擾動對直流鍋爐的影響
    在zai鍋guo爐lu燃ran燒shao率lv不bu變bian而er鍋guo爐lu給gei水shui量liang階jie躍yue增zeng加jia，由you於yu水shui是shi不bu可ke壓ya縮suo的de介jie質zhi，所suo以yi給gei水shui流liu量liang的de變bian化hua瞬shun間jian即ji可ke影ying響xiang到dao加jia熱re段duan各ge個ge受shou熱re麵mian內nei工gong質zhi流liu量liang。但dan蒸zheng汽qi是shi可ke壓ya縮suo的de，給gei水shui流liu量liang對dui蒸zheng發fa段duan和he過guo熱re段duan蒸zheng汽qi流liu量liang的de直zhi接jie影ying響xiang具ju有you一yi定ding的de遲chi延yan
，由you於yu鍋guo爐lu燃ran燒shao未wei增zeng加jia
，最zui終zhong導dao致zhi汽qi水shui溫wen度du的de下xia降jiang。給gei水shui流liu量liang的de擾rao動dong變bian化hua最zui終zhong改gai變bian各ge受shou熱re麵mian的de比bi例li，過guo熱re汽qi溫wen的de穩wen態tai偏pian差cha反fan映ying出chu燃ran水shui比bi的de變bian化hua。
3.2.1.3直流鍋爐的蓄熱能力和調門開度影響
    鍋爐負荷大於最低直流負荷時，轉入純直流運行工況後至額定負荷。此時汽水流程中沒有汽包
、汽水分離器和爐內小循環，一次工質在給水泵壓力作用下一次經過鍋爐加熱
、蒸發、過熱各段受熱麵，由於無汽包、汽qi水shui分fen離li器qi和he較jiao粗cu的de下xia降jiang管guan及ji聯lian箱xiang，鍋guo爐lu蓄xu熱re能neng力li小xiao。實shi際ji運yun行xing中zhong鍋guo爐lu出chu口kou壓ya力li受shou外wai界jie負fu荷he擾rao動dong比bi較jiao敏min感gan
，調tiao門men開kai啟qi後hou會hui立li即ji引yin起qi機ji前qian壓ya力li和he鍋guo爐lu沿yan程cheng壓ya力li的de變bian化hua，同tong時shi會hui引yin起qi蒸zheng汽qi流liu量liang的de變bian化hua和he汽qi溫wen的de變bian化hua。由you於yu為wei保bao證zheng鍋guo爐lu在zai超chao臨lin界jie狀zhuang態tai下xia運yun行xing
，不bu允yun許xu鍋guo爐lu出chu口kou壓ya力li有you較jiao大da範fan圍wei地di變bian化hua，這zhe樣yang也ye決jue定ding了le汽qi機ji控kong製zhi的de主zhu要yao任ren務wu是shi控kong製zhi機ji前qian壓ya力li。
3.2.1.4汽輪機和鍋爐之間的非線性耦合
    由you於yu采cai用yong超chao臨lin界jie參can數shu必bi須xu采cai用yong直zhi流liu鍋guo爐lu，主zhu汽qi門men開kai度du一yi方fang麵mian控kong製zhi汽qi輪lun機ji功gong率lv

，一yi方fang麵mian也ye直zhi接jie影ying響xiang了le鍋guo爐lu出chu口kou末mo端duan阻zu力li特te性xing，使shi之zhi成cheng為wei無wu自zi平ping衡heng能neng力li的de對dui象xiang
，機ji爐lu間jian表biao現xian出chu很hen強qiang的de非fei線xian性xing耦ou合he。因yin此ci，在zai超chao臨lin界jie機ji組zu控kong製zhi係xi統tong中zhong，必bi須xu考kao慮lv到dao汽qi輪lun機ji采cai用yong功gong頻pin調tiao節jie時shi鍋guo爐lu被bei控kong特te性xing的de變bian化hua
，采cai取qu措cuo施shi實shi時shi預yu估gu鍋guo爐lu改gai變bian負fu荷he的de能neng力li
，並bing以yi此ci來lai限xian製zhi汽qi輪lun機ji調tiao門men的de變bian化hua率lv。也ye就jiu是shi說shuo，由you汽qi機ji調tiao節jie係xi統tong來lai分fen擔dan鍋guo爐lu調tiao節jie係xi統tong的de部bu分fen任ren務wu。
3.2.2煤水控製參數的動態補償
    在直流鍋爐中．給水變成過熱蒸汽是一次完成的。當給水量和燃燒率的比例改變時，鍋爐中的加熱段、蒸(zheng)發(fa)段(duan)和(he)過(guo)熱(re)段(duan)將(jiang)隨(sui)之(zhi)改(gai)變(bian)。當(dang)燃(ran)燒(shao)率(lv)增(zeng)加(jia)時(shi)，加(jia)熱(re)段(duan)和(he)蒸(zheng)發(fa)段(duan)縮(suo)短(duan)，過(guo)熱(re)段(duan)加(jia)長(chang)

，當(dang)給(gei)水(shui)量(liang)增(zeng)加(jia)時(shi)則(ze)相(xiang)反(fan)
，因(yin)此(ci)理(li)論(lun)上(shang)認(ren)為(wei)在(zai)直(zhi)流(liu)爐(lu)的(de)控(kong)製(zhi)上(shang)應(ying)采(cai)用(yong)煤(mei)水(shui)比(bi)控(kong)製(zhi)溫(wen)度(du)。但(dan)該(gai)600 MW機ji組zu采cai用yong直zhi吹chui式shi製zhi粉fen係xi統tong
，發fa出chu燃ran燒shao指zhi令ling到dao改gai變bian進jin入ru鍋guo爐lu的de燃ran料liao要yao經jing過guo給gei煤mei機ji的de控kong製zhi和he磨mo煤mei機ji製zhi粉fen的de過guo程cheng，燃ran燒shao對dui溫wen度du的de動dong態tai響xiang應ying要yao比bi給gei水shui對dui溫wen度du的de動dong態tai響xiang應ying慢man得de多duo。因yin此ci在zai動dong態tai過guo程cheng中zhong必bi須xu考kao慮lv煤mei水shui控kong製zhi參can數shu的de動dong態tai補bu償chang。
4
、結語
    chaolinjiejizuyuxiangtongrongliangdeyalinjieqibaoluxiangbi
，zidonghuaxitongdeguimo，jisuoxudezidongkongzhiheyibiaozhuangzhidazhixiangtong
，danchaolinjieguolugengnanyukongzhi。zaiguidingdeyunxinggongkuangxia，bixuweichimouxiebilichangshu，er
在(zai)變(bian)工(gong)況(kuang)下(xia)必(bi)須(xu)使(shi)這(zhe)些(xie)比(bi)例(li)按(an)一(yi)定(ding)規(gui)律(lv)變(bian)化(hua)，在(zai)啟(qi)動(dong)和(he)低(di)負(fu)荷(he)時(shi)，要(yao)求(qiu)更(geng)大(da)幅(fu)度(du)地(di)改(gai)變(bian)這(zhe)些(xie)比(bi)例(li)，以(yi)得(de)到(dao)寬(kuan)範(fan)圍(wei)領(ling)域(yu)的(de)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)。為(wei)此(ci)，必(bi)須(xu)設(she)計(ji)更(geng)完(wan)善(shan)的(de)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，啟(qi)動(dong)工(gong)況(kuang)更(geng)多(duo)地(di)采(cai)用(yong)變(bian)參(can)數(shu)、變(bian)定(ding)值(zhi)技(ji)術(shu)，所(suo)有(you)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)應(ying)在(zai)前(qian)饋(kui)技(ji)術(shu)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)完(wan)成(cheng)，並(bing)連(lian)續(xu)地(di)校(xiao)正(zheng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)增(zeng)益(yi)。這(zhe)也(ye)要(yao)求(qiu)我(wo)們(men)在(zai)實(shi)踐(jian)中(zhong)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)
，不(bu)斷(duan)摸(mo)索(suo)，了(le)解(jie)直(zhi)流(liu)鍋(guo)爐(lu)運(yun)行(xing)特(te)點(dian)，運(yun)用(yong)更(geng)先(xian)進(jin)的(de)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)和(he)更(geng)完(wan)美(mei)的(de)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve)。


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