鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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除塵降溫排熱風機增壓風機和引風機協(xié)調(diào)控制策略的應用
溫度（℃）：-20℃~+60℃滾珠軸承（B），-10℃~+40℃含油軸承（S）
相對溫度（﹪）：90﹪~95﹪
氣壓（毫米水銀色柱）：55Kpa（G）74.8Kpa（H）
振動：振頻10-55Hz低頻限幅、雙振幅1.5mm
沖擊：（峰值加速度）150m/S2
使用壽命：含油軸承30000小時，滾珠60000小時（試驗室25℃狀態(tài)時）
對于大多數(shù)含脫硫裝置的電站而言，增壓風機是必須配置的，其煙氣工程通常的控制策略為增壓風機控制增壓風機入口壓力，引風機控制爐膛負壓。對于風機串聯(lián)運行工程，這種控制方式結構簡單，易于實現(xiàn)，但是當出現(xiàn)煙氣流量大幅變動、風機RB等惡劣工況時，由于爐膛負壓和增壓風機入口壓力之間的耦合作用，一旦調(diào)整不好，該控制方式容易產(chǎn)生振蕩甚至發(fā)散，對機組運行帶來較大風險。本文提出一種增壓風機和引風機聯(lián)合協(xié)調(diào)控制的方式，該方式利用兩種風機同時控制爐膛負壓，并兼顧增壓風機入口壓力。通過該控制方式可以有效避免傳統(tǒng)控制模式帶來的一些弊端。
1 對象特性分析
壓力反映了氣體的狀態(tài)，是質量、溫度等參數(shù)的綜合體現(xiàn)。爐膛壓力和增壓風機入口壓力由煙氣量、燃料量、送引風機狀態(tài)、增壓風機狀態(tài)、爐內(nèi)燃燒強度、爐內(nèi)溫度、煙氣溫度等參數(shù)決定。下面假定高溫低壓的煙氣為理想氣體，對壓力特性進行定性分析。
由理想氣體性質可得：p=mRT/V (1)
對(l)式求導得：
對于鍋爐而言其容積V是固定的，因此由(2)式中可以看出壓力和氣體的質量、溫度的狀態(tài)直接相關。具體對爐膛壓力和增壓風機入口壓力而言，其主要影響因素如下：
爐膛壓力和爐內(nèi)煙氣質量變化、爐內(nèi)溫度變化相關。引起爐內(nèi)煙氣質量變化的因素主要包括：送風量、引風量和燃料量；引起爐內(nèi)溫度變化的因素主要是爐內(nèi)燃燒工況的變化。
增壓風機入口壓力和引風機至增壓風機煙道內(nèi)煙氣質量變化、煙氣溫度變化相關。引起煙道內(nèi)煙氣質量變化的因素主要包括：引風機排煙量，增壓風機出力；引起煙道內(nèi)煙氣溫度變化的因素主要包括爐膛排煙溫度的變化。
以增壓風機控制其入口壓力、引風機控制爐膛負壓的傳統(tǒng)控制方式，在正常工況時完全可以滿足對爐膛壓力和脫硫工程的控制需求。然而在某些特殊工況下卻存在不安全因素。
例如在爐膛內(nèi)燃燒發(fā)生劇烈變化、煙氣流量快速下降的工況下。爐膛壓力迅速下降，引風機出力減小。隨后增壓風機入口壓力也隨之下降，增壓風機也減小出力。不過由于引風機初期出力的減小和壓力傳遞的時間差，當引風機出力減小后一段時間增壓風機才開始減小出力。由此導致增壓風機調(diào)節(jié)和引風機調(diào)節(jié)相互耦合，使得壓力可能出現(xiàn)反復波動、波動幅度過大、波動時間過長等現(xiàn)象，嚴重時壓力的波動可導致爐膛壓力保護動作甚至可能拉塌煙道。
因此在傳統(tǒng)的控制邏輯中，針對風機RB的工況通常增加了相應的前饋邏輯：風機RB時，增壓風機出力迅速減小至原來的70％左右。同時為了減小增壓風機調(diào)節(jié)和引風機調(diào)節(jié)之間的耦合作用，通常將增壓風機對其入口壓力的調(diào)節(jié)能力設得較弱。這樣一來，當機組正常工況波動時，很可能出現(xiàn)增壓風機入口壓力調(diào)節(jié)過程較長，調(diào)節(jié)品質較差的情況；當機組出現(xiàn)磨煤機跳閘導致燃燒工況大幅波動時，則會出現(xiàn)由于調(diào)節(jié)能力不足導致壓力波動過大，嚴重影響安全運行。
2 協(xié)調(diào)控制仿真試驗
增壓風機和引風機的協(xié)調(diào)控制主要是指：爐膛負壓由增壓風機和引風機來共同控制，增壓風機在控制爐膛負壓的同時兼顧增壓風機入口壓力。采用風機的協(xié)調(diào)控制后，當爐膛內(nèi)燃燒發(fā)生劇烈變化導致煙氣量大幅改變時，增壓風機和引風機同向調(diào)節(jié)，克服了兩者之間的耦合作用，不會產(chǎn)生由于增壓風機入口壓力的滯后性、風機之間的耦合性導致的增壓風機與引風機調(diào)節(jié)的不同步，減少了增壓風機對風煙工程的內(nèi)擾，使得包括爐膛負壓在內(nèi)的風煙工程各參數(shù)調(diào)節(jié)品質得到提高。
根據(jù)前面分析的壓力特性，對風煙工程進行仿真建模，并對仿真模型進行對比仿真試驗，定性仿真風量大幅下降時風煙工程的工作狀態(tài)。在仿真中分別采用兩種控制模式并調(diào)整參數(shù)至最優(yōu)，仿真結果如圖l所示。從圖1中可以看出：
(l)在原控制策略下，引風機和增壓風機的調(diào)節(jié)存在較強的耦合作用(風機之間的反向調(diào)節(jié))；采用協(xié)調(diào)控制后，風機之間的耦合作用減弱了。
(2)采用協(xié)調(diào)控制后，無論爐膛壓力和增壓風機入口壓力，其壓力波動幅度和波動的持續(xù)時間均得到了改善，風機的調(diào)節(jié)幅度也變得更加平緩，風煙工程的調(diào)節(jié)品質得到了顯著提高。
3 協(xié)調(diào)控制實施效果
定性仿真試驗證明協(xié)調(diào)控制模式能有效地減弱風機調(diào)節(jié)之間的耦合性作用，同時改善調(diào)節(jié)品質，增加控制的安全性。按照仿真試驗思路在某300MW機組上進行了引風機和增壓風機聯(lián)合控制試驗，對不同工況下風機協(xié)調(diào)控制的控制品質進行考核。
3.1 協(xié)調(diào)控制策略
某電廠＃5機組為300MW亞臨界燃煤機組，其鍋爐采用上海鍋爐廠制造的亞臨界壓力一次再熱控制循環(huán)鍋爐。引風機為靜葉可調(diào)軸流式，設計工況為953070m3/h，風機全壓設計工況為4693Pa。該機組配置石灰石-石膏濕法脫硫裝置，一爐一塔，每臺爐煙氣工程配置一臺100%BMCR容量的動葉可調(diào)軸流式風機，用于克服FGD裝置投入時引起的煙氣壓降。增壓風機的性能保證能適應風機設計工況35％-100%BMCR負荷下正常運行，并留有一定裕度。
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