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0、前言
    廣州發電廠2、3號爐為220 t/h鍋爐，運行方式為母管制，原采用DDZ -Ⅱ型單元組合式儀表來實現鍋爐自動控制系統，自動投入率不高。在2001年下半年至2002年初，2、3號爐利用大修進行了DCS改造，采用了上海新華公司XDPS - 400 DCS系統，自動控制系統由DCS重新組態，實現自動投運。
1、DCS自動控制功能
    在DCS上實現自動控制系統的有給水、減溫水、熱負荷、送引風及一次風壓等系統，其中除了熱負荷采用連續調節外，其他系統均采用斷續調節，采用新華公司專用于斷調控制的智能雙回路伺服控制卡（LC—S卡）直接輸出開關量信號去控制電動執行機構。由于母管制運行的特殊性及現場控制設備已運行多年，客觀條件不是很理想，以至原由DDZ一Ⅱ型儀表組成的自動控制系統存在有的無法投運，如減溫水系統，故此次在DCS上的邏輯改進，有針對性解決這些問題。下面主要介紹給水、減溫水、熱負荷三套主要系統邏輯改進情況（2、3號爐邏輯回路基本一致）。
2、MCS系統試投運存在的主要問題及解決方法
2.1熱負荷調節系統
    由于鍋爐為母管制運行，5臺爐之間負荷分配是在沒有配置負荷分配器的情況丁，由運行人員根據經驗確定好各爐主汽壓，從而相對分配負荷，維持母管壓力相對穩定。運行對主汽壓力的穩定性要求非常高，在正常工況下，壓力波動維持在設定±0.05MPa范圍內，當鍋爐負荷變動時，調節系統要能快速反應，在短時間內恢復穩定主汽壓。如果主汽壓不穩，波動大的話就會引起與其他鍋爐發生相互間搶負荷的問題，主汽流量波動大。主汽壓控制穩定性如何，是對嗣節系統的一種考驗。對邏輯回路的修改是在邊調試邊摸索中進行的，有如下大修改：a．原采用爐蒸汽出口到母管處的母管壓力來作為調整對象，在調試中發現母管壓力變化明顯滯后于集汽聯箱主汽壓力，靈敏度差，造成主汽壓力波動大，蒸汽流量波動也大。經分析，母管壓力取樣點受到內、外部因素影響較多，代表性不強，改為用主汽壓力來調整可以更直接些。b．為了達到快速作用，取消邏輯回路中主調，改用偏差器來替換，起純比例作用，簡化邏輯回路。c．對三個輸入信號主汽壓力、汽包壓力與主汽流量，以主汽壓力為控制的主信號，蒸汽流量與汽包壓力組成的熱量信號為副信號，主信號所起的作用得到加強，大于副信號所起的作用。d+PID參數經整定后，較為靈敏，輸出存在瞬間抖動現象，以添加滯后模塊(Dday)作防數字抖動處理。邏輯改進后經試驗調試數據統計：主汽壓每變化0.05 MPa，可引起同排四臺給粉機轉速變化100r/min多，而且響應快速，有效保證了主汽壓的穩定，正常波動范圍基本保持在設定+0.04 MPa范圍內（2、3號爐一樣）。
    富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
    從圖1可以看出，調節系統采用單級調節。上排和下排給粉機分別調節，為獨立的兩套子系統。
2.2給水調節系統
    給水調節系統分為主給水和旁路給水兩個子系統，兩者管徑一樣，平時運行互為備用，通過控制調整門來達到調整水位。由于閥門流量特性緣故，在小開度時給水流量已能滿足鍋爐不帶負荷需要，為了防止鍋爐斷水，全程給水自動無法實現，因此邏輯回路修改為在鍋爐帶一定負荷下，采用三沖量單級調節系統，并應用斷續調節。
    新華公司DCS系統智能雙回路伺服控制卡（LC -S卡）專門用于斷續調節，可以在組態上根據需要設置死區、精控范圍、周期等參數，其中：死區用于設置是否輸出增或減開關量范圍；精控范圍用于設置輸出脈沖長或短范圍，當指令與反饋相減的差值超過精控范圍時輸出長脈沖，否則輸出定周期定脈寬的脈沖；周期T在0.1 s與10.1 s內可選。經測試，主給水與旁路給水調整門在死區1%，精控范圍1.5%．周期0.1 s下，門開度控制精度可在±1%內，并且不產生過調振蕩。
    經試湊法整定PID參數之后，進行了定值擾動試驗，調節系統表現良好，汽包水位波動基本在設定±30 mm范圍內。由于汽機側負荷變化對母管制下各爐主汽流量都有影響，相對而言，對每臺爐的影響就沒有單元制下的大，調節系統受到的負荷擾動不是很突出。為了減少電動執行器無謂動作，也對PID輸出加了滯后模塊(Delay)，防止抖動。
2.3減溫水調節系統
    計有甲、乙一級和甲、乙二級減溫水系統，其中一級減溫水調整屏過出口溫度，最大設計流量6 t/h為粗調；二級減溫水調整主汽溫度，最大設計流量4t/h，為細調。調試中遇到的問題較多，主要表現在調整門閥門流量特性較差、漏水、執行器剎車慣性惰走大、關卡澀等。針對這些問題，對設計邏輯回路作了多處改進。
2.3.1針對閥門流量特性較差問題，此問題也較為普遍，在邏輯回路上增加保護控制回路，并對輸出進行限位，采用分段控制。
從圖2可以看到，10%開度已有近3 t/h流量，其后閥門開度存在盲區，流量變化很小。對此，把串級PID調節回路輸出限位在10%內，這樣更合理些，經運行觀察，閥門小殲度近3t/h流量對減溫囂出口溫度（導前信號）影響較大，閥門經常需要回到全關位置。當主汽溫與設定偏差超過高偏差限值時，輸出從調節回路切換到設定指令輸出(40%)，流量約3.4 t/h;當偏差降到回程偏差限值時，輸出又重新回到調節回路，此邏輯作為后備保護手段。
    2.3.2在對2號爐乙一級調試過程中，發現閥門存在關卡澀現象，因此邏輯回路加了閥門關之前先開一點后才關邏輯。分三種情況進行：一是由設定指令輸出準備返回PID調節回路輸出之前；二是當屏過溫度與設定偏差低于偏差限值時；三是當輸出指令與反饋偏差大并保持有一段時間時；有效解決此問題。
    2.3.3 3號爐甲一級執行器開方向剎車慣性惰走比較大，在執行器除非更換無法處理情況下，作了拉大輸出死區處理，否則執行器會在輸出指令左右頻繁振蕩，死區的拉大(5%)反過來也影響到PID調節回路的自動投運。對此，暫時不用PD調節回路，直接改為采用兩級偏差限值方法，設置高、高高偏差限值及其回程偏差限值、條件，邏輯回路逐級按條件開大或關小，保證了系統能投入自動運行。
2、3號爐減溫水改進后都能投入自動運行，其中，主汽溫穩定性要比屏過的好，滿足了運行方面的要求。
3、結束語
    2、3號爐自動控制系統在DCS上的邏輯改進，在一定程度上彌補了現場部分控制設備所引起的不利影響，提高了自動投入率，使控制品質變優，相信隨著今后現場控制設備的改進，自動控制系統會更加有力保證機組的良好運行。