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　　摘要：準(zhǔn)格爾電廠采用了*的西門子優(yōu)化控制軟件，其軟件包含了不同的功能模塊。
　　
　　內(nèi)蒙古國華準(zhǔn)格爾電廠二期工程是兩臺(tái)330MW機(jī)組，汽機(jī)采用北重一阿爾斯通中壓缸啟動(dòng)機(jī)組，鍋爐采用北京一巴威自然循環(huán)、中速磨前后墻對沖汽包爐。熱控采用西門子EPERM——XP系統(tǒng)。
　　
　　此次工程是2000年示范電站，控制水平要有一個(gè)高的起點(diǎn)，自動(dòng)化程度高。為了適應(yīng)今后電力市場要求，此次工程在保證機(jī)組安全性的前提下，注重經(jīng)濟(jì)效益，從控制出發(fā)，采用*的優(yōu)化控制軟件，通過改善機(jī)組控制，提益，適應(yīng)電網(wǎng)競價(jià)上網(wǎng)要求。為此，儀表和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列工況：
　　
　　●帶基本負(fù)荷運(yùn)行，并具有調(diào)峰能力，滿足電網(wǎng)調(diào)度可控性，并保證機(jī)組穩(wěn)定。
　　
　　●根據(jù)負(fù)荷指令和頻率改變調(diào)整負(fù)荷，滿足電網(wǎng)調(diào)度可控性，并保證機(jī)組穩(wěn)定。
　　
　　●在控制參數(shù)方面，防止過調(diào)，保證經(jīng)濟(jì)性
　　
　　●對機(jī)組進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析指導(dǎo)
　　
　　針對上述要求，我們計(jì)劃采用西門子優(yōu)化控制軟件，這些軟件中包含不同功能模塊，我們進(jìn)行了分析選擇，認(rèn)為以下兩個(gè)控制模塊SR4、PROFI，適合我們的需求。
　　
　　其中：
　　
　　SR4——機(jī)組性能在線優(yōu)化
　　
　　PROFl——用于過程實(shí)時(shí)控制，包含4個(gè)模塊，分則是：
　　
　　●新機(jī)組協(xié)調(diào)控制
　　
　　●凝結(jié)水節(jié)流控制
　　
　　●負(fù)荷裕度予測
　　
　　●自學(xué)習(xí)溫度控制
　　
　　一、SR4功能塊
　　
　　SR4是機(jī)組性能在線優(yōu)化控制模塊，它安裝在一個(gè)PC機(jī)中，與DCS終端總線相聯(lián)，單獨(dú)的CRT顯示，它從DCS系統(tǒng)中提取有關(guān)數(shù)據(jù)，通過建模，對鍋爐、汽機(jī)及其輔機(jī)的狀態(tài)、效率進(jìn)行計(jì)算顯示，提供一個(gè)運(yùn)行方式，指導(dǎo)運(yùn)行人員操作。
　　
　　這種模塊采用兩個(gè)步驟，即平衡與模擬：
　　
　　*步驟：從DCS取300個(gè)測點(diǎn)數(shù)據(jù)，每隔5分鐘進(jìn)行建模計(jì)算，顯示出空予器泄露、鍋爐煙氣溫度分布、煤耗、凝汽器及加熱器等實(shí)際性能參數(shù)
　　
　　第二步驟：將實(shí)際系統(tǒng)參數(shù)與模擬狀態(tài)*參數(shù)相比，得出參考數(shù)據(jù)，指出偏差，及經(jīng)濟(jì)性比較，供運(yùn)行人員參考。
　　
　　這種方式僅為在線監(jiān)測，不直接進(jìn)行控制。它可以提供經(jīng)濟(jì)運(yùn)行操作指導(dǎo)，使機(jī)組在*經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。
　　
　　二、PROFI功能塊
　　
　　它包含4個(gè)功能塊，它安裝在處理模件CP581卡件中，布置在DCS機(jī)柜中，西門子的TXP與CP518的連接通過通訊處理模件CPl413進(jìn)行串行通訊，與DCS控制系統(tǒng)相聯(lián)，直接參與控制。
　　
　　1）新機(jī)組協(xié)調(diào)控制
　　
　　該方式在傳統(tǒng)協(xié)調(diào)控制基礎(chǔ)上，對鍋爐、汽機(jī)進(jìn)行建模，以熱平衡為理論，以前饋控制為手段，采用汽機(jī)調(diào)壓，鍋爐調(diào)負(fù)荷，同時(shí)，控制各個(gè)子系統(tǒng)，結(jié)合凝結(jié)水流量調(diào)節(jié)，可以達(dá)到負(fù)荷響應(yīng)快、燃燒穩(wěn)定效果，適應(yīng)電網(wǎng)要求；同時(shí)，可達(dá)到避免為達(dá)到負(fù)荷響應(yīng)快而燃料過調(diào)及主汽節(jié)流帶來的不經(jīng)濟(jì)因素，從而提高經(jīng)濟(jì)性。
　　
　　如圖一。　　這種方式在控制方面，可提高負(fù)荷響應(yīng)，適應(yīng)電網(wǎng)及AGC要求同時(shí)保持鍋爐穩(wěn)定性，又提高經(jīng)濟(jì)性。
　　
　　2）凝結(jié)水節(jié)流控制
　　
　　該方式的主體思路是，通過改變凝結(jié)水流量，達(dá)到低加抽氣量的變化，從而在主汽流量不變的情況下，變化的抽氣量作用在汽輪機(jī)上，引起功率變化，具專家介紹，可以在15秒內(nèi)，負(fù)荷變化為5％。另外，采用此方式，可改變原汽機(jī)調(diào)門節(jié)流調(diào)整負(fù)荷所帶來的非經(jīng)濟(jì)性。如圖二。　　我們分析，如果此方式成立，這種方式是一個(gè)較理想的調(diào)整負(fù)荷手段，采用此控制功能是為了額外的熱能并能使該熱能用于汽機(jī)的二次做功這樣能夠使機(jī)組具有對負(fù)荷變化的快速響應(yīng)性，并能進(jìn)一步保證鍋爐平滑穩(wěn)定地運(yùn)行。它可以適應(yīng)電網(wǎng)一、二次調(diào)頻，對今后機(jī)組協(xié)調(diào)、AGC運(yùn)行有較大幫助。
　　
　　3）負(fù)荷裕度預(yù)測
　　
　　該方式為對鍋爐、汽機(jī)及管道進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，測出應(yīng)力大小，給出應(yīng)力值及預(yù)測值，根據(jù)這些值使機(jī)組沿應(yīng)力上線運(yùn)行，從而縮短啟動(dòng)時(shí)間，達(dá)到節(jié)省啟動(dòng)費(fèi)用，可以節(jié)省20％--50％費(fèi)用。對于熱態(tài)啟動(dòng)，從點(diǎn)火到額定負(fù)荷僅用半小時(shí)（韓國某電廠）。
　　
　　據(jù)介紹，如果機(jī)組為深度調(diào)峰（啟停），經(jīng)濟(jì)效果較佳。
　　
　　4）自學(xué)習(xí)溫度控制
　　
　　該方式是采用對主汽系統(tǒng)不同段進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立，預(yù)測溫度，進(jìn)行煙氣變化及噴水引起溫度變化的狀態(tài)觀測，進(jìn)行自學(xué)習(xí)，同時(shí)建立擾動(dòng)觀測器對其它擾動(dòng)進(jìn)行修正，達(dá)到準(zhǔn)確反應(yīng)不同段溫度預(yù)期值，結(jié)合控制，快而準(zhǔn)確地使溫度控制在窄小范圍內(nèi)，解決溫度遲延帶來的調(diào)整品質(zhì)不理想問題，保證了熱效率。如圖三。　　我們分析，此方式僅是在調(diào)節(jié)思路上，比傳統(tǒng)調(diào)節(jié)理想。如果模型及干擾因素準(zhǔn)確則效果較好。
　　
　　3、準(zhǔn)格爾電廠采用PROFI后基本的控制性能期望值
　　
　　通過控制可以提高電廠效益的途徑有兩個(gè)：
　　
　　1）機(jī)組穩(wěn)定性
　　
　　機(jī)組穩(wěn)定性首先是指熱力鍋爐的特性和供煤的平穩(wěn)性。其次是指整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和溫度波動(dòng)的緩慢變化。提高電廠效益主要是從減少生成擾動(dòng)（避免電力銷售損失）、提高機(jī)組效率（減少每MW小時(shí)的燃料）、延長電廠昂貴設(shè)備的壽命和減少維護(hù)費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)的。
　　
　　2）負(fù)荷動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能
　　
　　穩(wěn)定的機(jī)組可以更早更長時(shí)間地維持目標(biāo)負(fù)荷而沒有操作困難。從負(fù)荷調(diào)度員的觀點(diǎn)來看，這種電廠比其他電廠能夠提供更快更可靠的產(chǎn)品。如果該電廠在為電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)的情況下還有足夠的穩(wěn)定性，這種電廠對他更有吸引力。電網(wǎng)在任何時(shí)候總是需要調(diào)節(jié)負(fù)荷的。這種調(diào)節(jié)型的機(jī)組具備很長的年發(fā)電小時(shí)并能將固定成本分配到比計(jì)劃中更多的MW小時(shí)中。從統(tǒng)計(jì)上來說，他的每MW小時(shí)的生產(chǎn)成本更低。zui后，高的負(fù)荷動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力是產(chǎn)生效益的首要點(diǎn)。PROFI控制就是用來提高機(jī)組穩(wěn)定性和負(fù)荷動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力的。
　　
　　很多與效益有關(guān)的是本區(qū)域的效益都是由設(shè)備特性決定的（如冷凝器真空），并不能通過控制而提高。但也有一些基本區(qū)域可以用來診斷電廠控制的質(zhì)量，并能用來為期望的電廠效益提供有益的指示。下面便提到了其中的某一些。
　　
　　定負(fù)荷狀態(tài)變量
　　
　　在機(jī)組負(fù)荷設(shè)定值保持15分鐘不變并關(guān)斷一次調(diào)頻的情況下，應(yīng)可獲得后60分鐘的標(biāo)準(zhǔn)偏差值；
　　
　　汽溫小于5Kelvin
　　
　　新汽壓力小于5bar
　　
　　煙氣中02值小于3％（校驗(yàn)后的02傳感器）
　　
　　無論在鍋爐zui小穩(wěn)燃負(fù)荷工況下還是100％MCR工況下，定負(fù)荷狀態(tài)的穩(wěn)定性都無明顯差別。對定負(fù)荷狀態(tài)的特性進(jìn)行評估期間不允許燃料混合，燃料量變化或升溫?cái)_動(dòng)（如吹灰）
　　
　　負(fù)荷變化率
　　
　　機(jī)組升負(fù)荷的響應(yīng)速度應(yīng)可在原控制策略基礎(chǔ)上提高2％MCR／每分鐘，或應(yīng)至少可實(shí)現(xiàn)4％MCR／每分鐘的升負(fù)荷率。
　　
　　然料過調(diào)量
　　
　　zui大幅度升負(fù)荷時(shí)，燃料動(dòng)態(tài)過調(diào)量（磨煤機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)設(shè)定值變化值）不應(yīng)超過機(jī)組負(fù)荷動(dòng)態(tài)設(shè)定值變化的150％。
　　
　　風(fēng)一燃比
　　
　　變負(fù)荷時(shí)，應(yīng)可實(shí)現(xiàn)煙氣中02值偏差小于5％?；蛘弑炔捎肞ROFI方案之前的02偏差降低2％
　　
　　汽溫
　　
　　變負(fù)荷時(shí)，噴水減溫器在其工作范圍內(nèi)的上、下限位置停留的時(shí)間不得超過二三分鐘。在定負(fù)荷運(yùn)行工況下，總有效噴水流量不應(yīng)超過總蒸汽流量的50％。
　　
　　汽包水位
　　
　　變負(fù)荷時(shí)，主蒸汽汽包水位不應(yīng)超過定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)汽包水位變化量的5倍，或應(yīng)至少可把變化量減少30％。
　　
　　一次調(diào)頻能力
　　
　　應(yīng)可隨意投入或退出一次調(diào)頻調(diào)節(jié)而無明顯汽壓或燃料量波動(dòng)，一次調(diào)頻操作不會(huì)提高跳機(jī)的幾率。
　　
　　以上是西門子優(yōu)化控制軟件，它可以在不同的控制系統(tǒng)，簡單地物理使用。