一、概述
　　
　　隨著技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)備質(zhì)量的提高，現(xiàn)在大型火廠的安裝調(diào)試周期越來越短。為盡快達(dá)到機(jī)組進(jìn)入滿負(fù)荷試運(yùn)的條件，往往要求自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠盡早的投入；同時(shí)，現(xiàn)在大型火電廠大都采用DCS控制，由于在同一時(shí)間內(nèi)能夠獲得的信息和可進(jìn)行的操作的局限性，也迫切要求機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠盡早而穩(wěn)定的投入運(yùn)行。在這種情況下，采用許多書籍上所介紹的臨界比例帶法或憑經(jīng)驗(yàn)預(yù)置調(diào)節(jié)參數(shù)，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，不僅需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且也不易于獲得*的調(diào)節(jié)參數(shù)。通過對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行量化計(jì)算，能夠很好地解決這一問題，而且也是自動(dòng)調(diào)節(jié)氣參數(shù)設(shè)置的發(fā)展方向。經(jīng)過幾個(gè)工程的總結(jié)和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用減溫器前后蒸汽及減溫水焓值對(duì)汽溫調(diào)節(jié)副調(diào)節(jié)器的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，能夠獲得較好的調(diào)節(jié)效果。
　　
　　二、計(jì)算依據(jù)
　　
　　根據(jù)工程熱力學(xué)中的定義：工質(zhì)的內(nèi)能與推動(dòng)功的和稱為焓，其表達(dá)式為：H=U+PV。其中，推動(dòng)功（PV）是由于工質(zhì)出、入系統(tǒng)而傳遞的功，是為推動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)所必需的功，流動(dòng)的工質(zhì)在對(duì)前面的工質(zhì)作推動(dòng)功的同時(shí)，也從后面的工質(zhì)處接受推動(dòng)功，因此工質(zhì)在作推動(dòng)功時(shí)，由于沒有熱力狀態(tài)的改變，當(dāng)然也無能量形態(tài)的轉(zhuǎn)化；而工質(zhì)的內(nèi)能（U）是指工質(zhì)內(nèi)部所蘊(yùn)藏的各種微觀能量--內(nèi)動(dòng)能、內(nèi)位能等--的總和，因此焓的大小代表了工質(zhì)所具有的能量的大小，根據(jù)熱力學(xué)*定律即能量守恒與轉(zhuǎn)換定律：進(jìn)入系統(tǒng)工質(zhì)的總焓值加上工質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)吸收（放出）的熱量應(yīng)等于流出系統(tǒng)工質(zhì)的總焓值與工質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)所作的功的和，即：
　　
　　Hi+Q=Ho+W
　　
　　Hi——進(jìn)入系統(tǒng)工質(zhì)的總焓值
　　
　　Ho——流出系統(tǒng)工質(zhì)的總焓值
　　
　　Q——工質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)吸收（放出）的熱量，吸收為正，放出為負(fù)
　　
　　W——工質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)所作的功
　　
　　對(duì)于過熱蒸汽減溫系統(tǒng)來說，流入系統(tǒng)的工質(zhì)為過熱蒸汽和減溫水，流出系統(tǒng)的工質(zhì)則只有過熱蒸汽，其表達(dá)式應(yīng)為：Hi1+Hi2+Q=Ho+W。式中Hi1、Hi2分別為過熱蒸汽的焓和減溫水的焓。
　　
　　由于在系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的工質(zhì)（過熱蒸汽），既不對(duì)外做功，外界也不對(duì)過熱蒸汽做功，故工質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)所做的功為零，即W=0；又因?yàn)檫^熱蒸汽在減溫器系統(tǒng)不吸收外界的熱量，由于有較好的外保溫，系統(tǒng)對(duì)外散失的熱量也極少可忽略不計(jì)，故Q=0；系統(tǒng)內(nèi)的功質(zhì)為連續(xù)流動(dòng)狀態(tài)，故其表達(dá)式應(yīng)是一定時(shí)間范圍內(nèi)的工質(zhì)的焓的表達(dá)式，即：
　　
　　ðHi1/ðt+ðHi2/ðt=ðHo/ðt式1
　　
　　為計(jì)算簡便，及引用參數(shù)的方便，可將系統(tǒng)視作一定工況下某時(shí)間段內(nèi)的穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)。由此就可用進(jìn)、出系統(tǒng)的各工質(zhì)瞬時(shí)流量（G）與各工質(zhì)比焓（h）的乘積來代替式1中的各項(xiàng)，同時(shí)注意流出系統(tǒng)的蒸汽的瞬時(shí)流量應(yīng)是流入系統(tǒng)蒸汽瞬時(shí)流量與減溫水瞬時(shí)流量的和，可得下式：
　　
　　G1hi1+G2hi2=（G1+G2）ho式2
　　
　　當(dāng)進(jìn)入系統(tǒng)的蒸汽溫度變化時(shí)，只要計(jì)算出需要的減溫水量G2就可以設(shè)置汽溫調(diào)節(jié)副調(diào)節(jié)器的比例參數(shù)。
　　
　　三、計(jì)算方法
　　
　　利用式2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可根據(jù)鍋爐廠出據(jù)的《熱力計(jì)算匯總》，選取一定工況（如滿負(fù)荷BMCR工況）下的蒸汽和減溫水參數(shù)進(jìn)行。以該工況下的主蒸汽流量作為進(jìn)入減溫器系統(tǒng)的蒸汽流量G1；在不考慮管道壓力損失的情況下，以主蒸汽壓力作為進(jìn)、出減溫器系統(tǒng)的蒸汽狀態(tài)參數(shù)，結(jié)合流出減溫器系統(tǒng)的蒸汽溫度，利用"焓-熵圖"就可以查出流出減溫器系統(tǒng)的蒸汽的比焓ho；進(jìn)入減溫器系統(tǒng)的蒸汽溫度應(yīng)考慮在溫度變化一定值時(shí)——比如進(jìn)汽溫度升高10℃——的焓hi1；以給水壓力作為減溫水的壓力狀態(tài)參數(shù)，結(jié)合除氧器水溫（或主給水溫度。溫度參數(shù)的選取，應(yīng)根據(jù)熱力系統(tǒng)的連接而定）就可查出減溫水的比焓hi2；將所查出的G1、hi1、ho、hi2代入式2就可以計(jì)算出所需減溫水量的大小G2。下面就以剛移交生產(chǎn)不久的鞏義豫聯(lián)集團(tuán)2×135MW技改工程循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的二級(jí)減溫水系統(tǒng)為例，說明計(jì)算的方法。在鞏義豫聯(lián)集團(tuán)2×135MW技改工程循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組中，鍋爐廠家所提供的BMCR工況設(shè)計(jì)煤質(zhì)熱力計(jì)算部分參數(shù)及除氧器水溫如下表：　　
　　因該鍋爐二級(jí)減溫分左右兩側(cè)，布置在屏過2出口至高過入口之間，故在計(jì)算單側(cè)減溫時(shí)，應(yīng)按主蒸汽流量的一半考慮，即G1=22×104kg/h；根據(jù)表中所列主蒸汽壓力及高過入口溫度，查《水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖和簡表》（用內(nèi)插法）可得ho=3192.4kj/kg；根據(jù)表中所列給水壓力和除氧器水溫，查表可得hi2=557.7kj/kg；根據(jù)表中所列主蒸汽壓力，并考慮屏過2出口溫度升高10℃，查《水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖和簡表》（用內(nèi)插法）可得hi1=3244.5kj/kg。代入式2可得：
　　
　　G2=22×104（3244.5－3192.4）/（3192.4－557.7）=4.4×103kg/h
　　
　　上面的計(jì)算表明，當(dāng)工況變化引起蒸汽溫度改變時(shí)，單側(cè)汽溫每變化10℃，需增大或減小減溫水量4.4t/h。系統(tǒng)單側(cè)減溫水流量zui大值（即調(diào)門全開時(shí)的流量）可按減溫水流量孔板計(jì)算書中的zui大流量考慮，該鍋爐二級(jí)減溫水孔板計(jì)算書中的zui大流量為12t/h。則單側(cè)汽溫每變化10℃，需增大或減小減溫水流量約為zui大流量的36.7%。將調(diào)門開度變化與減溫水流量間的關(guān)系按線性化考慮（將調(diào)門開度變化與減溫水流量間的節(jié)流開方關(guān)系視作比例作用的放大量），這樣就可得到二級(jí)減溫水控制系統(tǒng)串級(jí)副調(diào)的比例作用系數(shù)k=3.67。
　　
　　四、使用注意事項(xiàng)
　　
　　4.1按此計(jì)算方法所計(jì)算出的調(diào)節(jié)器參數(shù)，具有較強(qiáng)的比例作用，是按照以比例作用為主考慮的，故在使用該方法計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮適當(dāng)減弱積分作用的強(qiáng)度，以利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。
　　
　　4.2若控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器能夠進(jìn)行變參數(shù)調(diào)節(jié)運(yùn)行，則多計(jì)算幾個(gè)工況下的比例關(guān)系，以鍋爐負(fù)荷（主蒸汽流量）的大小作為判具，在不同的工況下采用不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)節(jié)，就可使調(diào)節(jié)系統(tǒng)在各個(gè)運(yùn)行工況均能獲得*的調(diào)節(jié)效果。
　　
　　4.3采用此方法計(jì)算減溫水控制系統(tǒng)串級(jí)副調(diào)的參數(shù)時(shí)，由于副調(diào)的調(diào)節(jié)作用較強(qiáng)，故主調(diào)參數(shù)不能設(shè)置的太強(qiáng)，否責(zé)易引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)振蕩。一般應(yīng)設(shè)主調(diào)的比例關(guān)系為：當(dāng)過熱器出口汽溫變化1℃，要求入口溫度（即減溫器后溫度）變化1.25～1.75℃；若主調(diào)有前饋環(huán)節(jié)，則考慮用較弱的比例作用。
　　
　　4.4要注意減溫器噴水口與減溫器后蒸汽溫度測點(diǎn)間的距離，若距離過短，在負(fù)荷較低，蒸汽流量較小的情況下，較強(qiáng)的比例作用可能會(huì)引起副調(diào)振蕩。
　　
　　五、結(jié)束語
　　
　　在信陽華豫電廠2×300MW鍋爐機(jī)組、新鄉(xiāng)火電廠技改工程2×135MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組、鞏義豫聯(lián)集團(tuán)2×135MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的汽溫控制系統(tǒng)的調(diào)試過程中，均采用了此方法對(duì)調(diào)節(jié)器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置計(jì)算。在系統(tǒng)熱態(tài)投運(yùn)時(shí)，不需對(duì)調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行修正就可以將汽溫的穩(wěn)態(tài)波動(dòng)范圍控制在±3℃以內(nèi)；特別是在信陽華豫電廠2×300MW鍋爐機(jī)組RB試驗(yàn)過程中，運(yùn)用該方法計(jì)算設(shè)置的調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)表現(xiàn)出了的調(diào)節(jié)效果，在整個(gè)試驗(yàn)過程中，始終將汽溫偏差控制在±10℃以內(nèi)，充分保障了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行和RB試驗(yàn)的順利成功。
　　
　　[參考文獻(xiàn)]
　　
　　1、《工程熱力學(xué)》（中國電力出版社）
　　
　　2、《水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖和簡表》（高等教育出版社）
　　
　　3、《熱力計(jì)算匯總》（上海鍋爐廠有限公司）