隨著國家“十二五”規(guī)劃的實施，國內能源行業(yè)的節(jié)能利用和環(huán)保減排陸續(xù)實施。各發(fā)電集團在煙氣余熱利用、機組通流增容等項目上著力開發(fā)實施，極大的提升了機組的效率、降低了耗能指標。
煙氣余熱利用項目是能源行業(yè)內推廣的節(jié)能示范項目。在項目閉環(huán)調試過程中，針對排煙溫度的大慣性遲滯原因，需要對變頻泵較多的往返無功調節(jié)進行優(yōu)化控制;另外，為了最大利用高負荷段的余熱，提高供水量也是需要跟進的優(yōu)化要點之一。
一、斷續(xù)控制思路
控制系統(tǒng)一般設計為實時閉環(huán)調節(jié)，被調量和設定值出現(xiàn)偏差即通過比例積分作用去消除偏差，執(zhí)行器動作頻次較多。對于大遲延系統(tǒng)，多出現(xiàn)滯后或過調問題，類似鍋爐的汽溫度控制，還需要進行建模、設計先進的控制算法，才能得到較優(yōu)參數(shù)。而對于被調量有一定適用范圍、遲延較長的系統(tǒng)，可參考類似電機開關的斷續(xù)控制模式進行兩種信號處理方式的閉環(huán)調節(jié)：①在PID調節(jié)器入口設置輸入偏差限值，被調量的變化在可控的物理范圍，調節(jié)器不調節(jié);偏差越限后，調節(jié)器實施調節(jié)，如1;②在輸出調節(jié)量上設置限值，控制器調節(jié)量和已被執(zhí)行調節(jié)量的偏差達到限值后，輸出當下調節(jié)量，主要用在有耦合的配對調節(jié)中。
二、余熱利用項目的控制優(yōu)化
(一)系統(tǒng)簡介
低溫換熱器布置在引風機出口、脫硫吸收塔入口的水平煙道上，共計2組。換熱器采用表面換熱，加熱引自低加的凝結水。當換熱器進風側原煙氣溫度、流量、壓力在設計參數(shù)時，換熱器的凝結水溫度由65℃升高到105℃，凝結水流量約577t/h，總煙氣阻力小于600Pa。系統(tǒng)如圖3。運行中，低溫換熱器從8號低加入口取冷水、6號低加入口取熱水，保證混水溫度65℃，以熱水門作為主調節(jié)器，設計冷熱水門開度和為100%;通過增壓變頻泵調節(jié)進水流量控制排煙溫度，確保換熱器的低溫腐蝕可控。
(二)排煙溫度調節(jié)相關問題及優(yōu)化
Q為低溫換熱器系統(tǒng)引水總量，通過調節(jié)凝結水變頻增壓泵的頻率來改變Q，控制換熱器煙氣側出口溫度;換熱器出口單側2點溫度，兩側共4點溫度檢測，單側取均值后兩側取低最為PV值。
此子系統(tǒng)存在以下特點：
①系統(tǒng)慣性時間較大：從供水端至換熱器出口，管路較長，導致出口煙氣溫度調整滯后，容易引起過調或振蕩波動，導致變頻器往返調節(jié)。
②變頻泵調節(jié)范圍窄、容量小，高負荷段即使達到50HZ全出力仍不能完全利用煙氣余熱儲能。
針對特點①，如采用預估器或其他優(yōu)化算法進行控制，但相對復雜，類似“高射炮打蚊子”;可設置斷續(xù)調節(jié)控制，在確保排煙溫度高于煙氣露點保護值的前提下，減少變頻泵的調節(jié)。
通過實施優(yōu)化，煙氣出口溫度的擺動和變頻泵的調節(jié)次數(shù)降低90%以上，既滿足了工藝要求又降低了設備磨損。
針對特點②，采用增加高負荷段入口混水調門大開度控制，提高供水壓力，充分利用煙氣余熱。
由歷史曲線可見：在煙氣溫度設定值為95℃的情況下，實際平均溫度控制在96.93℃，波動范圍為94.4―100.37，確保了設備的酸腐蝕可控;通過設置調節(jié)器的入口偏差優(yōu)化，變頻器調節(jié)曲線比較理想，沒有出現(xiàn)往返波動情況;增加煙氣高溫(高負荷)段的凝結水流量，充分吸收了煙氣熱量;整體達到比較合理的節(jié)能控制配置組合。
(三)入口混水溫度調整門耦合信號優(yōu)化控制
T1為6號低加入口熱水溫度，T2為8號低加入口冷水溫度。當T1>65℃時，T2<65℃時，6號、8號低加引水入口調節(jié)閥打開，保證混水溫度等于65℃設定值。
此系統(tǒng)存在以下特點：
①類似磨煤機風溫控制，此系統(tǒng)冷熱水調節(jié)存在耦合：設計方案二者指令關聯(lián)，導致2套調門同時變化，互有干擾。
②沒有充分利用系統(tǒng)余熱：由于調門開度總指令(指令和100%)的限制，導致供水量有限制，間接導致變頻泵調節(jié)指令達到上限。
針對以上2點，采取解決方案如下：以熱水調門為主調設備，冷水調門為輔調設備，冷水調門指令設置閾值，僅在其指令變化量達到一定限值后輸出控制指令。引入功率信號折算函數(shù)替代兩套閥門開度指令和(100%)，在高負荷時開大調門，增加供水量，充分利用余熱潛能。
由運行曲線可見，混水溫度保持在64.4―65.9之間變化(SP=65)，熱水調整門為隨動變化，而冷水調整門控制頻次銳減，沒有出現(xiàn)振蕩波動;另一方面，在負荷高段，增大了供水增量設置，增加了75%以上負荷段約100t/h凝結水40℃溫升的余熱利用量，進一步提高了節(jié)能增效的作用。
三、小結
斷續(xù)有差控制在溫度緩變系統(tǒng)上可以進行優(yōu)化推廣，用開關量控制的思路去實施閉環(huán)調整，最終達到比較合理的邏輯配置，對調節(jié)器起到減少磨合，對系統(tǒng)起到減少無功往返波動的優(yōu)化目的。隨著更多改造工程的實施，還有較多基礎性工作等待去挖掘、分析和優(yōu)化實施。
