在母管制蒸汽動力設(shè)備配置中,，由多臺鍋爐向汽機(jī)供汽,，汽機(jī)的負(fù)荷變化對于龐大的汽源來講基本不影響供汽壓力。但在單元制機(jī)組中,，一臺鍋爐向一臺汽機(jī)供汽,，鍋爐的能量儲備將大大減少，汽機(jī)負(fù)荷變化直接影響到鍋爐的運(yùn)行,；例如,，在電網(wǎng)負(fù)荷改變時，汽機(jī)需要蒸汽量的變化完全由這臺鍋爐承擔(dān),，鍋爐本身反應(yīng)的遲延使得調(diào)節(jié)過程中主蒸汽壓力有較大的變化,，壓力的動態(tài)超調(diào)甚至?xí)＜板仩t的安全運(yùn)行。

對單元制機(jī)組來講,，從鍋爐運(yùn)行角度出發(fā),，要求限制汽機(jī)負(fù)荷變化的速度，特別是不希望負(fù)荷增加太快,，以至主汽壓下降速度過快,，或汽壓下降過多；但是從電網(wǎng)運(yùn)行角度出發(fā),，又希望能盡快滿足外負(fù)荷的需要,。兩者之間存在著矛盾。解決這一矛盾主要取決于對鍋爐蓄熱的利用,，以及機(jī)爐協(xié)同調(diào)節(jié)使之密切配合,，在可能的范圍內(nèi)最大限度地調(diào)動機(jī)組的內(nèi)在潛力，盡量滿足外負(fù)荷的要求。這樣必須一反以往機(jī)爐分別獨(dú)立控制的運(yùn)行模式,，有必要把機(jī)爐作為一個整體來考慮,，也就是采用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，即CCS(CoordinationControl System )對機(jī)爐實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制,。此時汽機(jī)及鍋爐的控制系統(tǒng)都作為CCS系統(tǒng)的執(zhí)行器,，根據(jù)CCS下發(fā)的指令進(jìn)行控制。

國內(nèi)某電廠CCS操作畫面

CCS控制系統(tǒng)一般有機(jī)爐協(xié)調(diào)控制,、機(jī)跟爐（TF）以及爐跟機(jī)（BF）三種控制方式,，來適應(yīng)機(jī)組不同運(yùn)行工況的需要。爐跟機(jī)由汽輪機(jī)調(diào)節(jié)負(fù)荷,，鍋爐調(diào)節(jié)壓力,。機(jī)跟爐一般用于帶基本負(fù)荷的循環(huán)硫化床鍋爐機(jī)組，由汽機(jī)調(diào)節(jié)壓力,，鍋爐調(diào)節(jié)負(fù)荷,。協(xié)調(diào)控制則是在汽機(jī)跟蹤和鍋爐跟蹤的基礎(chǔ)上，引入前饋,、交叉,、非線性控制，構(gòu)成機(jī)爐二側(cè)同時調(diào)節(jié)功率與壓力的控制方式,。它的控制策略的關(guān)鍵在于充分利用和補(bǔ)償鍋爐的動態(tài)蓄能,，盡可能減少機(jī)爐二側(cè)多變量的相互影響。機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中,，機(jī)爐的控制不再是分別單獨(dú)控制,，而是作為單元機(jī)組的綜合控制。

一,、汽機(jī)跟隨鍋爐控制方式：

這種方式的示意圖如圖1所示,。當(dāng)CCS接受到的功率指令變化后，例如增加,，CCS的輸出經(jīng)鍋爐調(diào)節(jié)器直接控制燃燒系統(tǒng),，隨著燃燒強(qiáng)度的增加，主蒸汽壓力升高,。為維持主蒸汽壓力,，汽機(jī)控制系統(tǒng)接受CCS的輸出指令開大調(diào)節(jié)閥保持主蒸汽壓力不變。由進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥開度的增加,，來滿足功率指令增加的要求,。這種控制方式，汽輪機(jī)調(diào)壓的動態(tài)響應(yīng)比鍋爐快,，主蒸汽壓力變化比較小,，但未利用鍋爐的蓄熱,，而且因燃燒調(diào)節(jié)的遲滯對負(fù)荷響應(yīng)比較慢,，這對電力系統(tǒng)的頻率和功率控制都是不夠理想的,，只適宜用于帶固定負(fù)荷的機(jī)組。

這種控制方式用于滑壓運(yùn)行時,，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開度保持不變,，功率的改變只靠燃燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力來保證，燃燒過程遲后的動態(tài)響應(yīng)仍然存在,。為了改善響應(yīng),，有時采用前饋控制，當(dāng)要求功率增加時,，先將調(diào)節(jié)閥開大,，利用鍋爐的蓄熱來響應(yīng)功率的變化，待燃燒過程跟上時,，再把汽機(jī)調(diào)節(jié)閥開度恢復(fù)到原先的開度,。

二、 鍋爐跟隨汽機(jī)控制方式：

圖2是鍋爐跟隨汽機(jī)控制方式的示意圖,。當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組按照功率指令改變負(fù)荷時,，首先由汽輪機(jī)控制系統(tǒng)接受CCS的指令改變汽機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的開度，改變汽輪機(jī)進(jìn)汽量,，使發(fā)電機(jī)輸出功率跟上功率指令,。由于蒸汽流量的改變，引起主蒸汽壓力的改變,，鍋爐燃燒將接受CCS的指令按其出口的主蒸汽壓力來調(diào)節(jié),。使主蒸汽壓力維持不變。作為燃燒控制的風(fēng)量也同時進(jìn)行調(diào)節(jié),。

這種方式是根據(jù)功率指令的變化,，調(diào)節(jié)過程利用了鍋爐的蓄熱，使機(jī)組負(fù)荷跟隨指令改變,。如果鍋爐出口壓力變化尚在允許的范圍內(nèi),，則對電網(wǎng)負(fù)荷要求的響應(yīng)速度是可以接受的。但當(dāng)負(fù)荷變化幅度超過鍋爐蓄熱能力時,，由于鍋爐的燃燒過程過于滯后,，蒸汽流量不能很快跟蹤，因此主蒸汽壓力變化較大,。為了防止這種現(xiàn)象,，汽機(jī)控制系統(tǒng)中的低汽壓負(fù)荷限制回路（TPL）應(yīng)參與工作，當(dāng)主蒸汽壓力低于一定值后,，即自動按一定速率減負(fù)荷,，來限制主蒸汽壓力過大的變化,。這種控制方式雖有利于電網(wǎng)的一次調(diào)頻，但不能適應(yīng)負(fù)荷變化幅度過大,，對鍋爐運(yùn)行會帶來的不利影響,，尤其是直流鍋爐。

三,、 機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式：

機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式是機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的一個主要的控制方式,，如圖3所示。它的控制策略,，在于處理機(jī)組負(fù)荷適應(yīng)性與運(yùn)行穩(wěn)定性之間的矛盾,，吸取鍋爐跟蹤和汽機(jī)跟蹤的各自優(yōu)點(diǎn)。因此,，協(xié)調(diào)控制的動態(tài)響應(yīng)既具有鍋爐跟蹤的初始響應(yīng)快,，又具有汽機(jī)跟蹤的穩(wěn)定性。

當(dāng)負(fù)荷定值信號變化時,，通過機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)對鍋爐和汽機(jī)分別發(fā)出改變負(fù)荷的指令,，平行地改變鍋爐的給水，燃料和汽機(jī)調(diào)節(jié)汽閥開度,，同時還根據(jù)主蒸汽壓力偏離的情況適當(dāng)?shù)叵拗破麢C(jī)調(diào)節(jié)閥的開度和適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)對鍋爐的調(diào)節(jié)作用,。在調(diào)節(jié)結(jié)束時，機(jī)組的輸出功率滿足負(fù)荷變化的要求,，主蒸汽壓力恢復(fù)給定值,。這樣，就可以讓主汽壓在允許的范圍內(nèi)變化,，充分利用鍋爐的蓄熱,，使機(jī)組盡快地適應(yīng)負(fù)荷變化的要求。由于汽壓變化的范圍不大,，因而機(jī)組運(yùn)行也比較穩(wěn)定,。