关于1000MW燃煤机组主蒸汽压力控制策略的研究与优化
- 格式:pdf
- 大小:515.80 KB
- 文档页数:6
1000MW机组过热汽温控制简要分析摘要:针对广东某电厂2×1000MW机组过热器减温水系统流程、过热蒸汽温度自动控制进行简要的介绍,并与国内同类型机组控制系统的设计进行比价,提出该系统为了更好的控制好各参数相应的建议。
关键词:超超临界锅炉;过热蒸汽温度ABSTRAT: Aiming at sea level of 2 ×1000MW units in power plant superheater desuperheating water flow of the system, the superheated steam temperature automatic control was briefly introduced, and with the domestic same type unit control system design for parity, this system is put forward in order to better control the parameters corresponding suggestions。
Key words: ultra supercritical boiler; superheated steam temperature前言:广东某电厂一期工程1号、2号机组为国产1000MW超超临界压力燃煤发电机组,主要是带基本负荷运行,同时具有一定的调峰能力,热力系统为单元制系统,循环冷却水取自海水,为开式循环,三大主设备由上海电气集团公司制造,容量及参数相互匹配。
锅炉型号为SG-3093/27.46-M533,型式为∏型布置、单炉膛、一次中间再热、尾部双烟道结构、八角双切圆燃烧方式、平衡通风、机械干式排渣、全钢构架、全悬吊结构露天布置、采用带BCP泵的内置式启动分离系统、三分仓回转式空气预热器、采用正压冷一次风机直吹式制粉系统、超超临界参数变压直流锅炉。
1000MW超超临界机组协调控制系统运行与优化设计摘要:随着国民经济和电力负荷的迅速增长,电网容量也随之增长,我国越来越多采用大容量、高参数机组。
本文对1000MW超超临界机组协调控制系统存在问题进行分析,并根据存在的问题提出相应的改进策略,旨在提高1000MW超超临界机组协调控制系统的运行安全性和效率。
关键词:1000MW超超临界机组;协调控制系统;问题;改进1 1000MW超超临界机组协调控制系统存在问题1.1主蒸汽压力波动大(1)主蒸汽在出现压力升高的情况时,系统可根据压力情况自行做出相应的调节。
在系统调节的过程中,主要通过对燃料进行减少的方式来实现,这样一来就极易发生甩主气温问题。
(2)在对机组进行定压运行之后,由于需要承担较大的负荷,主汽压力实际值与所设定值发生较大的偏差,甚至偏差会超过1MPa[1]。
(3)在主汽压力出现上升时,锅炉给水流量会出现明显降低,还可能引导主蒸汽温度发生明显升高。
反之,当主汽压力出现下降时,锅炉会加大给水的流量,使得主蒸汽温度出现明显下降。
1.2正常运行中的调节问题(1)烟气挡板的调节动作较为缓慢,经常需要通过减温水的方式来帮助其进行气温的调节。
(2)减温水的调节门动作非常缓慢,导致超温和甩汽温问题。
(3)供氨的压力调节门质量较差,经常出现较大摆动的情况,致使供氨的压力升高,发生脱销跳闸的现象。
(4)在机组运行的过程中,锅炉炉膛负压波动非常显著,使得供氨的压力出现明显升高,会出现脱硝跳闸的情况。
(5)在机组运行的过程中,锅炉炉膛负压波动会明显增大,机组的安全稳定性会受到非常大的影响。
1.3大幅度加减负荷时蒸汽汽温变化较大(1)在出现大幅度的调整负荷时,再热蒸汽气温会出现非常显著的升高,引起事故减温水投入。
再热器事故减温水在投入之后,再热蒸汽气温会逐渐恢复到设定值,但此时烟气挡板并不会关小,并且动作减缓,使得事故减温水的投入时间延长。
(2)在进行加负荷的过程中,主蒸汽气温会出现显著下降,在进行减负荷的过程中,主蒸汽气温表现为非常明显的升高。
1 绪论1.1 课题研究的背景和意义国外在发展先进的大型超临界火电机组方面已经取得了很大进展,技术日益成熟,并被广泛应用,取得了显著的节能和环保效益。
国产火力发电机组要提高经济性和热能利用效率,需要增大机组容量,并提高机组的参数。
增大单机容量,可以降低机组每千瓦的投资,而提高机组的参数可以提高火力发电机组的效率。
燃煤锅炉在我国大量存在并发挥着重要作用。
燃煤锅炉是一个具有较大纯迟延和容量迟延特性的控制对象,而且其燃料量难以准确测量,因此燃煤锅炉控制的难点在于燃烧系统的控制。
锅炉燃烧控制的任务是使进入锅炉的燃料的燃烧热量与锅炉的蒸汽负荷要求相适应,同时保证锅炉燃烧过程安全经济地运行。
锅炉主蒸汽压力是锅炉燃烧控制系统中的一个极为重要的指标,同时也是保证锅炉安全运行的主要条件之一。
蒸汽压力过高会增加对机器设备损伤,蒸汽压力过低又不能正常启动设备,这些不仅对生产和生产设备造成很大的负面影响,也给企业带来了较大的经济损失。
由于采用中间储粉仓式制粉系统在基建投资和运行费用上的耗费比采用直吹式制粉系统多,因此现代大型发电机组大多数采用直吹式制粉系统。
直吹式锅炉的燃烧控制具有如下特点]1[:(1) 直吹式制粉设备的锅炉将制粉设备与锅炉本体紧密的联系成一个整体,因此,直吹式制粉设备的锅炉运行中,制粉系统也成为燃烧过程自动控制不可分割的部分;(2) 直吹式锅炉中,改变燃料调节机构的给煤机转速后,还需要经过磨煤制粉的过程,才能使进入炉膛的煤粉量发生变化。
直吹式锅炉在适应负荷变化或消除燃料内扰方面的反应均较慢,从而引起汽压较大的变化。
同时,大容量机组的应用,对自动控制系统提出了更高的要求,不但要求系统硬件的可靠性必须提高,更重要的必须保证控制策略的可靠性和先进性。
1.2 本课题设计的目的针对该电厂两台1000MW火电机组的DG3000/26.15-Ⅱ1型超临界参数变压直流本生锅炉(每台炉共配有48个HT-NR3型旋流煤粉燃烧器,并采用前后墙对冲的布置方式,与之配套的是6台中速磨煤机,1台磨煤机配1台电子称重式给煤机)设计符合实际情况的燃烧控制系统。
1000MW超超临界机组汽轮机节能改造及运行优化方案探讨摘要:能源是人类社会发展的源动力,随着社会的发展,人类对能源的需求量逐渐提高,然而全球能源的紧缺问题却日益严峻,如何高效的利用能源是解决这一问题的关键。
中国作为世界第一大煤炭生产及消费国,燃煤发电厂不仅承担着生产二次能源的任务,同时消耗了大量的一次能源,因此,对1000MW超超临界机组汽轮机的节能方面进行研究,降低火力发电厂供电煤耗,对我国节能减排具有重要的意义。
关键词:1000MW;超超临界机组;节能改造;运行;优化方案引言:随着我国工业化、城镇化进程的不断加快,人民生活水平日益提高,但我国资源储备率下降严重,节能减排工作形势严峻。
提高资源的利用率、保护环境已成为我国经济可持续发展的重要要求。
相关人员应做好研究工作,加强超超临界1000MW机组的节能降耗,充分利用资源,减少污染物的排放,保护生态环境,从而促进我国经济的可持续发展。
1 超超临界1000MW机组应用的必要性由于受到经济发展水平等因素制约,我国的燃煤发电技术发展相对缓慢。
超超临界1000MW机组作为重要的机组有着很多优点:第一,安全性能更好,有利于维护我国电网体系的安全;第二,与国内发电机组平均发电煤耗相比,超超临界1000MW机组的煤耗要低20t/h;第三,在机组设计方面,超超临界1000MW机组采用内螺纹管+螺旋管圈水冷壁形式,并采用分级燃烧方式和再循环泵的锅炉启动系统;第四,燃烧器的结构可以分为直流一次风、内二次风和旋流三次风,燃烧器的喷口处容易形成外浓内淡的环形煤粉浓度分布,并使煤粉气流与直流二次风混合延迟,扩大还原区面积,减少NOx的生成。
因此,超超临界1000MW机组的应用研究对机组的安全运行及我国的“节能减排”工作都具有十分重要的意义。
2 对节能改造技术的研究2.1 真空系统改造凝汽器真空提高系统属于热力发电厂节能技术领域,针对热力发电厂水环式真空泵抽气系统而设计的节能装置。
1000MW火电机组汽轮机控制系统分析与设计摘要:现代火力发电汽轮机组因经济效益,节能减排的需求越来越向大容量、高参数方向发展,汽轮机控制策略更加复杂,特别是在变工况过程中,需要综合考虑的因素更多了,同时单机容量的增加对控制系统的稳定性,设备可靠性以及机组的自动化水平提出了更高的要求。
关键词:1000MW;超超临界;机组仿真;控制系统引言:随着汽轮机组越来越向大容量、高参数方向发展,其控制策略更加复杂,特别是在变工况过程过程中,需要综合控制的因素更多了,单机容量的增加对控制系统的稳定性及设备可靠性提出了更高的要求,1000MW汽轮机控制系统更是其中的重中之重。
一方面参数的提高要求机组控制更加快速准确,另一方面机组的启停步骤及判断条件更加复杂,因此对1000MW汽轮机控制系统提出了全自动启停的要求,以降低人为失误造成的机组主设备的热应力冲击和故障损坏。
达到提高运行的经济性和保障设备安全,实现机组节能降耗,减轻操作人员的工作强度的目的。
1轮机控制系统架构设计1.11000MW汽轮机控制系统硬件结构设计该类型汽轮机控制系统是以ABBSymphonyPlus分布式控制系统为基础搭建的。
分散控制系统DCS是一个开放的由现场过程控制器级别和上层操作员级别共同组成的双层或多层控制网络结构,其结合了电子,计算机,通讯,先进控制技术等多种学科,目前使用已经非常普遍,其而下一步的发展方向目前看是更加开放的现场总线及无线技术。
DEH.y-期均为通用控制系统其不对外开放,随着DCS系统应用的日渐广泛,汽轮机控制系统也根据市场需求逐渐由专用DEH向通用型DEH转变。
另一方面DEH作为整个电厂分散控制系统的一部分,与DCS紧密的结合在提高电厂的整体自动化水平,方便维护等方面的优点也越来越为人们所重视。
1.21000MW汽轮机组控制系统组成上海汽轮机有限公司生产制造的百万千瓦超超临界汽轮机其控制系统由四个子系统组成分别是:汽轮机安全保护系统,汽轮机闭环控制系统,汽轮机自启动控制系统,汽机油泵风机.每个子系统含有一对独立的控制器及其输入输出卡件分别完成其所分配的控制任务,彼此协调工作实现机组的启动、运行、保护等任务。
电厂1000MW机组锅炉燃烧运行影响因素及优化策略分析发布时间:2022-02-15T08:42:27.077Z 来源:《电力设备》2021年第12期作者:宋丹白学刚[导读] 在电厂1000WM机组锅炉运动过程中,因受到各种因素的影响致使锅炉出现运行状态不够稳定、出现设备故障等现象。
为了更好地优化和控制锅炉燃烧过程,降低燃烧热耗、提升锅炉燃烧和运行效率,保障电厂锅炉系统安全稳定运行。
因此,在电厂锅炉燃烧过程中,不仅要确保锅炉燃烧的各项参数符合要求,还要利用先进的维护管理技术保障整个锅炉系统的安全稳定运行,优化锅炉燃烧正常运行。
(国家电投集团河南电力有限公司沁阳发电分公司)摘要:在电厂1000WM机组锅炉运动过程中,因受到各种因素的影响致使锅炉出现运行状态不够稳定、出现设备故障等现象。
为了更好地优化和控制锅炉燃烧过程,降低燃烧热耗、提升锅炉燃烧和运行效率,保障电厂锅炉系统安全稳定运行。
因此,在电厂锅炉燃烧过程中,不仅要确保锅炉燃烧的各项参数符合要求,还要利用先进的维护管理技术保障整个锅炉系统的安全稳定运行,优化锅炉燃烧正常运行。
本文重点探讨电厂1000WM机组锅炉燃烧运行的影响因素,并提出一些优化措施。
关键词:电厂;锅炉燃烧;运行影响因素;优化措施近些年来,随着企业改革地不断推进,大多数电厂在严峻的背景下,通过各种办法来降低企业的生产成本,借此提升企业市场竞争力,而电厂的重要经济效率指标就是供电煤耗率而电厂锅炉的运行效率直接影响着电厂的煤耗率。
故提高电厂1000WM机组锅炉运行效率可有效提升电厂机组的经济效益。
本文从经济和安全视角出发,通过分析在电厂锅炉燃烧运行过程中的影响因素,结合电厂实际,探究相关优化措施,期望能促进电厂机组锅炉安全高效运行,实现电厂锅炉经济化运行。
一、100MW机组锅炉燃烧运行影响因素1、排烟热损失造成排烟热损失的主要原因是排烟容积变小和温度升高。
给水质量也影响着排烟温度和容积。
1000MW 燃煤机组超低排放控制及节能优化技术柏发桥(国家能源集团安徽安庆皖江发电有限责任公司,安徽安庆,246008)摘要:通过某电厂1000MW 燃煤机组环保设施运行中出现的典型案例,介绍了1000MW 燃煤机组在脱硫、脱硝、除尘等方面采取的控制及节能优化技术措施,使机组在保证大气污染物超低排放的前提下,达到安全、经济运行的目的。
关键词:1000MW 机组超低排放优化大气污染物中图分类号:X51文献标识码:B 文章编号:2096-7691(2020)12-093-04作者简介:柏发桥(1969-),男,工程师,现任国家能源集团安徽安庆皖江发电有限责任公司发电部副经理,主要从事火电厂运行管理及烟气脱硫、脱硝、除尘技术管理。
Tel:133****2671,E-mail:133****************随着国家大气污染物排放标准的日益提升,大型燃煤火电机组普遍已实施或正在实施大气污染物超低排放标准,在实现烟气超低排放的同时,希望能够通过运行优化控制,找到超低排放与机组能耗最优的平衡点,以降低机组能耗,是火电企业一直在努力的方向。
国家能源集团安徽安庆皖江发电有限责任公司(以下简称“安庆电厂”)在1000MW 超超临界机组运行过程中不断探索、总结,通过一系列技术措施解决了超低排放过程中遇到的一些问题,实现了大气污染物超低排放与环保设施能耗不断优化的应用效果。
1超超临界机组超低排放运行优化措施安庆电厂于2013年扩建2台1000MW 燃煤火电机组。
2015年5月、6月相继投入商业运行,机组同步建设烟气脱硫、脱硝、除尘装置。
锅炉脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,2台机组进行100%烟气脱硫,与主机同步运行;脱硝采用了国内较为先进的高效低氮燃烧技术和以尿素热解作为还原剂的SCR 脱硝技术,脱硝催化剂设计“2+1”布置;锅炉烟气除尘采用静电除尘器和脱硫塔管束式除尘器联合除尘方式,静电除尘器全部采用高频电源控制,除尘效率达到99.74%,低温省煤器布置在电除尘出口,其出口烟温对除尘效率不产生影响,在脱硫吸收塔内设置了管束式除尘器,管束式除尘器设计除尘效率90%,进一步脱除烟气中的固体颗粒物,实现脱硝在30%~100%、脱硫与除尘在0~100%机组负荷范围内超低排放。
关于1000MW超超临界燃煤机组协调控制策略优化分析发布时间:2022-07-01T05:36:01.061Z 来源:《中国科技信息》2022年3月5期作者:王庆[导读] 本文以某电厂两台1000MW超超临界燃煤机组为例,探讨了其协调控制系统的调节品质问题,并就其控制策略方面的缺陷进行了分析;然后结合机组的相关特性,提出了一些相应的优化和整改措施,以供借鉴和参考。
王庆浙江浙能台州第二发电有限责任公司浙江省台州市 317109摘要:本文以某电厂两台1000MW超超临界燃煤机组为例,探讨了其协调控制系统的调节品质问题,并就其控制策略方面的缺陷进行了分析;然后结合机组的相关特性,提出了一些相应的优化和整改措施,以供借鉴和参考。
关键词:1000MW;超超临界;燃煤机组;协调控制起初,投产使用后的机组,对于其自动发电量控制(AGC)及一次调试效果,均可通过较长的时间进行优化,而今,机组一经投入使用,就要考核AGC及一次调频,无法在足够的时间内对协调品质进行升级和优化,从而增加了热控专业技术人员的挑战。
因此,为了对机组AGC及一次调频性能进行改善,本文主要分析了新机组的控制策略优化问题,内容如下。
1.燃煤机组协调控制策略设计思路本案例中的两台1000MW超超临界燃煤机组,选用的变压直流炉和汽轮机分别为产于东方锅炉厂的单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、前后墙对冲燃烧方式、半露天布置燃煤Π型锅炉和产于上海汽轮机厂的双背压凝汽式汽轮机。
发电机为THDF125/67型号的发电机组,产于上海。
分散控制系统采用艾默生公司OV ATION系统,数字电液控制系统为西门子T-3000,控制对象包含EH油、主机盘车、DEH等。
采取的协调控制方式为锅炉跟随模式,目标指令根据接收的调度指令或者由操作员进行手动设置,并经过特定的运算形式,形成目标负荷指令(MWD),在惯性环节的带动下,进入DEH系统,并在锅炉主控运算回路中,形成锅炉输入指令(BID)。
1000MV机组运行方式优化研究摘要:本文对影响1000MV机组的有关因素进行分析,针对这些因素提出相应的优化措施。
关键词:1000MV机组运行方式优化研究1 影响1000MV机组运行的因素1.1 煤质较差,热值低、灰分大1000MW锅炉六台磨煤机运行还不能达到额定出力,相同负荷工况下需要煤量、风量大,同时也导致一次风机、送、引风机、磨煤机等耗电率增加。
同时,由于煤质较差,锅炉受热面容易积灰、结焦,影响蒸汽参数和锅炉氧量的调节。
1.2 主蒸汽温度(1)给水控制系统故障,燃料与给水的比例。
(2)一、二级减温水门。
(3)燃烧调整,火焰中心位置。
(4)风量配合,炉底水封;煤质、煤粉细度。
(5)炉膛严重结焦程度。
(6)过热器进口段泄漏、爆破。
(7)屏过进口安全门因故障而起座,使屏过和高过出口汽温升高。
(8)过热器侧烟气挡板开度不正常。
1.3 再热蒸汽温度异常(1)再热调温挡板的控制系统或再热减温水的控制系统故障。
(2)燃烧调整不当,火焰中心过高或过低。
(3)风量配合不当,炉底水封破坏;煤质差、煤粉细度过粗,使燃烧不正常。
(4)再热器部位结焦严重,使汽温下降或升高。
(5)再热器进口段泄漏、爆破,使出口汽温升高。
(6)再热器进口安全门因故障而起座,使再热汽温度升高。
(7)再热调温挡板或再热减温水门故障。
1.4 磨煤机耗电率(1)煤质差,带负荷能力差,造成多投入制粉系统。
(2)磨煤机出力低,煤粉细度不能满足要求。
(3)机组负荷与磨煤机出力不匹配。
(4)对制粉系统中存在的可能影响其效率的缺陷。
(5)燃烧不充分,燃烧效率低。
(6)燃烧煤种不适合。
(7)一次风压和一次风量的影响。
1.5 一次风机耗电率因为机组正常运行中两台一次风机一直保持运行,所以一次风机耗电率就由一次风机电流和机组的负荷率决定。
由于机组正常运行中均投入AGC控制方式,负荷由电网控制,所以一次风机电流就成为主要的控制参数。
2 优化机组运行的措施(1)针对煤质较差情况,联系燃料运行加强锅炉上煤的掺配工作,争取锅炉上煤煤质达到锅炉的设计或校核煤种,同时及时根据锅炉上煤煤质调整燃烧,保炉内燃烧稳定、完全。
电厂1000MW机组辅机故障减负荷控制优化策略探究现阶段我国火力发电厂使用主要的发电机组是600MW及1000MW级超临界燃煤发电机组,为了保障机组的安全运行,这种大型的机组往往都具备辅机故障减负功能,文章主要就火电厂1000MW机组辅机故障减负荷控制优化策略进行简单的分析讨论。
标签:电厂;1000MW机组;辅机故障减负荷;控制优化策略辅机故障减负荷(RUN BACK,RB)功能的主要作用是在机组的主要辅机发生跳闸、锅炉最大出力小于给定功率等等故障时,控制系统迅速的降低机组负荷,确保其达到实际出力,保证超临界燃煤发电机组的正常运行,发电机组的运行状况直接关系到整个电网的稳定、安全运行,研究1000MW机组辅机故障减负荷控制优化策略对于提高电网的安全性、稳定性有着现实意义。
1 1000MW超临界燃煤发电机组辅机故障减负荷控制概述超临界燃煤发电机组的负荷控制与燃料控制、给水控制等等息息相关,机组辅机故障减负荷控制的内容主要包括燃烧系统与给水控制、煤水比控制、主汽压力控制、中间点温度和过热汽温控制、汽轮机控制等等几部分内容,下文从这几个方面就机组辅机故障减负荷控制问题进行简单的介绍。
1.1 燃烧控制辅机故障减负荷实验之后,整个发电机组处于低负荷运行状态,在此期间为了防止锅炉炉膛熄火需要采取一定的控制手段稳定锅炉的燃烧过程。
具体的控制过程中首先需要根据辅机故障减负荷实验的目标负荷确定运行的磨煤机的台数,必须要保证对冲或者相邻磨煤机都正常运行,严禁隔层运行,前后墙对冲炉跳磨的时间间隔控制在5~10s左右,跳磨时应始终遵循由上至下、先跳后墙的原则,燃烧不稳定或者煤炭的质量较差时需要采取一定的助燃措施,比如投入等离子或者油枪。
超临界机组辅机故障减负荷实验后的目标煤量会影响机组的功率、分离器出口温度、水冷壁温度、主汽温度等等,为了避免调节过程中蒸汽过热度及反调太高,降负荷速率应该与燃料的变化速率基本保持一致。
此外,燃烧器的间隔时间、剩余的煤量、切除的顺序、数量等等因素也会影响到炉膛的压力,进而影响炉膛内煤炭的燃烧情况,因此,相关工作人员需要严格控制这些因素。
1000MW超超临界燃煤机组节能分析及优化孙波;陈石明;钱朝明;罗友元;陈军红【摘要】发电厂的竞争主要是成本竞争,加强节能技术的研究,对提升火力发电厂的技术经济水平和市场竞争力有重要的意义.对国华宁海发电厂1000 MW超超临界燃煤机组锅炉燃烧及制粉系统、汽轮机凝汽器背压系统、辅控系统进行全面分析,实施了燃烧优化、汽轮机滑压曲线优化、电除尘闭环优化、空预器间隙改造以及辅控系统的综合治理,在节能方面取得了良好的效果,发电煤耗降低了5.91 g/kWh,厂用电率降低了0.7%,负荷系数增加了6.11%.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2012(031)009【总页数】4页(P27-30)【关键词】1000 MW机组;节能;厂用电率;煤耗;经济性【作者】孙波;陈石明;钱朝明;罗友元;陈军红【作者单位】浙江国华电力公司,浙江宁波315612;浙江国华电力公司,浙江宁波315612;浙江国华电力公司,浙江宁波315612;浙江国华电力公司,浙江宁波315612;浙江国华电力公司,浙江宁波315612【正文语种】中文【中图分类】TK227;TK267随着电力建设速度的加快和国民经济产业结构的调整,用电紧张的局面已经有了一定程度的改观,发电厂的竞争已经上升为成本的竞争。
实施有效的节能手段,降低成本已经成为各发电集团首要任务。
据2010年度全国1 000 MW超超临界燃煤机组对标及竞赛数据(见表1),1 000 MW机组平均发电煤耗290.36 g/kWh,最优水耗为0.12%,厂用电率为4.40%,相比较之下,宁海发电厂6号机组的厂用电率、发电煤耗以及水耗远远超出年度1 000 MW发电机组的平均水平。
为此,全面分析了热力系统运行状态,对机组的锅炉燃烧及制粉系统、汽轮机背压系统、辅机及辅控系统进行了综合优化,取得了良好的节能效果,大大降低了发电煤耗及厂用电率。
在汽轮机组的所有热力参数中,背压是对机组热经济性影响较大的参数。
1000MW二次再热火电机组主蒸汽温度控制策略及工程应用崔青汝;牛海明【摘要】以具有时变特性、大惯性和非线性的二次再热机组蒸汽温度受控对象为背景,结合超超临界直流锅炉特性,分析了过热器出口主蒸汽温度的变化机理,提出了基于改进型Smith预估补偿器实现的喷水减温控制系统.结合某1000 MW超超临界二次再热塔式锅炉,给出了控制策略的设计要点.实践证明,该系统能有效解决超超临界二次再热机组主蒸汽温度控制的大延迟和大惯性问题,提高主蒸汽温度的动态控制品质,同时降低调试难度.%Aiming at the main steam temperature control of double-reheat units with time variation,large inertia and non-linearity,taking the characteristics of ultra-supercritical once-through boilers in consideration,the mechanism of the main steam temperature changing at the superheater outlet is studied.Then,a water spraying desuperheating control system is proposed based on the improved Smith predictor.The control strategies of the control system are designed for a 1000-MW ultra-supercritical double-reheat tower-type boiler.The practical operation shows that the control system have effectively tackled the large delay and large inertia problems in the main steam temperature control of ultra-supercritical double-reheat units,improved the dynamic control qualities of the main steam temperature and at the same time alleviated the tuning difficulties.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2017(050)006【总页数】5页(P27-31)【关键词】燃煤发电;1000 MW;超超临界机组;二次再热循环;主蒸汽温度;Smith预估补偿器;示范工程【作者】崔青汝;牛海明【作者单位】中国国电集团公司,北京 100034;北京国电智深控制技术有限公司北京市电站自动化工程技术研究中心,北京102200【正文语种】中文【中图分类】TM621;TP273近年来,中国已成为世界上百万千瓦超超临界机组装机容量最多的国家之一[1]。
关于1000MW燃煤机组主蒸汽压力控制策略的研究与优化
安子健1滕广凤
(神华国华绥中发电有限责任公司辽宁葫芦岛市 125222)
【摘要】为了能够更好的优化百万机组蒸汽压力控制逻辑,通过对绥中二期百万机组主蒸汽压力控制逻辑的研究分析,总结出协调控制过程中主蒸汽压力控制逻辑存在的不足。
通过对控制逻辑进行优化,从而达到对主蒸汽压力的精细化控制,总结出有一定借鉴意义的经验。
【关键词】压力控制分析优化
1 前言
随着我国火力发电技术的不断发展,目前大容量、高参数已经逐渐成为国内主流发电机组的代名词。
随着火电机组各种参数的提高,机组的安全运行区间不断缩小,因此对各个参数的控制要求也在不断的提高。
其中,主蒸汽压力的控制直接影响机组的安全性和经济性。
本文通过对绥中电厂1000MW超超临界燃煤机组主蒸汽压力控制的研究与分析,针对控制过程中存在的超压问题,提出解决办法,通过对控制逻辑的优化,进而达到对主蒸汽压力的精细化控制。
2 主蒸汽压力控制分析
主蒸汽压力运行方式,大致可以分为定压运行方式、滑压运行方式两种。
滑压运行方式:要求汽轮机调速汽门保持位置不变。
当电负荷改变时,锅炉改变燃烧量,蒸汽参数改变,从而保持汽轮机调速汽门位置不变。
定压运行方式:要求锅炉维持蒸汽参数不变。
当负荷改变时,汽轮机改变调速汽门位置改变负荷,锅炉则相应改变燃料量维持蒸汽参数不变。
综合以上滑压和定压两种运行方式的特点,在低负荷下滑压运行的调节阀节流损失比定压运行低得多,经济性显著。
在高负荷时定压运行方式具有其优越性,比如,可有效地利用锅炉蓄热,提高对外界负荷需求的响应速度。
因此,1000MW燃煤机组多采用定-滑-定运行方式,压力与负荷的曲线关系如图【1】:
图1 机组压力运行曲线
主蒸汽压力控制方式,大致可以分为锅炉跟随方式、汽机跟随方式和协调控制方式三种。
锅炉跟随方式:外界负荷需求变化时,首先改变汽轮机调节汽门的开度,改变进汽量,使机组输出功率与外界负荷需求相适应。
此时势必造成机前压力偏离额定值。
锅炉依据机前压力偏差调整燃烧率和给水流量,消除主蒸汽压力偏差,达到新的能量平衡。
这种运行方式的特点是机组响应外界负荷的速度快,但主蒸汽压力的波动性大。
汽机跟随方式:外界负荷需求变化时,首先改变锅炉负荷。
当主蒸汽压力产生额定值偏差时,调整汽轮机调节汽门开度,维持主蒸汽压力恒定。
该运行方式下,机组对外界负荷响应较慢,但主蒸汽压力稳定性好。
协调控制方式:当外界负荷需求变化时,同时改变机炉的负荷。
既考虑到机组响应外界负荷的快速性,又不致造成机前压力的过分波动,使机炉之间出现的能量不平衡程度尽可能小,时间尽可能短,这样的运行方式则称之为机炉协调控制方式。
因此,1000MW燃煤机组多采用,汽机主控和锅炉主控同时调节负荷和主蒸汽压力的控制方式。
汽机主控逻辑如图【2】,锅炉主控逻辑如图【3】:
图2 汽机主控图3 锅炉主控
3 主蒸汽压力控制过程中存在的问题
自机组投产以来,虽然主蒸汽控制基本符合控制要求,但是还是存在以下两个问题。
3.1 升降负荷过程中主蒸汽压力偏离给定值
由于机组采用机炉协调控制方式,当机组升负荷时,汽机主控响应负荷控制指令,迅速开大调速气门,导致主蒸汽压力下降,而此时随着负荷的升高机组主蒸汽压力定值按照滑压曲线相应升高,进而加大了主蒸汽压力与给定值的偏差。
当机组降负荷时,汽机主控响应负荷控制指令,迅速关小调速气门,导致主蒸汽压力上升,而此时随着负荷的升高机组主蒸汽压力定值按照滑压曲线相应降低,同样加大了主蒸汽压力与给定值的偏差。
由于锅炉侧相应负荷变化较慢,主蒸汽压波动明显,不能很快与给定值相匹配。
3.2 高负荷时主蒸汽压力波动大
实际运行中,高负荷时压力参数波动较低负荷大,这是由于机组在低负荷运行时受控过程的增益较低,在高负荷运行时受控过程的增益较高,另外,高负荷时部分辅机出力达到上限,工作在非线性区,使得原控制系统参数不能满足实际系统要求,这种影响在锅炉侧更为明显。
以上两个问题由图【4】可以看出,在升降负荷过程中和高负荷运行时,主蒸汽控制品质明显较低负荷运行时差。
图4 优化前调节曲线
4 主蒸汽压力控制策略完善
为提高主蒸汽控制品质,针对机组在变负荷和高负荷时主蒸汽压力控制存在的问题,从汽机主控控制逻辑和锅炉主控控制逻辑两方面入手,加大汽机主控压力拉回回路控制作用同时,设计汽机主控超驰保压回路和锅炉主控PID调节器变参数回路,进而达到主蒸汽压力精细化控制的目的。
4.1 汽机主控超驰保压回路
加大主汽压力拉回回路作用。
此回路是为了让汽机调门帮助锅炉维持压力,防止压力偏差过大或压力快速变化造成锅炉参数波动过大,影响机组稳定运行。
如图【6】所示,通过函数块F(X)实现,当压力设定值与实际压力偏差在-0.25MPa~+0.25MPa 之间时,汽机调门只保证负荷稳定。
当压力设定值与实际压力偏差超过-0.25MPa~+0.25MPa时,汽机调门动作帮助锅炉维持压力相对稳定。
为了机组安全考虑,增加汽机调门超驰保压回路,当主汽压力偏差超过允许的压力偏差范围时,直接通过调整汽轮机调门的方式快速调整主汽压力,防止主汽压力过高威胁机组安全。
此时,汽轮机调节系统处于主蒸汽压力调节状态,以主蒸汽压力调节为主要控制目标,满足发电功率为次要目标,发挥了汽轮机系统能够快速平滑主蒸汽压力参数的长处。
(当机侧压力超过25.3时,发超驰指令开调门卸压)如图【5】。
图5 优化后汽机主控逻辑
4.2 锅炉主控变参数控制
增加锅炉主控PID不同负荷下的变参数控制。
同时,增加锅炉主控积分调节器入
口压力偏差动态调节回路,如图【6】所示0<A<1,为了减少稳定负荷工况下的误差,加大积分调节器的前向增益,增加误差积分作用;负荷变动工况下,因动态响应滞后,动态误差可能较大,因此降低积分调节器的前向增益,加速闭环响应。
定负荷运行时,侧重于稳态误差的调节;变负荷运行时,侧重于动态跟踪误差的调节。
增加此回路是为了防止升降负荷动态过程中压力大幅波动时导致PID长时间累计作用过调,造成系统振荡。
图5 优化后汽机主控逻辑
通过对汽机主控和锅炉主控的逻辑优化,我们进行了升降负荷实验,在升降负荷过程和高负荷运行过程中,主蒸汽压力跟踪给定值的能力明显加强了。
可见逻辑优化效果明显,但同时也存在一定的问题。
在高负荷运行时,由于汽机主控加强了对主蒸汽压力的控制,进而使调速气门动作频繁,机组负荷呈现锯齿波动,但通过检查对负荷的影响非常小在±3~5MW范围内,因此可以接受。
具体实验曲线如图【7】所示:
图7 优化后调节曲线
5 结论
随着大容量高参数火电机组的迅猛发展,火电厂自动控制水平也在不断的提高,机组安全运行的可靠性、经济性则显得尤为重要,由此可见主蒸汽压力控制品质提升的必要性。
通过对绥中电厂二期主蒸汽控制逻辑的优化,进一步提高了主蒸汽压力的控制品质,达到了控制品质精细化的目的,提高了机组的安全性和经济性,其控制思路及控制策略完善方案对同类型机组有一定的借鉴意义。
【参考文献】
[1] 胡寿松.自动控制原理(第4 版).北京:科学出版社,2001.
[2] 杨庆柏.热工过程控制仪表.北京:中国电力出版社,1998.
[3] 张雪申.集散控制系统及其应用.北京:机械工业出版社,2006.
[4] 朱北恒. 火电厂热工自动化系统试验[M]. 北京:中国电力出版社,2006
[5] 金以慧,方崇智. 过程控制(M).北京:清华大学出版社,l993.4
[6] 林文孚.胡燕. 单元机组自动控制技术,北京:中国电力出版社,2004
【作者简介】
安子健,DCS系统工程师,热工,绥中发电有限责任公司,地址:辽宁省葫芦岛市绥中县,邮编:125222,邮箱:vierian@
滕广凤,女,1963年生,高级工程师,从事专业技术管理工作,现服务于神华国
华绥中发电有限责任公司。
地址:辽宁省葫芦岛市绥中县前所镇,邮编:125222。