超临界350MW机组汽动引风机控制优化及其快速减负荷功能分析
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350MW超临界机组深度调峰的探索及措施摘要:本文首先论述了350MW超临界机组深度调峰制约因素,然后作者根据本人在生产一线的工作经验和具体实践提出了350MW超临界机组深度调峰风险防控措施和经济运行技术措施,并且在生产实践中进行了检验,经过反复试验改进的方案措施不但切实可行,而且确实提高了350MW超临界机组深度调峰能力,取得了很好的经济效益。
关键词:350MW超临界机组深度调峰辽宁大唐国际沈东热电有限责任公司锅炉由东方锅炉有限公司生产的DG1128/25.4-II6型超临界参数变压运行直流炉,前后墙对冲燃烧方式;汽轮机为北京北重汽轮机有限责任公司生产的NC350-24.2/0.4/566/566型超临界、一次中间再热、供热、湿冷凝汽式机组。
为进一步摸索机组深度调峰能力,确保深度调峰期间安全环保经济运行,进行了专题研究,确定了影响机组调峰能力的制约因素和风险点,明确了目前机组安全稳定运行调峰下限,并根据风险点制定了有效的风险防控措施。
一、机组深度调峰能力制约因素(一)锅炉最小给水流量限制。
按照东锅初设,公司最小给水流量设计为282t/h;经与锅炉厂与调试单位最终优化至248t/h,折纯凝电负荷约76MW;综合考虑锅炉低负荷水循环动力及水冷壁冷却要求,结合公司实际运行经验,锅炉连续安全运行最小给水流量可按照285t/h 控制,折纯凝电负荷约85MW。
(二)锅炉干湿态转换限制。
按照东锅初设,锅炉给水流量282t/h进行干湿态转换,经最小给水流量优化后,目前按照最小给水流量 248t/h进行干湿态转换节点控制,折纯凝电负荷约76MW。
受锅炉上水主路流量限制,若继续降低干湿态转换节点流量,运行中需频繁切换锅炉上水旁路运行,存在一定风险,不继续降低转态流量节点。
(三)锅炉最小给煤量限制。
目前,公司两台炉最小给煤量下限已优化至70/68t/h,按照入炉煤干燥无灰基挥发分不低于40控制,锅炉最小给煤量下限可优化至60t/h。
350MW超临界汽轮机的主要性能及优化策略分析摘要随着我国发电企业的不断发展,对于临界汽轮机的要求也在不断提高。
本文在参阅大量相关研究文献基础上,结合笔者实践工作经验,主要从350MW 超临界汽轮机的主要性能入手,对350MW超临界的汽轮机进行典型的技术分析,通过相关的数据和性能的总结分析,提出降低相关热耗的优化策略,更好的推动发电企业的发展。
关键词超临界汽轮机;性能;优化策略就目前发展而言,我国的各发电企业纷纷将高性能、高容量和参数较高的发电机组和汽轮机作为首要考虑的生产设备。
350MW超临界汽轮机因其所具备的高性能和高适应性日益受到各大发电企业的重视,但就其性能现状,通过研究分析仍能进行优化和改进,下面就其发展现状以及性能和优化策略展开细致分析,力求为其相关产业提供理论借鉴。
1 350MW超临界汽轮机的发展状况350MW超临界汽轮机的快速发展一个主要原因就是小电网方面限制了许多大电网的机组扩建。
从经济性能来看,350MW超临界汽轮机具有非常大的经济优势。
就其电网安全运行方面,发电厂的最大机组的容量不能超过系统方面的百分之十,从这一层面来讲,350MW超临界汽轮机具有其他汽轮机所不具备的容量优势[1]。
与相同容量的亚临界机组进行对比分析可以发现,350MW超临界汽轮机在循环效率上能提高到百分之二点五至百分之三,在煤耗方面可降到百分之二点七,并且比同容量的亚临界机组更具有环保效益。
2008年最早进行投产使用350MW超临界汽轮机的是哈尔滨汽轮机厂有限公司。
在公司自主研发的基础上,首次将汽轮机的高压缸和中压缸采用350MW超临界的形态,对流通面积和相应的临界技术方面进行有效设计。
随后,各大汽轮厂纷纷进行自主研发和性能改进,350MW超临界汽轮机得到广泛的投产和使用。
2 350MW超临界汽轮机的主要性能2.1 在热耗率方面明显优于亚临界机组,但高于设计保证值350MW超临界汽轮机所设计的热耗大约在7650千焦,比相同容量的亚临界汽轮机的设计热耗低于200千焦以上。
350MW超临界循环流化床锅炉机组节能减排技术分析摘要:随着对生态环境的日益重视, “ 节能减排” 已经逐渐走进了人们的生活。
火力发电厂作为碳排放大户, 排碳量约占到全国总排放量的 33%以上。
因此, 超 (超) 临界机组节能减排技术将是今后燃煤火电机组的装机主力。
文章将结合多年从事电厂热机、环保技术的实践工作经验,阐述超(超)临界机组比亚临界机组具有的优势、超(超)临界机组能够采取的节能减排技术以及我国超(超) 临界机组节能减排在设计方面的发展趋势。
关键词:超(超)临界;节能减排;电力设计超 (超) 临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果, 我国将主要发展高效率高参数的超临界和超超临界火电机组。
世界上超超临界机组发电热效率最高可达 50%, 供电煤耗远低于亚临界压力机组; 采用低氮燃烧技术, 可在燃烧过程中减少 65%的氮氧化物及其它有害物质的形成,脱硫效率高于 98%,大大提高机组节能降耗水平。
为了减少二氧化硫、 NOx 等污染物的排放,目前各国都在争先研究更高参数的超超临界机组, 努力研发节能减排技术, 进一步提高机组热效率。
我国提出 2020年减排目标是单位 GDP 碳排放比 2005年降 40%~ 45%,发展超(超)临界机组刻不容缓。
本文将详细阐述超(超)临界机组与亚临界机组的区别及优势、超 (超) 临界机组研制发展可能采取的节能减排设计技术以及超(超)临界机组节能减排设计的发展趋势。
1 超(超)临界机组与亚临界机组的比较及优势①超(超)临界机组比亚临界机组二氧化碳排放量更少,能耗率更低。
蒸汽参数很大程度上会影响火电厂的热效率, 超临界机组相比同容量的亚临界机组在二氧化碳排放量方面会减少 7%, 煤耗降低 3.8%; 超超临界机组相比同容量的亚临界机组在二氧化碳排放量方面会减少 10%,煤耗降低 5.9%。
其中, 600 MW 的超超临界机组发电煤耗为285 g/kW•h ,供电煤耗为299 g/kW•h ; 600 MW的超临界机组发电煤耗为292 g/kW•h , 供电煤耗为306 g/kW•h ; 而 600 MW的亚临界机组发电煤耗达到每度 301 g, 供电煤耗达到318 g/kW•h 。
浅谈350MW超临界机组协调控制系统的优化设计与应用摘要:在我国的火力发电厂中,超临界机组是其主要的动力机组,不仅工作效率高,而且具有十分突出的经济性。
为了进一步研究超临界机组的应用问题,本文基于350MW超临界机组,对其中的协调控制系统进行了研究分析,并提出了对其的优化设计应用方案,以期为相关从业人员提供科学的参考和借鉴。
关键词:350MW超临界机组;协调控制系统;系统设计前言:随着科技的飞速发展以及节能环保理念的推广,这使得容量大且排放低的超临界机组得到了前所未有的重视,且得到了长足发展。
而其中的协调控制系统作为机组的核心部位,起着平衡电网和机组之间供求关系的作用,其将锅炉和电机作为一个整体进行把控,对整个机组的安全运行起着至关重要的作用。
1350MW超临界机组协调控制系统的组成2.1主蒸汽压力形成回路主蒸汽压力的预设值为Pa,其针对滑压运行和定压运行分别有自动设定和手动设定两种工作模式。
在滑压运行情况下,其由函数发生器f(x)对负荷指令进行运算,以得出不同负荷情况下的压力标准值,而在定压运行情况下,压力的标准值则由技术人员根据当时机组的实际运行情况进行手动的调整[1]。
在实际应用过程中,技术人员往往采用联合变压的工作模式。
2.2主蒸汽温度把控系统一般情况下,主蒸汽温度把控系统运行的正常与否在很大程度上影响着机组的安全运行,若温度过高,会造成锅炉以及蒸汽输送管道的损坏,减少其使用寿命,若温度过低则会造成机组的耗煤量增加,降低机组的利用效率。
温度的不稳定,不仅会造成机组部件的损坏,更会引起汽机内的气压不稳,严重时甚至会危及到机组的安全运作。
而对于超临界机组而言,这一问题已得到了很好的解决,其通过控制锅炉的耗煤效率,形成稳定的换热外部环境,又通过把控工作流量以形成稳定的换热内部环境,此外再通过对燃水比的把控,从而确保了换热过程中内外部环境的稳定和安全。
通过以上过程,实现了对温度的准确把控。
2.3机组负荷的形成回路负荷指令,亦称LDC,其主要功能在于对机组的各类负荷需求指令进行筛选,并根据机组的实际运行情况进行指令处理,使之转变为锅炉和汽机设备的负荷能力,从而实现对实际负荷指令No的安全运行。
350MW超临界供热机组启动过程降低能耗与探讨发表时间:2019-06-21T09:15:47.630Z 来源:《电力设备》2019年第1期作者:李世民[导读] 摘要:当前,350MW超临界机组已经作为供热的主力机组,但机组启动过程中都存在一定的问题,不管是设备缺陷,还是运行操作,都有很大的优化空间。
(京能十堰热电有限公司 442000;湖北省十堰市茅箭区五堰街办何家沟维多利亚小区)摘要:当前,350MW超临界机组已经作为供热的主力机组,但机组启动过程中都存在一定的问题,不管是设备缺陷,还是运行操作,都有很大的优化空间。
下面这篇文章,将带领大家一同重点探讨目前常规的350MW超临界供热机组启动过程中的能耗,侧重于降低能耗,提高电厂运行管理水平。
关键词:超临界;供热机组启动;降低能耗引言:现阶段350MW超临界供热机组已经投运了很多机组,但启动过程中每个电厂都会遇到一些问题,不管是操作人员的技术水平、电厂的运行管理水平还是机务、热工、保护装置等设备的健康、稳定程度,有时还受到天气的制约,这些都会影响机组的安全启动,只有保证机组安全启动,才可能去探讨启动过程中的节能降耗。
因此,我们需要针对350MW超临界供热机组启动运行操作采取一定的优化,最大限度的减少启动能耗和启动时间。
1、概述超临界供热机组的启动,是一个多方面配合事项,涉及到集控、辅控运行、检修专业之间的配合,加上极端天气、设备缺陷、电网负荷、工业热负荷等需求的存在,给机组启动带来很多不确定性,如果一味的追求启动时间,不注重启动安全和能耗,对电厂的安全性和经济性有很大影响2、启动过程中的能耗降低与分析2.1充分运用临炉加热现阶段,大部分350MW超临界机组都设置有临炉加热,一般从临机冷再上接一路汽源连接至机组的2号高加汽侧,用于加热给水,此方法在很多电厂已经实现,效果也很好,有的电厂可以做到水冷壁温度加热到190℃不用点火就可以实现热态冲洗,此项操作应保证临机锅炉受热面的温度在安全运行范围,防止运行机组冷再同时接带两台机组的辅助蒸汽造成受热面超温。
《工业控制计算机》2021年第34卷第3期350MW超临界机组深度调峰下协调控制系统优化近年来,随着新能源产业的持续壮大,风电和太阳能逐渐改变了目前电网格局,由于新能源的不稳定性,各高参数机组如何频繁高效地解决调频调峰问题、实现机炉间的协调控制、进一步提高调节负荷的深度成为各电厂的主要任务。
超临界机组的协调控制系统是将锅炉、汽机及辅机作为整体加以控制的多变量、强耦合、非线性的时变系统,目前传统且广泛的协调控制系统,在低负荷下容易出现煤水配比失衡,导致汽温汽压偏差过大,影响机组安全经济运行。
文献[1]提出基于模糊指标函数的受限预测控制方法,但计算量大,过程复杂,且在目前的控制方法中还考虑安全性和经济性指标;文献[2-3]针对协调控制系统中的锅炉主控、汽机主控和给水主控分别进行了分析和优化,相当于解耦进行控制;文献[4]根据模糊控制的思想研究了自使用模糊PID控制器在机组协调控制系统中的应用,都是为PID控制器建立模糊规则表以提高其鲁棒性和智能性,但缺少了模糊规则表中参数量化的具体方法;文献[5]提出一种基于仿人智能控制的协调系统优化方法,对协调系统控制参数的优化有较大提高,但未考虑到机组运行的经济性。
针对上述提到的问题,提出一种基于多目标粒子群的协调优化控制方案,首先对DCS中原有的协调控制系统结构进行优化,再利用多目标粒子群算法对其中参数进行寻优,得到最优的控制参数,最终可在考虑多种约束的同时提高机组运行的经济性,保证控制的快速性和准确性。
1协调控制系统优化350MW超临界机组的协调控制系统结构如图1所示。
保证主蒸汽压力的稳定性和电功率的快速跟踪是协调控制系统的首要目标,由于锅炉的大惯性导致的调节延迟性是影响其控制效果的主要因素,为此,需要加快煤水量的调节,图1中将主汽压力的偏差作为锅炉主控PID B的输入,计算出的指令一方面立即调节煤量,另一方面作为前馈输入到给水量的调节中,同时采用分离器出口温度(也称中间点温度)的调节(PID T)作为提前量调节给水量。
350MW 超临界机组负荷波动原因分析及解决措施吕建,王映奇,闫星磊(山西世纪中试电力科学技术有限公司,山西太原030001)摘要:机组负荷波动严重影响火电厂的经济效益和电网的安全稳定运行。
结合某电厂出现的伺服卡参数设置不当导致汽机调门摆动引起负荷波动,深入分析了负荷波动的原因,并提出了相应的解决措施,为火电厂解决同类问题提供了参考借鉴。
关键词:负荷波动;调门摆动;伺服卡;参数设置中图分类号:TM621文献标志码:A文章编号:1671-0320(2022)06-0040-030引言随着火力发电机组的不断发展,机组容量也在不断扩大,电网对电能质量的要求越来越高。
在《电力系统调度管理规程》中明确规定:系统频率标准为50Hz ,偏差不得超过±0.2Hz 。
因此,要求机组一次调频功能可靠投入,提高电网负荷变化时频率响应能力,保持系统频率在允许范围内。
某厂在进行一次调频试验时出现机组负荷波动较大,不符合《火力发电机组一次调频试验及性能验收导则(GB/T30370—2013)》的规定,试验结果不合格。
分析造成负荷波动的原因并加以解决,确保高质量的电力供应是本文探讨的关键。
1系统简介某电厂汽轮发电机组采用上海汽轮机厂生产的超临界机组,型号为CJK350-24.2/0.4/566/566,一次中间再热、单轴、双缸双排、间接空冷(两机一塔)、凝汽式汽轮机[1],其数字电液控制系统DEH (digital electro-hydraulic control system )采用国电智深EDPF-NT Plus 控制系统,汽轮机DEH 控制系统属纯电调型,机组共配置6个调门,分别为4个高调门和2个中调门,调门类型均为MOOG 阀,机组在并网带负荷后中调门全开。
DEH 伺服模块采用国电智深EDPF-VC (六线制)系列,具体采用EDPF-VC0106G (±10V )模块。
调门控制回路原理构成如图1所示。
仁丘2×350MW超临界机组MCS系统逻辑设计说明设计:校对:审核:批准:新华控制工程有限公司2011年8月28日超临界机组控制方案说明1.超临界机组模拟量控制系统的功能要求超临界机组相对于亚临界汽包炉机组,有两点最重要的差别:一是参数提高,由亚临界提高至超临界;二是由汽包炉变为直流炉。
正是由于这种差别,使得超临界机组对其控制系统在功能上带来许多特殊要求。
也正是由于超临界机组与亚临界汽包炉机组这两个控制对象在本质上的差异,导致各自相对应的控制系统在控制策略上的考虑也存在差别。
这种差别在模拟量控制系统中表现较为突出。
此处谨将其重点部分做一概述。
1.1 超临界锅炉的控制特点(1)超临界锅炉的给水控制、燃烧控制和汽温控制不象汽包锅炉那样相对独立,而是密切关联。
(2)当负荷要求改变时,应使给水量和燃烧率(包括燃料、送风、引风)同时协调变化,以适应负荷的需要,而又应使汽温基本上维持不变;当负荷要求不变时,应保持给水量和燃烧率相对稳定,以稳定负荷和汽温。
(3)湿态工况下的给水控制——分离器水位控制,疏水。
(4)干态工况下的给水控制-用中间点焓对燃水比进行修正,同时对过热汽温进行粗调。
(5)汽温控制采用类似汽包锅炉结构,但应为燃水比+喷水的控制原理,给水对汽温的影响大;给水流量和燃烧率保持不变,汽温就基本上保持不变。
1.2 超临界锅炉的控制重点超临界机组由于水变成过热蒸汽是一次完成的,锅炉的蒸发量不仅决定于燃料量,同时也决定于给水流量。
因此,超临界机组的负荷控制是与给水控制和燃料量控制密切相关的;而维持燃水比又是保证过热汽温的基本手段;因此保持燃/水比是超临界机组的控制重点。
本公司采用以下措施来保持燃/水比:(1)微过热蒸汽焓值修正对于超临界直流炉,给水控制的主要目的是保证燃/水比,同时实现过热汽温的粗调,用分离器出口微过热蒸汽焓对燃/水比进行修正,控制给水流量可以有效对过热汽温进行粗调。
(2) 中间点温度本工程采用中间点温度(即分离器出口温度)对微过热蒸汽焓定值进行修正。
350MW超临界机组汽动引风机的运行摘要:引风机已成为电厂最大的厂用电负荷之一。
引风机采用小汽轮机驱动有利于降低厂用电率,提高增加机组的净供电量、提高电厂的效益。
本文介绍某350MW超临界机组汽动引风机的运行情况。
关键词:汽动引风机;超临界机组;调试;运行现代大型火电机组不断朝着大功率、高参数的方向发展,使得锅炉引风机的功率也越来越大;同时发电厂加装脱硫装置时普遍将引风机与脱硫增压风机合并,使得引风机的功率进一步增大。
过大的引风机功率将带来厂用电增加和电机启动电流大等问题,给厂用电系统带来冲击。
采用汽轮机驱动引风机的模式能够有效解决上述问题,同时能降低厂用电率及供电煤耗,提高经济效益。
1 汽动引风机的系统配置锅炉配置两台双吸双支承离心式风机,引风机的全压为10416Pa,风量为281.21kg/s,额定转速为880rpm。
引风机采用纯凝汽反动式汽轮机驱动。
两台汽轮机共设置两路汽源。
工作汽源采用四段抽汽,启动及调试汽源为辅助蒸汽。
汽源设计压力为0.3~0.8MPa,设计温度为280~340℃。
两台汽轮机共用一套轴封系统,汽源取自引风机汽轮机供汽母管,通过一台减压阀调整轴封供汽压力。
轴封回汽排至轴封加热器。
每台汽轮机配置一台凝汽器及真空系统,配置两台凝结水泵,凝结水经过小机凝结水泵升压后打入主机凝汽器。
两台小机真空系统配置水环式真空泵两台,正常运行时1台运行1台备用。
小机凝汽器循环冷却水取自主机凝汽器循环冷却水。
引风机汽轮机的相关疏水均排入其单独设置的疏水扩容器中。
小机凝汽器补水取自小机凝汽器循环水补水管,备用水源取自引风机房辅机循环水。
引风机汽轮机通过减速机减速后驱动引风机,减速机为德国VOITH生产的RHP50型行星传动装置,减速机的传动比为6:1。
减速机与汽轮机转子、引风机分别通过挠性联轴器相连,润滑油由小机润滑油系统提供。
2 汽动引风机的首次启动汽动引风机首次启动应先进行风门挡板、阀门的检查传动、小机油系统的冲洗和油压整定、蒸汽管路吹扫、小机汽门及执行机构校验、热工联锁的传动、小机空载试运、小机超速试验等步骤。
图4 车钩识别图像结果模型训练进行2000次,通过对比目标数据集中图片的预测结果与真实值的重合率达到了97.3%,YOLO_V2检测一张图片平均用时为30ms,约33帧/s,基本满足现场的实际需求。
在现场测试过程中,以翻车机工作现场采集的图像序列为测试数据源,针对现场采集的图像图1 一次风道示意图表1 一次风机本体部分参数表项目单位设计规范型号L3N 2098.12.83 DBL6T 形式双吸双支撑离心式风量TB工况m³/s103.3kg/s116.6BMCR工况m³/s77.3kg/s94.6全压升Pa TB:25035.5 BMCR:18130.4额定转速rpm1485叶轮直径mm2350调节方式风机进口导叶调节+电机变频调速调节范围Hz25~50入口风温℃TB:38 BMCR:14.3出口风温℃TB:61.2 BMCR:30介质密度kg/m³TB:1.129 BMCR:1.2233 数值模拟及优化3.1 建模本文对一次风系统按照1:1的比例建立全尺度三维图2 优化前各截面速度分布图图3 优化前截面1速度分布图图4 优化前截面2速度分布图图5 优化前截面3速度分布图一次风机出口至空预器入口风道较短,存在多处风道变截面、流向转折、两个风道汇流。
原风道内未增设导流装置,变截面位置流体不能在自然状态下按截面形状均匀扩散,产生高速区和低速区,如图3、图4两个风道汇流处介质质点间剧烈碰撞存在动量交换,流体在流向风道折转位置时产生涡流、速度重新分布引起加速或减速造成局部压力损失,速度分布不均匀;图为空预器入口300mm截面,由于上游风道变截面及流向折转的影响,使得空预器入口截面风速分布不均匀。
图6 加导流板模型图优化后模拟优化后风道内各截面的速度分布模拟如图7示。
由图7和图9可以看出,风道内加装导流板后,流场分布较为均匀,缓解了因风道变截面、流向折转以及风道汇流造成的流场紊乱和流动不稳定等问题,流通面积内气体平稳过渡。