大发彩票

中/EN

热控

所在位置:首页 > 业务领域 > 技术论坛 > 热控

某电厂两个细则协调控制系统优化

  • 来源: 大发彩票华北电力试验研究院
  • 作者: 刘书安
  • 发布时间: 2018-05-16

“两个细则”主要从机组AGC的考核指标包括可用率指标KA、调节性能指标K1(调节速率),K2(调节精度),K3(响应时间)4个方面对火力发电机组AGC调节性能综合指标Kp进行考核。学习研究“两个细则”对火力发电机组的经济影响,运用单元机组协调控制优化方法,对某电厂#2机组进行协调控制系统优化。

通过与某电厂发电部沟通,目前该单位两个细则考核主要集中在深度调峰考核和调峰考核。限制深度调峰考核及调峰考核的主要原因是机组脱硝设备问题,受制于脱硝需要温度影响,机组AGC限制最低负荷为150MW,以保证脱硝入口温度。

发电部反应目前协调控制存在的主要问题有:机组处于高负荷阶段降负荷过程中,主汽压力跟踪慢,机组压力超过17MPa后,将闭锁汽机调门进关小,负荷反调,机组升降负荷速率设置为7MW,如图1;机组低负荷150MW阶段,负荷震荡。电厂主要诉求为优化提高AGC调节指标,提高机组负荷变化率,争取投入R模式,避免电网考核。

通过分析机组逻辑,协调控制系统采用直接指令平衡控制系统,其控制策略采用前馈指令+闭环校正方式,将单元机组协调控制直接指令送至锅炉主控和汽机主控,这种方式使得锅炉和汽机同时获得最快的负荷响应。采用由汽机侧对功率回路进行校正,由锅炉侧对汽压进行校正。

图1:机组降负荷阶段

由于锅炉发热量的改变有较大的延迟和惯性,为了提高机组负荷响应速度,通过适当加强锅炉指令动态前馈,可以大大提高改善机组AGC的调节性能。锅炉动态给煤指令的构成:a)锅炉直接燃料指令分段线性对应于机组负荷指令的总燃料量指令;b)机前压力偏差微分;c)机组实际负荷指令微分,补偿锅炉初始纯延迟阶段的蓄热不足。

磨煤机风量控制热风门处于手动全开状态,不具备调节能力。一次风压力设定由三部分构成,主蒸汽流量函数设定和锅炉主指令函数设定大选值、主蒸汽流量函数设定和锅炉主指令函数设定大选值与运行人员手动设定值、实际负荷指令微分。当前配煤掺烧背景下,磨煤机出力磨损等原因,运行人员设定一次风压力较大,机组变负荷阶段基本依靠实际负荷指令微分来微调一次风压力,调节上下限为(0.3,-0.4)kPa。

此次优化调整主要工作内容:

1.    修正锅炉直接燃料指令分段线性对应于机组负荷指令的总燃料量指令函数,该静态前馈用于不同负荷所需要的燃烧率。经检查机组实际运行曲线,发现锅炉直接燃料指令分段函数与机组实际燃料量指令存在较大偏差。经检查现阶段机组实际负荷与燃料量对应关系,修正分段函数。

修正前

修正后

X

Y

X

Y

0

0

0

0

100

53

100

54

150

95

150

82

180

120

180

98

200

130

200

108

250

150

250

136

300

160

300

163

330

175

330

175

2.    修正动态前馈作用值。实际负荷指令微分前馈作用为补偿锅炉初始纯延迟阶段的蓄热不足,克服燃料环节的滞后。此微分作用只与变负荷的速率有关,与变负荷的幅度无关。该微分原设定上下限制为(2,-3),该修正值在机组变负荷阶段修正量不足,造成机组在调整阶段压力滞后。现将该限制修改为(14,-14),满足负荷设定变化值对机组蓄热的影响。

3.    减弱锅炉主控控制作用。机组锅炉炉膛容积大,热容量大,锅炉在接到负荷指令后,改变煤量到蒸汽流量发生改变需要时间,即蒸汽产生的纯延迟时间,最终导致汽压响应的延迟。对于此种大延迟控制系统,采用前馈+PID反馈的控制结构,当负荷或者压力指令发生变化时,合理利用锅炉的蓄热,快速给燃料量质量一个提前变化量,从而提高燃料的响应速度,实现负荷快速变化和压力的精确跟随;PID反馈保证机组在稳态和正常工况下负荷和汽压维持在设定值。在变负荷过程中,前馈的整定对变负荷过程的参数控制起决定作用。通过整定精准的前馈量,同时减弱PID作用,防止因PID作用过强造成的煤量超加及超减造成的负荷、压力波动。

4.    滑压速率选择。机组处于滑压运行时,滑压运行对负荷的适应性较差。这是因为机组在滑压运行时,锅炉蓄热能力将随参数的变化而变化,变化方向恰好与负荷需求方向相同;当需要增加负荷是,锅炉同时需要吸收一部分热量来提高参数,使其蓄热能力增强;反之,在降低负荷时,参数降低,释放蓄热。这两种结果都阻碍了机组对外界负荷需求的响应,降低了AGC响应速率。目前机组滑压速率设定为0.2MPa/MIN,且滑压曲线较陡,330MW-250MW为额定压力16.6MPa,150MW负荷降为10MPa。适当调整减小机组滑压速率有利于机组参数稳定。同时发电部反应提高机组滑压压力将提高机组煤耗,压力提高1MPa将提高2.5g煤耗,不具备提高机组运行压力的可条件。


 北京市石景山区银河大街6号院1号楼B座 京ICP备15041663 网站技术服务:iWing