联合循环电站协调控制的研究

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1、联合循环电站协调控制的研究阅读：[369]作者：魏守鑫发表日期：2008-6-26摘要：本文根据联合循环的运行组合、各种启动停运运行方式及其联合循环基本特性，拟定出联合循环的负荷分配协调控制方案和各种模拟控制的配合关系。并阐述了联合循环协调控制系统的系统功能和负荷响应能力。1 前言   由于联合循环电站的热电效率高，燃气轮机(以下简称为燃机)部分启动速度快，建设周期短，所以目前建设的燃机联合循环电站越来越多。特别是对白天用电量大，夜间用电量少，昼夜用电量变化很大的经济并发区，采用燃机联合循环电站供电更加经济、方便。为了更好的满足负荷频

2、繁变化，使机组即能带基本负荷又能带中间负荷和调峰负荷，联合循环机组必须采用协调控制。   联合循环电站要参与民网的调频，所以联合循环电站协调控制，应把电网、燃机、余热锅炉、汽机及其控制系统看作一个整体，作为一个广义的调节对象来研究；电网供电中供需双方(发电方与用电方)之间在负荷响应问题上存在着一定的矛盾。从电网方面来看，要求在保证质量的前提下，机组尽可能迅速、稳定地响应负荷变化；而在机组方面，由于某些内在的原因，往往不能适应大幅度、快睦负荷调度的需要。一般说来，这种能量平衡是通过接入与解列用电设备或增、减发电机l组供电负荷来平衡。  

3、  联合循环电站协调控制系统包括燃机控制、余热锅炉控制、蒸汽旁路站控制、汽轮发电机(以下简称汽机)控制及相关参数的调节。由于联合循环电站包括多台发电机供电，所以联合循环电站的控制相当于一个小电网的控制。作为一个电网的负荷增、减控制，就有可能启动一台机或停止一台发电机。作为联合循环的协调．控制系统，要满足多种运行工况，尽可能的扩大机组的可调范围。当负荷变化超过运行机组的可调范围时，同样应用启动一台燃机或停止一台燃机来满足负荷的需求。   联合循环机组的组合方式很多。一台燃机、一台余热锅炉、一台汽机组成的联合循环，简称为1+1+l建制；目

4、前建的联合循环有1+1+1建制；2+2+l建制；3+3+1建制；4+4+l建制；5+5+1建制；6+6+1建制。不论建制的组合数多少，一种建制均为一个单元机组，对于各个单元机组其运行方式大致基本相同。本文以4+4+1建制循环单元机组控制系统为例，研究其各种运行方式的协调控制方案，在保证机组安全、可靠、经济、运行的前提下，采用协调控制，使机组快速响应向负荷变化。达到经济安全运行。2 联合循环单元机组的运行方式   联合循环单元机组的运行组合型式与机组的建制有关，一般来说联合循环的建制数越大，联合循环单元机组的启动运行组合方式越多，其控制

5、系统越是复杂。      联合循环单元机组的启动运行方式应包括下列内容：2．1 联合循环单元的运行组合      根据单元组中主机设备的情况及屯网负荷的要求，单元机组有下列几种运行组合方式：    2．1．1 联合循环单元机组中，全部燃视或部分燃机(剩余的停止)开环运行(汽机不运行)即燃机各自通过独立的烟囱排气。   2．1．2 联合循环单元机组中，一台燃气机或几台燃机开环运行，其余的燃机与相应的余热锅炉和汽机联合运行。2．1．3 联合循环单元机组中；一台燃气机或几台燃机开环运行，部分燃机停止运行，其余的燃机与相应的余热锅炉和汽机联合

6、运行。2．2 联合循环单元机组的启、停运行方式2．2．1 单元机组的启动方式．2．2．1．1开环启动    开环启动是对燃机而言，是单独的启动燃机，开环运行的过程。  2．2．1．2联合启动   所谓联合启动是指在允许的条件下，余热锅炉、汽机随燃机一起启动的过程。这里又可分为机组热态、温态、冷态（见注1)三种启动方式。三种启动方式的不同，主要是根据余热锅炉热应力的变化和汽机热应力要求，采用不同的控制过程。冷态联合启动时，锅炉烟气挡扳予先开一角度，快速启动燃机至满负荷，然后根据锅炉的热应力的要求逐渐开启烟气分流挡板。锅炉启动后向汽机供气

7、，并通过蒸汽旁路站来控制机前压力，满足汽机启动热应力的要求。2．2．1．3 后续启动   后续启动又可分为两种情况：（1)燃机已正常运行，然后启．动余热锅炉和汽机；(2)．已经有部分燃机及相应的余热锅炉、汽机处于正常的联合运行，然后启动未运行的燃机及所对应的余热锅炉的过程。这两种后续启动，均可分为热态、温态、冷态的三种启动方式。     *注1、机组的热态、温态、冷态主要是根据汽缸的金属温度范围来定义的。汽轮机的热态、温奉、冷态的划分如下：对中压，次高压汽轮机下缸内壁1、2级叶片中间处温度：   热态：350℃以上(大约停机后12小时

8、之内)；    温态：200℃——350℃(大约停机后12—48小时之内)；   冷态：200℃以下(大约停机后48小时之后)     相应的锅炉大约在停运后的相应时间内，也可称为锅炉的热态、温态、冷态。2．2．2 单元