机组agc和锅炉汽温优化控制策略专题报告

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1、检索号37-FA10221S-K大唐滨州热电联产(2X350MW)工程机组AGC和锅炉汽温优化控制策略专题报告山东电力工程咨询院有限公司SNPICSHANDONGELECTMCPOWBtENGMEERMGCONSULTINGMSTITUTECORR4.T1X二零一四年八月批准:审核:校核:编写:8HANOONGUCT1OC9»COMM.PNCINtTnVTBCOftfUTU前言1国内AGC和锅炉汽温控制的现状及存在的问题2实时优化控制系统的控制策略及特点3实时优化控制系统的主要构成及与机组DCS接口方式4实时优化控制系统的应用针对现代火力发电机组，尤其是超（超）临

2、界机组存在负荷升降速率低、关键参数波动大、再热汽温调节困难及系统不能很好适应煤种变化等实际问题，本专题通过有机融合预测控制技术、神经网络学习技术及自适应控制技术，提出了基于先进控制策略的超（超）临界机组AGC和锅炉汽温优化控制的解决方案。应用AGC实时优化控制装置，机组性能可得到如下改善和优化：1）将机组AGC的负荷升降速率提高到2.0%/min以上，有效提升机组的调峰、调频能力；2）确保再热烟气挡板投入自动，有效减少再热喷水量；3）在大幅度变负荷等扰动工况下，有效防止参数的反复波动；4）自动适应煤种的变化，控制性能保持不变。1国内AGC和汽温控制的现状及存在的问

3、题1.1现状“AGC”控制系统作为现代火力发电厂的核心控制部分，承担着协调锅炉、汽机侧各个闭环控制系统，调整单元发电机组的负荷输出来响应实时调度负荷指令的重要任务,是连接电网与机组之间的桥梁，其控制性能直接影响着机组AGC运行的安全性、稳定性、经济性和电网的有功调节水平。AGC控制系统实质上包括丫机组协调控制系统（CCS）和其它重要闭环控制子系统，主要冇：主汽温的控制、再热汽温的控制、风量及氧量的控制、制粉系统控制等，因为在机组设备正常条件下，其AGC运行性能儿乎完全由这些闭环控制系统的性能决定。另外，本工程为超临界机组，在技术上具有先进性，在经济上具有良好的效益

4、，可提升环保特性。但锅炉汽温（包括主汽温度、再热汽温）的调节和控制是难点，需要采用多种调温方式的优化耦合以实现再热汽温的调节并满足机组调峰特性。1.2存在的问题A前，国内大型火电机组的AGC控制策略主要采用国外各大DCS厂商提供的组态逻辑，采用了负荷指令前馈+PID反馈的调节方案，其主要思路在于：尽可能的将整个控制系统整定成开环调节的方式，反馈调节仅起小幅度的调节作用。这种方案要求前馈控制回路的参数必须整定得非常精确，对于煤种稳定、机组设备稳定、机组运行方式成熟的国外机组，这种方案是比较奋效的，因此一直以来国外DCS厂家均选择此种方案；但是,对于煤种多变、机组控制

5、及测量设备不精确、运行参数经常与设计参数存在较大偏差的国内机组，控制效果则会明显变差。通过对现场运行情况的调研和归纳，在运机组的AGC控制问题主要体现在如下几个方面：（1）消除扰动能力差，易出现参数人幅波动及调节振荡情况。这是目前机组运行中最普遍出现的情况，机组在大幅度变负荷、启停制粉系统、吹灰等扰动工况下，控制系统常会出现控制不稳定或温度、压力大幅偏离设定值的情况，严重影响运行安全性。（2）机组负荷升降速率低常规的AGC控制方案，由于对大滞后被控对象无法找到有效的控制方法，机组负荷的升、降速率仅在l%~1.5%/min左右，机组的调峰、调频能力差，无法满足电网对

6、机组负荷的响应要求。（3）煤种变化对控制系统影响大在煤种变化时，控制系统缺乏自适应手段，控制性能也随之变差。运行人员为保证机组安全，只能采用很低的变负荷率运行。（4）正常AGC调节中，燃料、给水等控制量波动大机组正常AGC运行中，由于AGC指令的频繁反复变化（平均广2分钟变化一次），使得机组的燃料、给水、送风等各控制量也大幅来回波动，此时虽然主汽压力、温度等被控参数较为稳定，但会造成锅炉水冷壁和过热器管材热应力的反复变化，容易导致氧化皮脱落，大大增加了锅炉爆管的可能性。（5）再热烟气挡板难以投入自动，机组运行经济性差超（超）临界机组的ff热汽温通常采用喷水减温+烟

7、气挡板的调节手段，但出于烟气拽板对再热汽温的滞后很大（控制对象时间常数达十几分钟），釆用DCS常规控制方案基本无法投入烟气挡板的自动控制。运行人员只能以再热喷水减温为控制手段来调节，机组运行经济性明显受到影响。综合上述问题，其主要原因是，随着机组工况和煤种的变化，机组被控对象的动态特性己变得越来越差，过程的滞后和惯性己变得越来越大，对象非线性和时变性的特征也越来越明显，在这种情况下，采用常规的负荷指令前馈+PID反馈的AGC调节方案，已很难协调好控制系统快速性和稳定性之间的矛盾，同吋，常规PTD控制亦无法实现烟气挡板投入自动控制。1.3要从根本上解决上述问题，应将

8、先进的控制