600mw超临界机组控制策略

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1、600MW超临界机组控制策略0引言作为实现机组安全经济运行目标的冇效手段，自动控制系统在机组安全运行中所起的作用曰益重要，其功能也曰益复杂，担负着机组主、辅机的参数控制、回路调节、联锁保护、顺序控制、参数显示、异常报警、性能计算、趋势记录和报表输出的功能，己从辅助运行人员监控机组运行发展到实现不同程度的设备启停功能、程控和联锁保护的综合体系，成为大型火电机组必不可少的组成部分[1,2]。1超临界机组的控制策略1.1协调控制系统单元机组指由发电机、汽轮机和锅炉构成，是一个相互关联的复杂的多输入输出的控制对彖，必须将锅炉和汽轮发电机

2、视为一个整体来考虑。协调控制系统的任务有3项：保证机组输出功率迅速满足电网的要求；迅速协调锅炉、汽轮机Z间的能量供求平衡，使输入机组的热量尽快与机组的输出功率相适应；在各种运行工况下，均能保证机组安全运行。协调控制系统设计关键在于处理机组的负荷适应性与运行稳定性这一矛盾。既要控制汽机充分利用锅炉蓄能，满足机组负荷要求；又要动态超调锅炉的能量输入、补偿锅炉蓄能，要求既快乂稳。现代大型锅炉、汽轮机单元机组是一个多变量控制对象，机、炉两侧的控制动作相互影响，凡机、炉的动态特性茅界较大。超临界机组中的锅炉都是一直流锅炉，作功工质占汽、水

3、循环总工质的比例人，锅炉惯性相对于汽包炉大大降低，超临界机组工作介质刚性提高，动态过程加快。超临界直流炉大型机组的这些特点决定了其协调控制从本质上区别于传统汽包炉，它需要更快速的控制作用，更短的控制周期，以及锅炉给水、汽温、燃烧、通风等Z间更强的协同配合。1.2给水全程控制系统超临界直流炉的主蒸汽压力变化是汽轮机负荷或锅炉岀力的变化所引起的,为了保持住锅炉岀力和汽轮机所需的蒸汽量的平衡，就应该稳住给水流量。由于超临界机组给水变成过热蒸汽是一次性完成的，所以给水量就等于蒸发量，因此,给水量是锅炉主控调节的根木，不同给水量就对应不同

4、的负荷。1.3中间点温度控制和过热汽温控制汽温控制的质量直接关系到机组的安全经济运行，而过热汽温的控制乂是锅炉各项控制中较为困难的任务Z-,这主要是由于：造成过热汽温变化的原因有很多，如负荷、减温水等；在各种扰动下，汽温对象具有非线性、吋变等特性,使控制难度加大；汽温对象具有大迟延、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的捉高，蒸汽过热受热而比例加大，使迟延和惯性更大，进一步加大了控制的难度。超临界直流锅炉正常运行时，上辐射区II通道出口蒸汽温度处于微过热状态，该点是反映燃料和水关系变化最灵敏的地方，称为屮间点温度，该点温度还需根

5、据锅炉热负荷、喷水量进行修正。锅炉运行中将中间点温度控制在一定范围内，就可以认为锅炉汽水系统中的相变点界面被基木固定住，从而使燃料和水保持一定比值关系，这才能保证过热汽温在可控制范围内。根据经验数据，屮间点温度每变化l°c,低负荷时对过热汽温的影响达10°C,高负荷时对过热汽温的影响为5°C,因此超临界机组直流锅炉调节的关键是保证煤水比，控制住屮间点温度（或采用熔值）。1.4锅炉启动分离器的控制为了满足锅炉启动的需要，直流炉都设计冇启动分离器系统，在启动过程屮它起到了亚临界机组汽包的作用，启动分离器在锅炉进入超临界前作为汽和水分

6、离的界面，通过调节其入口阀门开度以保持顶出阀前压力恒定。当顶出阀前温度达到415〜420°C时，逐步切除启动分离器系统，工况转为带节流的直流工况，过热器升压至全压。此时，分离器进入完全干态，它在锅炉内只起一个汽水通道的作用。1.5一次调频控制由于直流炉的誉热很小，当汽机调门开大时，主汽压力的下降幅度较大。如当在负荷204MW和254MW时，调门开度变化2.3%引起的压力变化达1.5MPa以上，而冃当机组的负荷降低时，相同的汽机调门变化引起蒸汽流量的变化更大,从而导致更大的汽压变化。另一方面，尽管汽机调门开度变化会引起主汽压力大幅

7、度变化，但与汽包炉不同，在调门开启的起始时间里，主汽压力不会突降，主汽压力的变化始终是缓慢的，如当机组负荷在300MW和204MW时，整个主汽压力的变化时间分别为244s和350so当锅炉的给水流量指令（也是锅炉的负荷指令）增加时，主汽压力能较快地上升，这是电厂锅炉采用中间粉仓式制粉系统的优点，基于机组的这一特点，在设计一次调频方案时，只要在快速改变汽机调门开度的同时，也快速改变锅炉的给水流量指令，就有可能有效抑制主汽压力的变化。1.6磨煤机控制磨煤机控制系统是一个多变量、非线性、时变系统，其控制要求如下：调节给煤量，满足运行负

8、荷的要求「调节磨煤机总风门挡板，满足对一次风量的要求；调节热风、冷风挡板，达到理想的磨煤机出口温度。在磨煤机控制中，给煤量与一次风量的比值控制很重要。另外，由于制粉、送粉系统的时间延迟和滞后较大，为加快制粉、送粉系统的动态响应，需利用屮速磨排粉量对一次风量响应较