基于汽机跟随的超临界机组协调控制方案

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1、第24卷第l0期电力科学与工程Vo1．24．No．10242008年12月ElectricPowerScienceandEngineeringDec．，2008基于汽机跟随的超临界机组协调控制方案林文孚(武汉电力职业技术学院，湖北武汉430079)摘要：分析了当前超临界机组控制系统中燃料发热量校正、燃水比控制、负荷扰动等方面存在的问题，根据超临界机组的特点，提出了基于汽机跟随的超临界机组协调控制方案。以炉侧为主导实现负荷控制，用中间点温度校正燃烧率指令，实现了热量动态校正和燃水比控制，简化了系统结构，提高了机组负荷适应性和主汽压力、温度的稳定性。关键词：超临界机纽；炉侧主导的负荷控制；热量动态

2、校正；燃水比控制中图分类号：TP273文献标识码：A补偿，没有反映蒸汽焓质的变化，这种“热量修正”1超临界机组控制系统运行中存在的问题的结果是，在动态过程中扩大了锅炉输入、输出能量的不平衡，必然引起负荷、压力、温度的波动。近几年来，超临界机组在我国电网中的装机容况且，在汽温(焓)变化较大时，蒸汽流量难以代量越来越大，并已成为主力机组。不断提高超临界表燃料发热量，这些情况使得BTU校正事实上难机组的控制水平，成为控制专业人员不断追求的目以在超临界机组中得到有效运用。标。超临界机组控制系统运行中主要存在以下问题。1．2过热汽温控制1．1燃料发热量信号(BTU)校正用燃水比校正作为过热汽温控制的基本

3、手段，燃料量的准确与及时测量，是提高机组压力与是超临界机组汽温控制的主要特征'。由于煤的负荷控制水平的关键因素之一。由于煤的品种与煤品种与煤质经常处于变化之中，实际燃水比与设计质的变化，给煤量的测量一直是困扰控制工程技术值具有很大差别，导致中间点温度的波动。另一方人员的难题，特别是在燃煤日趋紧缺的情况下。超面，现在广泛采用改变给水流量来调节中间点温度临界机组一般用蒸汽流量或给水流量作为燃料发热的方法，导致当锅炉内扰时，汽温调节与功率稳量的校正信号。该信号由于没有汽包压力的微定相矛盾。如煤的发热量增加时，中间点温度与锅分，存在明显不足。BTU校正器整定过慢时，校炉出口过热汽温上升，给水控制系统发

4、出提高给水正信号严重滞后，难以适应燃煤发热量经常变化的流量的指令，给水流量的增加必然使机组输出功率需求，运行人员不得已要进行手动干预；校正器整增加。在外界负荷需求不变的前提下，协调控制系定稍快时，在工况变动过程中，校正信号可能发出统必须发出降低锅炉主控输出的指令，减少入炉燃错误的信号。例如，外扰使汽机调节汽门开大时，料量和给水量，以稳定机组负荷。这就是说，当燃蒸汽流量瞬时增加，本来需要锅炉增加燃料，校正料量内扰时，为稳定汽温和机组负荷，给水流量有信号却发出燃料发热量已增高的错误信号，反而抑一个先增加(或先减少)后减少(或增加)的过制了锅炉燃料量随负荷需求的增加。同时，直流锅程。给水、燃料内回路

5、和功率主回路都会动作，内炉的主汽压力直接影响给水流量，汽调节汽门开扰导致了汽温与负荷的波动。大，主汽压力下降，会直接引起给水流量增加，影1．3机组负荷控制响更加突出。该信号因为没有汽包压力微分的动态超临界锅炉的蓄热能力仅为汽包锅炉的收稿日期：2008—05—28．作者简介：林文孚(1955一)，男，武汉电力职业技术学院副教授，高级工程师第l0期林文孚基于汽机跟随的超临界机组协调控制方案251／3~1／2。当汽机侧发生负荷扰动时，锅炉侧可以功率偏差信号)引入调节器PID，相当于虚利用的蓄能十分有限，外扰时机组负荷的响应能力假地提高(或降低)主汽压力定值，可造成汽机调比汽包锅炉要羞得多。但是，目前

6、超临界协调控制门适度动态过调，以响应负荷。另外，还可将功率系统中仍与汽包类似地普遍采用锅炉跟随为基础的定值作为前馈信号，使汽机在机组负荷需求开始变协调控制系统，将功率需求直接加给汽机主控。在化时，及时参与功率调节。稳态时，汽机主控维持滑压运行压力以上，虽然直流锅炉允许汽压的变化主汽压力为压力定值。范围较汽包炉大，但直流锅炉并不能象汽包炉那样，由于一定压力和温度的蒸汽流量与机组负荷具放出足够的蓄热以响应负荷，还会因压力的波动直有确定的关系，又因为直流锅炉给水流量与蒸汽流接引起给水流量自发变化和燃水比的异动，导致过量之间存在直接的关系，锅炉主控指令尸B经)换热汽温的激烈变化。所以，通过汽机调门的动

7、作提算成给水流量需求值，并用Fi(f)补偿炉内燃烧传热高超临界机组的负荷响应是不可取的。实际上，正迟延对水冷壁温度的影响。在设计煤种的工况下，是因为锅炉水冷壁金属耗量少，工质储量也少，其燃烧率修正值约等于零，尸B经)换算成锅炉主热容量和惯性显著小于汽包锅炉，锅炉也允许较高控指令对应的燃料量，经()换算成所对应的风的温度变化率，使机组快速启停的能力得到提高。量。也就是说，经函数器F。)，)，)和相若