超临界机组协调控制系统优化

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1、超临界机组协调控制系统优化.牛树森.华电潍坊发电有限公司山东省潍坊市高新技术开发区邮编：261204摘要：本文简要介绍了超临界机组控制技术的部分特点，概述了华电潍坊发电有限公司2×670MW机组在完善协调控制品质、稳定给水过热度以及促进节能降耗等方面的有益尝试，并对今后的优化方向提出了具体建议。关键词：自动发电控制（AGC）；超临界系统特性协调控制策略一次调频；直吹式制粉系统启停中间点温度控制；定滑压运行方式；一次风压力氧量节能控制引言超临界发电技术是一种高效、环保、可靠的发电技术，煤耗低，污染物排污

2、量少；超临界机组控制技术是超临界发电技术中的重要一环，与机组的安全、稳定、经济的运行密切相关。研究和掌握大型超临界机组的动态特性，改进和优化超临界机组的控制策略，促进超临界机组的一些关键控制技术的提高，对提升我国超临界机组的自动化水平、促进节能降耗具有重要意义。本文对潍坊Ⅱ期2X670MW机组超临界机组在参与机网协调的长期运行实践过程中表现出的系统特性以及快速响应调度命令、稳定电网运行质量（一次调频）的质量特性等对比分析，围绕稳定“水煤比”控制这个中心，通过优化协调控制策略；动态调试水煤耦合函数，完善

3、调节参数等，实现了过程控制的协调稳定；在燃烧（制粉系统）和给水控制系统中分别增加负荷指令微分和主汽压力定值微分前馈；改善了机组控制协调的容错性，提高了机组的整体抗干扰能力，收到了较为满意的效果。其次，针对直吹式制粉系统特点，反复设计测试了不同优化逻辑，提高AGC控制的稳定性；在汽机效率试验基础上优化机组滑压定值曲线，根据燃烧系统特性和煤质现状，设计优化一次风压定值曲线；对机组协调控制参与节能降耗进行了有益的探讨。一、超临界机组控制对象的主要特点600MW超临界机组已经成为我国电力行业的主力机组，超临界

4、机组的直流运行特性、变参数的运行方式、多变量的控制特点,与亚临界汽包炉比较在控制上具有很大的特殊性。1.1超临界火电机组的技术特点提高蒸汽参数并与发展大容量机组相结合是提高常规火电厂效率及降低单位容量造价最有效的途径。在新蒸汽参数下：压力16.5～31MPa，温度在535～600℃之间，压力每提高1MPa，机组热耗下降0.18～0.29%，温度每提高10℃，机组热耗下降0.24～0.36%。在新蒸汽温度为538℃时，压力由16.5提高到24MPa，汽轮机热耗下降2％左右；如果蒸汽压力不变，蒸汽温度由5

5、38℃提高到566℃，汽轮机热耗一般下降0.18～0.2％。世界上先进的超临界机组效率已达到47%～49%。超临界机组是指过热器出口主蒸汽压力超过22.129MPa。目前运行的超临界机组运行压力均为24～25Mpa，理论上认为,在水的状态参数达到临界点时(压力22.129MPa温度374℃),水的汽化会在一瞬间完成,即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽水共存的二相区存在,二者的参数不再有区别。在临界参数下汽水密度相等,因此在超临界压力下无法维持自然循环,即不能再采用汽包锅炉,直流锅炉成为唯一型式。

6、1.2直流锅炉汽水系统的主要特点强制循环直流锅炉的工质从水变成为过热蒸汽的加热流动完全靠给水泵的压力来驱动。①各受热面的大小没有固定的界限。当锅炉的给水流量或燃烧率改变时，各个受热面的分界就发生移动。例如当燃烧率增加时，蒸发段与过热段之间的分界向前移动(加热、蒸发段缩短，过热段伸长)；当给水流量增加时，蒸发段与过热段之间的分界则向后移动。由于受热面界限的变化，锅炉的蒸发量和过热蒸汽温度发生很大的变化。给水流量不变而燃烧率增加时，由于蒸发所需的热量不变，因而加热和蒸发的受热面缩短，过热受热面增加,所增加

7、的燃烧热量全部用于使蒸汽过热，汽温将急剧上升。对一般高压锅炉，燃烧率和给水流量的比例变化1%,将使过热蒸汽温度变化约8～10℃。在实际运行中，负荷变化等原因引起燃料和给水比例失调往往超过1％，从而使过热汽温发生很大的变化，其次直流炉的减温水的出处与亚临界汽包炉不同，最为总给水量的一部分，减温水量的增加，必然造成水冷壁中给水量的减少，引起锅炉不同受热面之间的吸热比例发生改变，所以采用改变喷水流量作为调温手段很难吧出口汽温调整过来，因此，对于直流炉讲，虽然也设计喷水减温作为调温手段，但这仅作为过热汽温的微

8、调，主要的调节作用还要依靠水燃比的调整。②蓄热量小。由于直流锅炉的蓄热量小，所以直流锅炉在外界负荷发生改变时，其主汽压力的波动要比汽包锅炉剧烈的多，这给自动控制带来了巨大的困难。但在主动变负荷时，由于直流炉的热惯性小，其蒸汽流量变化迅速，所以它的负荷响应比汽包锅炉快，有利于机组的调峰。1.3超临界机组的启动特点直流炉与汽包炉最大的不同点在启动系统上。汽包炉的启动系统主要是指机组的旁路控制系统，直流炉的启动系统除包括上述的压力调整功能外，还要完成湿态和干态