300MW循环流化床机组AGC控制功能优化

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1、300MW循环流化床机组AGC控制功能优化施壮（安徽省电力科学研究院，安徽合肥230022）摘要：由于300MW循环流化床锅炉燃烧惯性大、耦合强，在AGC控制方式下的机组负荷调节品质常常难以满足电网的控制要求。通过采用锅炉主控前馈主动调节、一次风量错时超前调节、机炉动态解耦等优化措施，有效提高了广东梅县荷树园电厂3号机组AGC协调控制能力，使机组负荷控制指标完全满足南方电网AGC功能的要求。关键词：循环流化床；协调控制；AGC；超前控制TheAGCControlFunctionOptimizationOf300MWCirculatingFluidizedBedUn

2、itSHIZhuang(AnhuiElecrricPowerResearchInstitute,HefeiAnhui230022)Abstract:Becausethe300MWcirculatingfluidizedbedboilerhasthecharacteristicsoflongtime-delay,multivariablecoupling,itmakesthecontrolqualityofunitloadundertheAGCmodecannotmeetthegoodpowercontrolrequirements.Aftertheoptimiza

3、tiontechnologyisused,suchastheactiveregulationofvariousboilermaincontrolfeedforward,thestaggeredandleadregulationofprimaryairflow,andthedynamicdecouplingtechnologybetweenboilerandturbine,theAGCcoordinatedcontrolabilityofNO.3unitinGuangdongMeixianHeshuyuanPowerPlantareimproved,meanwhil

4、emakesthecontrolfeaturesofunitloadmeettheAGCfunctionrequirementsofChinaSouthernPowerGrid.Keywords:CirculatingFluidizedBed,CoordinatedControlSystem,AGC,leadControl0引言广东梅县荷树园电厂3号机组采用东方锅炉（集团）股份有限公司自主知识产权的首台国产300MW等级的循环流化床锅炉，该炉型采用了大宽深比的单体炉膛、单侧不对称布置的三个分离器设计。与普通锅炉相比较，循环流化床锅炉燃烧过程更加复杂，系统的滞后性大

5、、耦合性强、非线性强，而且要求的控制目标更加多样，因此实现流化床机组AGC控制是控制领域公认的疑难问题。本文通过对300MW循环流化床锅炉动态特性的分析，利用锅炉主控的动态加速前馈、一次风超前调节以克服流化床锅炉的燃烧惯性，保证变负荷初期滑压段主汽压力快速跟随和机组负荷响应速度，通过给煤量与一次风量的错时调节，保证合理的一、二次风量比，维持流化床锅炉床温长期稳定，确保了300MW流化床机组AGC控制下机组负荷调节品质和机组运行稳定性，减少3号机组由于AGC指标被考核带来的经济损失，甚至可以争取到一定的电网辅助服务补偿。1300MW循环流化床锅炉控制对象的特点（1）

6、由于流化床锅炉的燃料是通过给煤系统送入流化床上，需要经过加热、干燥、颗粒膨胀、热解和挥发分燃烧，只有将床温控制在适宜的范围，才能实现上述一系列燃料热解过程。床温过低，燃料无法热解，床温过高，燃料可能先行燃烧。而流化床的面积较大，床温测点一般为20～30个，分布在炉膛的不同部位，床温是一个时变的分布参数，因此保证控制效果的均匀性是流化床床温控制的难题。（2）流化床锅炉的主要特征在于颗粒在离开炉膛出口后经过旋风分离器和返料装置不断送回炉膛燃烧，煤粒完全燃尽需要约8～10min，比普通煤粉炉的煤粉燃烧过程长很多，造成锅炉燃烧过程滞后时间非常长，再加上燃烧室内的床料具有非

7、常大的热惯性和蓄热能力，造成了给煤量变化后，床温、主汽压力需要很长的响应时间。图1为煤量扰动下主汽压力、床温响应曲线。从图上可以看出：当给煤量阶跃增加时，主汽压力需要经过8分钟左右纯延时，稳定时间至少30分钟，而床温刚开始稍微下降，后来逐渐上升，但稳定时间也至少需要20分钟[1]。图1给煤量扰动下的主汽压力、床温响应曲线图（3）流化床锅炉是一个多变量紧密耦合的被控对象[2]，其主要输入-输出变量之间的动态耦合关系如表1所示，其中燃料量、一次风量对主汽压力、床温间存在较强的耦合现象，但两个耦合通道的动态特性差异很大，且一次风量对主汽压力的影响有助于提高系统的响应速度

8、，这种耦合