燃水比控制策略.doc

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1、华能玉环电厂4×1000MW超超临界机组燃水比控制策略作者：王远平1，傅望安1，时标1，王利国2一、概述   玉环电厂4×1000MW超超临界燃煤火力发电机组:锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司(三菱重工业株式会社提供技术支持)设计的超超临界变压运行直流锅炉(型号:HG-2953/27.56-YM1)，采用Ⅱ型布置、单炉膛、低NOxPM主燃烧器和MACT燃烧技术、反向双切圆燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热，调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等

2、方式。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，设计煤种为神府东胜煤，校核煤种为晋北煤，锅炉最大连续蒸发量2953t/h，主蒸汽额定温度为605℃，主汽压力27.56MPa，再热蒸汽额定温度为603℃，再热蒸汽压力5.94MPa。汽轮机由上海汽轮机厂(德国西门子公司提供技术支持)设计的一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，额定参数26.25MPa/600℃/600℃。发电机由上海发电机厂(德国西门子公司提供技术支持)设计，额定参数1056MVA/27kV/l000MW，

3、冷却方式为水一氢一氢。在此，对玉环电厂超超临界燃煤火力发电机组及其控制特点做简要介绍，并对其燃水比控制策略进行分析。二、超超临界燃煤火力发电机组及其控制特点2.1超超临界燃煤火力发电机组的特点   (1)超超临界直流锅炉是一个多输入、多输出的被控对象，没有汽包环节，在不同的运行工况下，其加热区、蒸发区和过热区之间的界限是变动的。因此，为了维持锅炉汽水行程中各点的温度、湿度及汽水各区段的位置在规定的范围内，要求控制系统严格地保持燃烧速率与给水之间(燃水比)的平衡关系、燃烧速率与风量之间(燃风比)的平衡关系

4、。这种平衡关系不仅是稳态下的平衡，而且应保持动态下的平衡。   (2)超超临界直流锅炉由于没有储能作用的汽包环节，汽水容积小，所用金属少，锅炉蓄能小且呈分布特性。一方面，由于蓄能小，负荷调节的灵敏性好，可以实现机组的快速启停和负荷调节;另一方面，由于蓄能小，在外界负荷变动时汽压反映很敏感，因此，机组变负荷性能较差，保持汽压困难。   (3)由于循环工质总质量下降，循环速度上升，工艺特性加快，这就要求控制系统的实时性更强，控制周期更短，控制的快速性更好。从汽机一锅炉协调控制的角度分析，要求协调控制更及时、

5、准确。   (4)在超超临界直流锅炉中，不同工况下各区段工质的比热、比容、热焓与其温度、压力的关系是非线性的，工质传热特性、流量特性是非线性的。  (5)在直流炉工艺结构中，采用直吹式制粉系统，从给煤、制粉、送粉到燃烧环节，具有大的纯迟延和大的滞后特性，因此燃烧系统成为机组的又一个控制难点。  (6)在直流炉工艺结构中，从给水泵到汽轮机，汽水直接关联，因此锅炉各参数之间以及汽轮机与锅炉之间具有较强的耦合特性，整个被控对象是一个多输入、多输出的多变量系统。2.2超超临界燃煤火力发电机组控制系统的特点   

6、对超临界直流炉直吹式机组，控制系统应能最大限度利用蓄能、快速响应发电负荷控制、发电负荷控制与锅炉控制的解耦以及锅炉与汽机的协调，以满足电网要求机组既能带基本负荷，又能调峰运行的需要。因此，在进行控制系统配置和构造协调控制策略时，必须考虑控制作用的快速性、稳定性、准确性，控制系统要有变负荷、变工况的自适应能力。   玉环电厂1O00MW机组协调控制系统(MCS)是按照三菱提供设计进行逻辑组态，三菱控制方案有以下几个特点:   (1)锅炉侧控制对象分机炉协调(CC)、锅炉跟踪(BF)、锅炉输入(BI)和锅炉

7、手动(BH)四种机炉协调方式。其中BI和BH包含汽机跟随方式。各种运行方式自动根据给水、燃料、风量、炉膛负压、水燃比、锅炉输入控制、汽机控制等的状态自行判定，无需运行人员手动切换。   (2)锅炉控制采用以给水为基本量的控制方案。湿态方式时，燃料量控制主蒸汽压力;干态方式时，给水控制主蒸汽压力。同时考虑燃料量交叉限制及防止省煤器ECO出口汽化。   燃料量控制以锅炉输入指令为基础，同时考虑燃水比校正、给水量交叉限制、风量比交叉限制以及防止锅炉受热面超温。   (3)锅炉汽水分离器疏水箱水位在湿态时主要由

8、锅炉循环泵再循环流量控制，同时考虑机组在非冷态方式启动时第1支油枪点火防止疏水箱的虚假水位。考虑机组用汽动给水泵启动的应对策略。   (4)二次风控制策略:综合考虑机组负荷、炉膛与风箱差压、燃油压力、运行磨煤机组合及相应的给煤机出力，并以锅炉输入率为前馈指令，以求达到锅炉的最佳燃烧。   (5)控制系统(包括过热、再热汽温控制系统)考虑全面的前馈和变参数控制，使控制系统在机组的不同负荷段都能达到较好的控制效果。   (6)过热汽温调温方式为