机组协调分析改进1 机组概况某电厂 7#机组容量为 600MW,锅炉为东方锅炉厂与三井 - 巴布科克公司联合设计的亚临界、自然循环、一次中间再热的型汽包炉 ; 汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造的亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机 ; 锅炉制粉系统采用 6 台正压直吹式中速磨煤机 ; 燃烧器前后墙对冲布置 ; 机组热工控制设备采用 ABB贝利控制有限公司生产的 INFI-90 分散控制系统本文对优化后的机组协调控制逻辑进行了分析2 机组协调控制策略负荷指令与压力定值处理 a) 负荷指令处理接受电调度指令 (AGC)或者运行人员手动设定的目标负荷 , 经过负荷上下限制、负荷指令闭锁增减运算、速率限制、背压保护运算之后送往机炉主控等回路 频率校正回路把频差信号换算成负荷偏差 , 然后送入汽机主控回路 b) 该机组压力定值处理包括定压与滑压两种方式处于滑压方式时 , 其目标负荷与压力定值的关系如表 1 所示压力定值变化时 , 通过可变参数速率限制器锅炉主控制器锅炉侧设计有三种控制方式 : 协调控制方式 (CCS)、锅炉跟随方式 (BF) 、手动控制方式锅炉主控在协调控制方式 (CCS)时 , 锅炉主控制器 PID1 根据主汽压力偏差和负荷指令偏差进行 PID 运算 , 产生锅炉主控指令 , 来控制燃烧率。
汽机主控制器汽机侧设计有三种控制方式 : 协调控制方式 (CCS)、汽机跟随方式 (TF) 、手动控制方式控制器 PID3 对应的是 TF 方式 , 主要任务是维持机前压力的稳定 当在 CCS方式时 , 负荷偏差、主汽压力偏差与频差信号叠加 , 进入汽机主控制器 PID2 进行 PID 运算 , 再与前馈信号叠加 , 形成汽机主指令3 存在的主要问题与优化措施存在问题 :a) 由于机组现燃用的煤种和当初设计煤种存在较大的差异 ,发热量降低 , 不利于机组对升负荷的响应 ;b) 磨煤机为中速直吹式 , 存在较大的延迟和惯性 , 使得燃料和蒸汽压力的迟延很大 ;c) 机组存在较大的非线性和耦合 这些问题使得机组负荷响应不理想 , 尤其是快速变负荷能力 , 同时主汽压力存在较大的偏差, 影响机组的安全运行针对这些问题, 提出了一下几点的优化措施:a)在机炉主控制器中增加了可变参数控制器;b)优化了锅炉主控前馈;c)煤量和一次风的优化设计可变参数控制器在机炉主控制器中加入了可变参数控制器 , 主要是为了解决快速变负荷与维持主汽压力稳定性这一矛盾 锅炉主控可变参数控制器设计的主要原则是 : 根据主汽压力偏差适当的增大减小比例增益 Kp 与积分增益 Ki, 以使偏差过大的时候将其快速拉回 , 偏差小的时候维持主汽压力的稳定 , 如图 2 所示 , 变参数控制通过 INFI-90 功能码 FC24(ADAPT)来实现。
汽机主控可变参数控制器设计的主要原则是 : 根据机组运行过程中 , 压力偏差和负荷偏差的几种变化趋势 , 分段进行变参数控制 , 来调整汽机主控的比例增益 Kp 与积分增益 Ki 实践证明 , 变参数控制对实现快速响应负荷与维持主汽压力温度有很好的效果锅炉主控前馈的优化对 Nsp动态前馈进行优化 , 改进逻辑如图 4 所示 ,N1 为限速后的负荷设定值 ,N2 为限速前的负荷设定值 ,N1 的微分经限幅后与 N1、N2之和的乘积为 BIR这就达到了升降负荷时 , 负荷指令动态变微分 : 不同的升降速率 , 不同微分 ; 不同升降负荷幅度 , 不同微分一次风压定值优化锅炉响应的迟延主要是发生在制粉过程, 磨煤机的迟延和惯性比较大当机组的负荷发生改变 , 通过微分控制算法 , 快速提高一次风压力定值 , 充分利用磨煤机内存留的蓄粉 , 迅速改变给粉量 , 从而使锅炉燃烧率发生变化 , 从而缩短纯迟延时间 4 优化效果图 5 为 20XX年 12 月 20 日,11:00 到 11:50, 机组处于降负荷时的负荷响应曲线 , 对应的主汽压力曲线如图 6 所示 , 动态降负荷时主汽压力最大偏差为。
优化之后 , 机组对负荷的响应能力得到明显的改善 , 主汽压力的偏差也在允许的范围内 5 结语针对某电厂 7#机组负荷响应差 , 主汽压力波动大的问题 , 对其协调控制系统进行多次的分析论证、 反复优化 , 并进行了大量的负荷变动等相关试验 , 获得了优化参数 , 得到了良好的控制效果 , 改善了机组对快速变负荷的响应能力 , 又能维持其安全运行的参数指标。