1050MW超超临界机组给水控制系统优化.pdf

第3 8 卷 第2期 2 0 1 6年 2月 华 电技 术 Hu a d i a n T e c h n o l o g y Vo 1 ． 3 8 No ． 2 F e b ． 2 01 6 1 0 5 0 MW 超超 临界机组给水控 制系统优化 吴鲁东， 张晓东 ( 华电莱州发电有限公司， 山东 莱州2 6 1 4 0 0 ) 摘要： 为提高机组的自动化控制水平， 对华电莱州发电有限公司 1 0 5 0MW超超临界机组给水控制系统的给水控制策 略进行了优化。将给水控制系统控制策略修改为以煤为主， 通过同时调整燃料和给水来控制煤水比。采取了增加过热 度控制回路、 给水流量设定值增加锅炉燃烧仿真回路等优化措施， 优化后的稳定负荷试验表明， 机组的相关重要参数运 行指标均合格， 完善了协调控制品质并促进了节能降耗。 关键词： 超超临界机组 ； 给水控制系统； 煤水比； 过热度 ； 给水流量 中图分类号 ： T M 6 2 1 ． 6 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 4—1 9 5 1 ( 2 0 1 6 ) 0 2— 0 0 4 1 —0 3 0 引言 在 1 0 5 0 MW 超超临界参数 直流锅 炉的协调控 制中， 通过给水控制系统来调整煤水 比是其核心控 制。直流锅炉正常运行中， 给水控制系统的主要任 务是保证锅炉合适的煤水比， 控制直流锅炉汽水分 离器 出口温度 ( 中间点温度) ， 保证分离器人 口过热 度在一定范围内， 实现主蒸汽温度 的粗调 ； 此外 ， 煤 水比的变化会直接导致机组负荷的变化 ， 故给水 控 制系统不仅是实现机组负荷协调控制的基础 ， 也是 超超临界锅炉节能调整的重要手段之一。华电莱州 发电有限公司 ( 以下简称莱州发电公 司) 在机组 大 修过程 中对 1 0 5 0 MW 超超临界机组 给水控制系统 的给水控制策略进行 了优化 ， 保证运行调整 中机组 主蒸汽温度、 压力、 负荷等主要运行参数控制在合理 的范围内， 提高了机组的 自动控制水平。 1 机组给水 系统 概况 莱州发电公司 l 0 5 0 M W 超超临界机组给水系 统主要涉及除氧器 、 给水泵 、 高压加热器 、 省煤器 、 水 冷壁、 汽水分离器等 ， 分离器 出 口已 由给水变 为蒸 汽 ； 另外 ， 给水系统还包括锅炉启停时所涉及的炉水 再循环泵 、 再循环调节 阀、 分离器水位调节阀等。给 水系统简化流程图如图 1所示。 根据汽水分离器 中是否有水以及分离器 出口工 质是否已离开饱和区域等条件来判断直流锅炉是处 于湿态阶段还是干态阶段， 不同阶段的给水控制区 别较大。湿态阶段主要 在机组启停过程 中， 而正常 运行时机组负荷一般不会低于 4 0 ％额定负荷， 基本 处于干态阶段 。 收稿日期： 2 0 1 5—1 1— 3 0 ； 修回日期： 2 0 1 6— 0 1 — 0 4 一 水 内 ： 麓 泵 壁 曼 十 省 煤 器 l Lj 蒿 一l 超临界机组给水控制系统对水煤 比控制要求非 常严格 ， 原控制理念以给水流量为主， 通过修正燃料 量来控制煤水 比， 有一定的滞后性 ， 运行人员在对煤 量进行调整时 ， 容易出现煤水 比失调现象 。此次优 化将给水控制策略修改为以煤为主， 通过同时调整 燃料和给水来控制煤水比 J 。 2 ． 1 给水控制系统优化后的控制功能 此次给水控制系统优化基本保留原有逻辑， 略 作改动 ， 优化后给水控制主要功能如下。 ( 1 ) 根据锅炉 主控对应 目标给水流量 ， 保证基 本 的煤水 比。 ( 2 ) 根据锅炉特性， 采用三阶惯性模拟机组燃 料变化时给水流量 的变化速率 ， 保证动态时给水 流 量与燃烧一致。 ( 3 ) 燃料急剧变化时， 防止煤水比严重失调。 ( 4 ) 煤质变化 等原因导致燃 烧扰动时 ， 防止煤 水比失调， 保证机组各参数稳定。 4 2 华 电技 术 第 3 8卷 2 ． 2 给水控制系统优化内容 2 ． 2 ． 1 给水控制系统增加过热度控制 回路 过热度控制 回路的主要作用 ： 机组燃烧变化导 致煤水 比失调时， 对给水流量设定值进行修正 ， 从而 保证参数稳定 ； 煤质变化 、 吹灰等工况 时， 给水流量 可快速变化 ， 从而保证主蒸汽温度在设计范围内； 当 机组工况急剧变化 ( 如跳磨 、 断煤 ) 时 ， 运行人员 可 通过过热度控制 回路来增减给水流量设定值 ， 以达 到人为干预的 目的。控 制回路增加 了手操画面， 可 手动调节其输出， 达到增减给水流量设定值的 目的， 箭头每点击 1次 ， 给水流量变 化 1 0 t ／ h 。自动情况 下 ， 可通过修改偏置值来修改过热度设定值 ， 箭头每 点击 1 次 ， 过热度变化 0 ． 4℃ 。给水控 制系统增加 过热度控制回路逻辑图如图 2所示。 过热度 中间点 中间点 设定值 j盖力 温度 给 水泵 全 手动 中间点 压 力坏 中间点 温度坏 制输 出 图 2给水控制 系统增加 过热度控 制回路 2 ． 2 ． 2 给水流量设定值增加锅炉燃烧仿真回路 在直流锅炉 中， 给水变成过热蒸汽是一次性完 成的 ， 因此锅炉的蒸发量不仅取决于燃料量 ， 同时也 取决于给水流量 。当给水流量和燃烧效率的比例改 变时 ， 直流锅炉各受热面的分界就会发生变化 ， 从而 导致过热蒸汽温度发生剧烈变化。而直流锅炉燃烧 有一定的滞后性 ， 要使机组给水控制系统迅速响应， 保证给水控制真正实现对过热蒸汽温度的粗调 ， 给 水流量设定值应尽量根据实际燃烧效率来给定。为 了完好地模拟锅炉燃烧情况 ， 可采用炉主控三 阶惯 性来仿真锅炉燃烧情况 ， 不同工况 ( 主要有快减 负 荷( R B ) 、 升降负荷和负荷稳定 3 种工况) 下炉主控 的三阶陨性滞后时间不同。给水流量设定值增加锅 炉燃烧仿真回路逻辑图如图 3所示。 负荷 炉 主控 过热度控 偏筹 输t p , 制输出 负荷 进 行巾 RB 给水指 令 图 3 给水流量设定值增 加锅 炉 燃 烧仿 真回路 实际运行调整过程中， 在煤质稳定的工况下 ， 运 行人员应尽量减少手动调整给煤总操中煤水 比控制 输 出， 如需调整 ， 一次不要超过 1 0 t ／ h ， 否则容易导 致煤水 比失调。现增加过热度调节控制器 ， 可通过 调整其输 出， 从而控制给水流量进而调整煤水 比。 3 优化后稳定负荷过程主参数运行品质 对莱州发电公司 1机组给水控制系统进行优 化后 ， 分别在 5 5 0MW 和 8 0 0M W 进行 了2组稳定负 荷考核试验 ， 试验结果见表 1 。由于试验 期间一次 调频等未退 出， 机组负荷指令有一定 的波动 ， 但幅度 不大 ， 可将其视为稳定负荷工况。 由表 1可以看出， 在较高和较低负荷段 ， 机组 功 率、 主蒸汽压力、 主蒸汽温度、 氧量、 炉膛压力等主要 参数的控制品质优 良， 在保证机组安全生产的前提 下 ， 机组的经济性得到了极大的提高。 表 1 1机组稳定负荷工况主参数品质统计 第 2期 吴鲁 东， 等： 1 0 5 0 MW 超超临界机组给水控制 系统优化 4 3 4 结束语 参考文献： 莱州发电公司 1机组给水控制系统全面优化 后， 采取了增加过热度控制回路、 给水流量设定值增 加锅炉燃烧仿真 回路等手段 ， 提 高了机组 的 自动控 制水平 ， 完善了协调控 制品质并促进 了节能降耗 。 1机组 的验收试验表明 ， 在稳定负荷工况 和升降负 荷过程中， 机组 的重要参数运行指标均合格 。本次 给水控制系统的优化主要是在控制策略上进行 了修 改 ， 并对相关系统的控制参数进行 了全面深度调试 ， 对控制系统进行 了参数细调 ， 给水控制系统优化后 机组各系统的控制品质和自动投入率都满足了生产 的需要。 [ 1 ] 曹善勇． 1 0 0 0MW超超临界机组给水控制优化[ J ] ． 电力 设备， 2 0 0 8 ， 9 ( 1 ) ： 1 6—1 8 ． [ 2 ] 刘维． 超临界 1 o o o MW机组控制策略问题[ J ] ． 电力设 备， 2 0 0 6 ， 7 ( 3 ) ： 3 3— 3 6 ． ( 本文责编： 刘芳) 作者简介 ： 吴鲁东( 1 9 7 8 一) ， 男， 山东烟台人 ， 工程师， 从事火力发 电厂集控运行工作。 张晓东( 1 9 7 7 一) ， 男， 福建莆 田人 ， 工程师， 工程硕士， 从事火力发电厂集控运行工作( E ． m a i l i z x d 7 1 3 9 @1 2 6 ． c o m) 。 0 ● ●● 0● ● o●● ●o● 0●o● ●o● ●0● ● ●0●● o● ●o●p● 0●0● ●0● ●0● ●o● ●0● ●● o● ●o●o● ●0●◇● ●◇● ●0● 《 华 电技术》 来稿要求 ( 1 ) 文章主题明确， 材料真实， 结构严谨， 文字简明准确， 符合创新性、 科学性、 实用性原则， 学术类、 专题 类 、 综述类论文一般不超过 6 0 0 0字 ， 其他文稿 4 0 0 0字以内为宜。 ( 2 ) 文章题 目不超过2 0字， 提供5— 8 个中文关键词， 2 0 0～ 3 0 0字的中文摘要， 并翻译成英文； 同时还需 提供作者单位及英文名称， 作者姓名及汉语拼音， 城市名及邮政编码。 ( 3 ) 摘要内容包括目的、 方法、 结果、 结论四要素， 要求用词准确， 简明扼要； 关键词应紧扣主题， 并符合 电力主题词表要求等。 ( 4 ) 文稿应正确使用国家法定计量单位及符号， 对文中首次出现的非公知公用的缩略语要在括号中注 明全称， 对外文字母 、 数学符号要区分其大小写、 正斜体、 上下角标。 ( 5 ) 插图要有图序和简洁的图题， 并将图序、 图题、 图注等标在相应图框下方。 ( 6 ) 参考文献仅著录作者亲自阅读过并在文稿中直接引用的公开发表的文献， 在引文处标注序号。参 考文献表中所列专著和论文应标明： 作者、 文献题名、 出版社、 出版地、 出版年和页码， 或者期刊名称、 年号、 期 次、 页码， 并在题名后标注文献类型标识： [ M] 图书； [ c ] 会议录； [ G ] ? [ 编； [ N ] 报纸； [ J ] 期刊； [ D] 学位论 文； [ R ] 报告 ； [ s ] 标准； [ P ] 专利； [ D B ] 数据库； [ C P ] 计算机程序； [ E B ] 电子公告； [ A] 档案； [ C M] 舆图； [ D s ] 数据集； [ z ] 其他。 ( 7 ) 国家、 省部级重大科研攻关项 目 及基金资助项目， 请注明项目名称及项目编号。 ( 8 ) 文稿请提供w o r d电子文档 ， 文中图片可以以单独电子文档提供( 文档格式： ． d x f ， ． d w g ， ． e p s 等矢量 图格式) 。请勿一稿多投， 不论采用与否， 恕不退稿。3 0天内未接到本刊录用通知， 作者可自行处理。 ( 9 ) 作者需提供： 姓名、 出生年、 性别、 民族、 籍贯、 职务、 职称、 学位、 研究方向、 有效联系电话、 电子邮箱、 通信地址 、 邮编等。 欢迎登录《 华电技术》 网站( w w w ． h d p o w e r ． n e t ) 进行网上投稿。 《 华电技术》 编辑部联系方式： 地址 ： 河南省郑州市淮河东路 l 9号 邮编 ： 4 5 0 0 1 5 电话 ： 0 3 7 1 — 6 7 4 2 3 7 0 6 广告部电话 ： 0 3 7 1— 6 7 4 2 3 7 0 9 传真 ： 0 3 7 1— 6 7 9 4 0 6 1 3 E—m a i l ： h d j s @h d md i ． c o m