莊河發(fā)電公司摻燒褐煤AGC控制策略優(yōu)化淺析[權(quán)威資料]

莊河發(fā)電公司摻燒褐煤 AGC 控制策略優(yōu)化淺析 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：目前各發(fā)電公司火電廠機(jī)組運行均在 AGC 方式下運行 ,而實際情況是由于各個火電廠為了降低發(fā)電成本，均已不同幅度摻燒褐煤，摻燒后鍋爐燃燒特性發(fā)生改變，原來設(shè)計的 AGC 控制策略就顯得不適應(yīng)，機(jī)組升降負(fù)荷率被迫降低，主汽壓力也變得不穩(wěn)定，特別在 NOB 方式下 AGC 更是對 CCS 控制產(chǎn)生更大負(fù)面影響。本文將對大連莊河發(fā)電公司超臨界直流爐褐煤摻燒對鍋爐燃燒影響和對 AGC 控制影響進(jìn)行分析，然后對出現(xiàn)的不利情況提出解決方案，最后在大連莊河發(fā)電公司 #2 機(jī)組進(jìn)行實際應(yīng)用。實踐證明該方案設(shè)計合理、效果明顯，達(dá)到了控制設(shè)計的要求。 關(guān)鍵詞：主汽壓力負(fù)荷率滑壓控制 D045 A 1、火電廠 AGC 系統(tǒng)控制現(xiàn)狀 當(dāng)前，隨著我國新能源的快速發(fā)展，風(fēng)電、核電等新能源在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的比重快速上升。但是核電不參與調(diào)峰、風(fēng)電受自然環(huán)境影響而起伏不定的，隨之帶來的問題是電網(wǎng)的調(diào)度難度進(jìn)一步加大；同時隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大發(fā)展，省網(wǎng)之間和區(qū)域網(wǎng)之間電能交換也大幅度提升，于是，當(dāng)今電網(wǎng) 側(cè) AGC控制方式均采用 NOB 方式（即無基點聯(lián)絡(luò)線控制方式）。 NOB 控制方式具有實時性、不確定方向性和幅度性、給定值無靜態(tài)穩(wěn)定等特點，這雖然對電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)有利但對發(fā)電側(cè)的控制卻產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。主要體現(xiàn)在：負(fù)荷沒有穩(wěn)定點、主汽壓力波動大、實際負(fù)荷變化率低、與一次調(diào)頻易發(fā)生矛盾等。 現(xiàn)在，各個發(fā)電公司為了降低生產(chǎn)成本都不同程度的摻燒褐煤，由于褐煤與設(shè)計煤種差異較大，在爐膛燃燒的特性也發(fā)生較大改變，這對于 AGC 控制更是雪上加霜。 大連莊河發(fā)電公司為 2600MW 超臨界直流爐火力發(fā)電機(jī)組，采用正壓一次風(fēng)、直吹式制粉系統(tǒng)，燃燒方式為前后墻對沖。設(shè)計煤種為煙煤，發(fā)熱量 5070 大卡。 2010 年前，我們?nèi)紵拿悍N是設(shè)計煤種，當(dāng)時協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、一次調(diào)頻功能、 AGC 等主要自動控制系統(tǒng)全部投入。控制指標(biāo)是：升降負(fù)荷率 7MW,主汽壓力動態(tài)變化幅度 0.8MP（負(fù)荷變化 50MW），靜態(tài)變化幅度 0.3MP，主汽溫度動態(tài)變化幅度，靜態(tài)變化幅度。 從 2010 年開始，為了降低生產(chǎn)成本，開始大量摻燒褐煤，采取的運行方式是： 360MW 以下， 4 臺磨煤機(jī)運行全部燒褐煤； 360MW-480 MW 之間 4 臺褐煤磨煤機(jī)和 1 臺煙煤磨煤機(jī)運行； 480MW-600 MW 之間 4 臺褐煤磨煤機(jī)和 2 臺煙煤磨煤機(jī)運行。 摻燒褐煤后主要自動系統(tǒng)控制指標(biāo)是：升降負(fù)荷率 3-4MW,主汽壓力動態(tài)變化幅度 0.9MP，靜態(tài)變化幅度 0.3MP，主汽溫度動態(tài)變化幅度，靜態(tài)變化幅度 . 2、褐煤摻燒后控制系統(tǒng)品質(zhì)下降原因分析 2010 年 4 月，遼寧省電網(wǎng) AGC 控制方式開始采用 NOB方式，我公司機(jī)組 AGC 控制系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)一步下降。為了解決控制系統(tǒng)控制品質(zhì)下降問題，我們對機(jī)組運行特性進(jìn)行長時間摸底跟蹤，通過大量的試驗及論證 ，總結(jié)出影響控制系統(tǒng)指標(biāo)因素如下： 2.1 當(dāng)前的火電廠鍋爐主汽壓力控制基本上都在滑壓運行方式，該方式與 AGC 給定負(fù)荷無靜態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生矛盾，導(dǎo)致主汽壓力即使是在負(fù)荷相對穩(wěn)定中也在不停的擺動，莊河電廠負(fù)荷變化幅度 15MW ，這就造成主汽壓力定值在0.57MP 范圍內(nèi)波動。這不僅對鍋爐燃燒產(chǎn)生影響而且對機(jī)組快速響應(yīng)負(fù)荷能力也產(chǎn)生負(fù)面影響。 2.2 發(fā)電廠鍋爐燃燒的滯后特別是直吹式制粉系統(tǒng)的滯后性與 AGC 方向不確定性和幅度性的矛盾。 NOB 方式下的 AGC負(fù)荷指令是無法預(yù)測的，是加是減，加多少減多少是 無法預(yù)測的，這就給常規(guī) CCS 自動控制特別是主汽壓力自動控制帶來不利影響。即：解決了加減負(fù)荷初始的快速性和連續(xù)性又帶來了煤量過調(diào)的問題；避免了煤量過調(diào)又帶來了響應(yīng)負(fù)荷指令慢的問題；機(jī)組負(fù)荷沒有絕對穩(wěn)態(tài)只有相對穩(wěn)態(tài)，鍋爐燃燒的滯后性與機(jī)組負(fù)荷變化方向相反性導(dǎo)致主汽壓力一直處于正弦波波動中。 2.3 一次調(diào)頻投入對主汽壓力控制的影響。一次調(diào)頻的頻繁動作，帶來了燃料和負(fù)荷雙重波動，導(dǎo)致主汽壓力的不穩(wěn)定，主汽壓力負(fù)荷補(bǔ)償功能的投入又反過來影響負(fù)荷的穩(wěn)定。 2.4 褐煤燃燒具有的先吸熱后放熱特性與 AGC 要求的快速響應(yīng)負(fù)荷的矛盾。褐煤水分含量較高，當(dāng)需要快速加負(fù)荷時，煤量雖然及時進(jìn)入爐膛但由于新加入的煤不能及時燃燒放熱滿足負(fù)荷增加要求，相反在燃燒初期要吸收爐膛原有的熱量造成煤量過加導(dǎo)致煤量過調(diào)。 2.5 煤量需求的變化與一次風(fēng)量的矛盾。鍋爐摻燒褐煤后，磨煤機(jī)一次風(fēng)量自然要加大，多數(shù)情況下磨煤機(jī)一次風(fēng)量調(diào)節(jié)門都全開，使一次風(fēng)量失去調(diào)節(jié)手段。 3、控制策略優(yōu)化 針對上述的分析，我們提出下列解決方案 3.1 滑壓調(diào)節(jié)采用人工智能判定分析調(diào)節(jié)。其工作原理是：當(dāng)機(jī)組加負(fù)荷使，首先判 定當(dāng)時主汽壓力變化狀態(tài)，如果是上升則滑壓自動跟隨負(fù)荷而變化，如果是不變或下降則維持當(dāng)時壓力不變直至壓力開始上升；機(jī)組減負(fù)荷時于此相反。在機(jī)組加減負(fù)荷過程結(jié)束一段時間后無論主汽壓力狀態(tài)如何都立即回到滑壓狀態(tài)以便及時調(diào)節(jié)迎接下一次負(fù)荷變化。該方案能快速響應(yīng) AGC 的變化而不會出現(xiàn)主汽壓力高 /低閉鎖負(fù)荷的情況發(fā)生。 控制原理如圖： 3.2 煙煤磨煤機(jī)和褐煤磨煤機(jī)混燒時，按照煤質(zhì)發(fā)熱量和磨煤機(jī)實際出力情況共同確定每臺磨煤機(jī)實際出力原則工作；全燒褐煤時按照煤質(zhì)發(fā)熱量確定每臺磨煤機(jī)出力。 3.3 提高負(fù)荷 煤量前饋能力，快速解決熱負(fù)荷需求。減小主汽壓力 PID 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)幅度，避免煤量過調(diào)。同時減弱主汽壓力變化煤量前饋幅度。 3.4 增設(shè)一次調(diào)頻動作煤量跟隨判斷回路。當(dāng)一次調(diào)頻小幅度、短時、頻繁動作時不考慮煤量跟隨功能；當(dāng)動作幅度較大且持續(xù)時間較長時在投入煤量跟隨功能。 3.5 快速提高一次風(fēng)壓給定值響應(yīng)負(fù)荷對煤量的要求。 4、現(xiàn)場實施與調(diào)試 上述控制原理設(shè)計完成后，我們利用 #2 機(jī)組停運的機(jī)會將上述控制原理進(jìn)行 DCS 組態(tài)，機(jī)組啟動后，開始調(diào)試。 4.1 控制參數(shù)設(shè)置遵循的原則是： 4.1.1 以負(fù)荷 -煤量前饋作用為主解決負(fù)荷加減煤量響應(yīng)的快速性，主汽壓力調(diào)節(jié)回路重點是解決靜態(tài)穩(wěn)定性，主汽壓力變化前饋作用要適中兼顧主汽壓力動態(tài)穩(wěn)定性和靜態(tài)穩(wěn)定性。 4.1.2 人工智能判定滑壓功能既要考慮負(fù)荷低頻高幅度變化的適應(yīng)性又要考慮負(fù)荷高頻低幅度變化適應(yīng)性。 4.1.3 提高一次風(fēng)壓給定值響應(yīng)速度要考慮一次風(fēng)機(jī)的承受能力防止風(fēng)機(jī)失速。 4.1.4 煤量頻繁變化要充分考慮煤燃燒后水量何時加到位配合問題，防止分離器出口溫度達(dá)不到合適過熱 度而影響主汽溫問題。 4.2 控制策略優(yōu)化前后對比 4.2.1 未實施控制策略優(yōu)化前控制系統(tǒng)主要參數(shù)曲線如圖 1： 其中：紅線代表 AGC 指令；淺綠線代表實際負(fù)荷；淺藍(lán)線代表滑壓給定；黃線代表未采用人工智能判定后的滑壓給定；粉線代表實際機(jī)前壓力；深藍(lán)代表給煤量；深綠代表分離器出口溫度給定；黑色代表分離器出口實際溫度 4.2.2 實施摻燒褐煤 AGC 控制策略優(yōu)化控制系統(tǒng)主要參數(shù)曲線如圖 2： 其中：紅線代表 AGC 指令；淺綠線代表實際負(fù)荷；淺藍(lán)線代表滑壓給定；黃線代表采用人 工智能判定后的滑壓給定；粉線代表實際機(jī)前壓力；深藍(lán)代表給煤量；深綠代表分離器出口溫度給定；黑色代表分離器出口實際溫度 從圖 1 中我們可以看到當(dāng) AGC 指令開始減小時，滑壓給定立即隨負(fù)荷減小而變小，實際機(jī)前壓力在上升造成二者壓力偏差達(dá)到 1.0MP 而閉鎖減負(fù)荷（在第 20 分鐘時段）。分離器出口溫度給定與實際偏差在 6 攝氏度。 從圖 2 中我們可以看到當(dāng) AGC 指令開始減小時，實際機(jī)前壓力在上升時，滑壓給定隨負(fù)荷減小而變小但是采用人工智能判定后的滑壓給定并不是在減小而是保持當(dāng)時壓力直至實際機(jī)前壓力在開始下 降時才進(jìn)行滑壓（在第 20 分鐘時段），在此期間從未發(fā)生閉鎖減負(fù)荷情況（在第 30 分鐘和1 時 20 分時段）。分離器出口溫度給定與實際偏差在 4 攝氏度。 通過對二者的曲線參數(shù)分析看，后者在負(fù)荷加減幅度明顯高于后者，主汽壓力控制在較理想范圍內(nèi)，分離器出口溫度控制更加理想。 5、結(jié)論和問題 從現(xiàn)場實際應(yīng)用看，此次實施的摻燒褐煤 AGC 控制策略優(yōu)化是成功的，達(dá)到預(yù)期目的。但在調(diào)試中也存在一些不足。 5.1 由于修改組態(tài)時間倉促按照煤質(zhì)發(fā)熱量和磨煤機(jī)實際出力情況共同確定每臺磨煤機(jī)實際出力 控制原則未實施，導(dǎo)致在磨煤機(jī)臨界出力時控制困難。 5.2 由于 AGC 方式下機(jī)組負(fù)荷沒有絕對穩(wěn)態(tài)只有相對穩(wěn)態(tài)，鍋爐燃燒的滯后性與機(jī)組負(fù)荷變化方向相反性導(dǎo)致主汽壓力一直處于正弦波波動中，雖然通過此次控制優(yōu)化得到改善，但未徹底解決，仍需進(jìn)一步研究解決。 參考文獻(xiàn) 1熱工自動控制系統(tǒng) 張玉鐸 王滿稼編 水利電力出版社 文檔資料：莊河發(fā)電公司摻燒褐煤 AGC 控制策略優(yōu)化淺析 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :制藥廠中凈化空調(diào)的施工安 裝調(diào)試 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁施工要點淺析 住宅小區(qū)園林綠化設(shè)計的思考 中小跨徑公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計探究 雨季建筑施工技術(shù)及其解決措施探究 應(yīng)村水電站大壩安全綜合評價 鄭焦城際鐵路跨越南水北調(diào)中線工程交叉方案研究 原子熒光光譜法測定地下水中的汞分析 探討工程招標(biāo)存在的問題及對策 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中應(yīng)用的思考 探討工商管理信息化發(fā)展對策 我國道路橋梁建設(shè)的施