豐鶴電廠600MW機(jī)組特性

1、、600MW 機(jī)組與機(jī)組與 300MW 機(jī)組各系統(tǒng)之間的主要差異機(jī)組各系統(tǒng)之間的主要差異 1.直流爐設(shè)置專門的啟動旁路系統(tǒng)直流爐設(shè)置專門的啟動旁路系統(tǒng) 2.直流爐配置汽水分離器和疏水回收系統(tǒng)直流爐配置汽水分離器和疏水回收系統(tǒng) 3.啟動前鍋爐要建立啟動壓力和啟動流量啟動前鍋爐要建立啟動壓力和啟動流量 4.螺旋管圈水冷壁螺旋管圈水冷壁 螺旋式水冷壁管屏是西德、瑞士等國家為適應(yīng)變負(fù)荷運(yùn)行的需要而發(fā)展起來的。水冷 壁四面傾斜上升，由于水平管圈承受荷重的能力差，因此有的鍋爐在其上部使用垂直上升 管屏，就可以采用全懸吊結(jié)構(gòu)。由于爐膛上部的熱負(fù)荷已經(jīng)降低，管壁之間溫差已經(jīng)不大， 采用垂直管屏也不會造成膜式水

2、冷壁的破壞。 1） 螺旋圍繞上升管屏的優(yōu)點(diǎn)： a.由于水冷壁四面傾斜上升，水平管屏吸熱比較均勻，因此可以不設(shè)置中間混合聯(lián) 箱，在滑壓運(yùn)行時(shí)，沒有汽水混合物分配不均的問題，所以能夠變壓運(yùn)行，快速 啟停，能適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的頻繁變化，調(diào)頻性能好。 b.螺旋管圈熱偏差小，適用于采用膜式水冷壁，工質(zhì)流速高，水動力特性比較穩(wěn)定， 不易出現(xiàn)膜態(tài)沸騰，又可防止產(chǎn)生偏高的金屬壁溫。 c.管系簡單，流程總長度短，汽水系統(tǒng)水阻力小。 d.蒸發(fā)受熱面采用螺旋管圈時(shí)，管子數(shù)目可按設(shè)計(jì)要求而選取，不受爐膛大小的影 響，可選取較粗管徑以增加水冷壁的剛度。 e.螺旋管圈對燃料的適應(yīng)范圍比較大，可燃用揮發(fā)份低、灰份高的煤。 2）

3、 螺旋圍繞上升管屏的缺點(diǎn)： 安裝、制造和支吊困難，現(xiàn)場施工工作量大。 3） 國內(nèi)應(yīng)用情況： 這種水冷壁形式是目前比較流行的一種形式，也是超臨界壓力鍋爐水冷壁形式的一個(gè) 發(fā)展方向，國內(nèi)超臨界機(jī)組采用較多，我國引進(jìn)的第一臺超臨界壓力機(jī)組華能石洞口發(fā)電 廠的鍋爐就是采用的這種形式，也可以說這種形式代表了超臨界鍋爐水冷壁的發(fā)展方向。 目前超臨界壓力直流鍋爐爐膛水冷壁管圈有兩種基本形式：垂直上升管圈和爐膛下部是螺 旋管圈而上部是垂直管圈。 5.內(nèi)螺紋管內(nèi)螺紋管 1） 所謂內(nèi)螺紋管，就是在管內(nèi)壁上開出單頭或者多頭螺旋形槽道的管子。它可以改 善傳熱，并且防止或者推遲傳熱惡化的發(fā)生。當(dāng)發(fā)生傳熱惡化時(shí)，它也具有

4、強(qiáng)化傳熱 的功能，能夠降低壁溫以及減輕發(fā)生傳熱惡化的后果，內(nèi)螺紋管結(jié)構(gòu)如圖 63 所 示 2） 內(nèi)螺紋管改善傳熱的機(jī)理 有關(guān)內(nèi)螺紋管能夠改善傳熱的機(jī)理目前的研究并不是非常徹底，但是一般來說，一共 有三個(gè)可能的原因。考慮流體在管子中的流動特性，可以分析出其中的兩個(gè)原因，那就是 內(nèi)螺紋使管子的內(nèi)壁產(chǎn)生的螺旋流和邊界層分離流。如圖 2.3-17 所示，螺旋流使流體與管 壁的相對速度增加，能夠減薄層流底層的厚度。螺旋流產(chǎn)生的離心力能夠?qū)⒄羝袏A帶的 液滴甩回壁面，從而推遲壁面干涸的出現(xiàn)。邊界層分離流的主要作用是攪動邊界層，使該 處流體傾向混合均勻。因此，采用這樣的結(jié)構(gòu)使流體旋轉(zhuǎn)之后，在快發(fā)生第一類傳熱

5、惡化 的時(shí)候，它可以攪動流體拖延汽膜的生成，防止膜態(tài)沸騰；在快發(fā)生第二類傳熱惡化的時(shí) 候，它能夠?qū)⒄羝袏A帶的液滴甩回壁面，推遲干涸的出現(xiàn)。內(nèi)螺紋可以改善傳熱的第三 個(gè)原因是傳熱面積增大，一般來說，內(nèi)螺紋管比相同直徑的光管可以增大表面積 2025。綜合這些效應(yīng)，內(nèi)螺紋管因此可以提高管內(nèi)的流動換熱系數(shù)，提高臨界熱流 密度，延緩傳熱惡化的發(fā)生。并且即使發(fā)生了傳熱惡化，它也能夠保持改善傳熱的特性， 有效地降低壁溫。 圖 72 內(nèi)螺紋管改善傳熱示意圖 6.水冷壁傳熱惡化與預(yù)防水冷壁傳熱惡化與預(yù)防 在亞臨界壓力下，占主導(dǎo)地位的傳熱機(jī)理是沸騰傳熱，再加上一些強(qiáng)制對流效應(yīng)。發(fā) 生對流沸騰傳熱惡化時(shí)，一般分兩

6、種類型：一類是在欠熱區(qū)或者低干度區(qū)發(fā)生的膜態(tài)沸騰， 也稱為偏離核態(tài)沸騰(DNB)。另一類是蒸汽干度較高情況下的液膜蒸干現(xiàn)象，稱為干涸 (Dry Out)。影響汽水兩相流沸騰傳熱特性的主要因素有壓力、質(zhì)量流速、熱負(fù)荷以及干度。 應(yīng)嚴(yán)格控制亞臨界壓力下的干涸點(diǎn)，避開熱負(fù)荷最高的燃燒器區(qū)域。 由于超臨界壓力下工質(zhì)的熱物理特性，存在擬臨界點(diǎn)，其焓值約為 2095kJ/kg，應(yīng)嚴(yán)格 控制下輻射區(qū)水冷壁出口的工質(zhì)溫度，將工質(zhì)吸熱能力最強(qiáng)的大比熱區(qū)避開熱負(fù)荷最高的 螺旋管圈區(qū)域，推移到熱負(fù)荷較低的垂直管圈區(qū)域。下輻射區(qū)水冷壁出口的工質(zhì)溫度應(yīng)控 制在不高于相應(yīng)壓力的擬臨界溫度，以免發(fā)生類膜態(tài)沸騰。為監(jiān)視蒸發(fā)受

7、熱面出口金屬溫 度，在螺旋管水冷壁管出口處設(shè)有測溫元件。 在直流鍋爐系統(tǒng)中，需要考慮臨界熱流密度下管子壁溫的飛升。在高熱流密度區(qū)采用 內(nèi)螺紋管可以推遲或避免超臨界壓力下類膜態(tài)沸騰和亞臨界壓力下膜態(tài)沸騰發(fā)生。本鍋爐 螺旋水冷壁管（除灰斗區(qū)域以外）采用了內(nèi)螺紋管。這種管材可以降低爐膛安全運(yùn)行所需 的最低質(zhì)量流速，進(jìn)而減小爐膛的壓降，同時(shí)，在工質(zhì)干度 x=0.9 時(shí)，一般不會發(fā)生傳熱 惡化。內(nèi)螺紋管可以改善傳熱，一般認(rèn)為有三個(gè)可能的原因： 1） 內(nèi)螺紋使管子的內(nèi)壁產(chǎn)生的螺旋流。螺旋流使流體與管壁的相對速度增加，能夠 減薄層流底層的厚度。螺旋流產(chǎn)生的離心力能夠?qū)⒄羝袏A帶的液滴甩回壁面，從而 推遲壁面

8、干涸的出現(xiàn)。 2） 內(nèi)螺紋使管子的內(nèi)壁產(chǎn)生邊界層分離流。邊界層分離流的主要作用是攪動邊界層， 使該處流體傾向混合均勻。 3） 內(nèi)螺紋使管子的傳熱面積增大。一般來說，內(nèi)螺紋管比相同直徑的光管可以增大 表面積 2025。 總之，采用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)使流體旋轉(zhuǎn)之后，在快發(fā)生第一類傳熱惡化的時(shí)候，它可以攪 動流體拖延汽膜的生成，防止膜態(tài)沸騰；在快發(fā)生第二類傳熱惡化的時(shí)候，它能夠?qū)⒄羝?中夾帶的液滴甩回壁面，推遲干涸的出現(xiàn)。內(nèi)螺紋管可以提高管內(nèi)的流動換熱系數(shù)，提高 臨界熱流密度，延緩傳熱惡化的發(fā)生。并且即使發(fā)生了傳熱惡化，它也能夠改善傳熱的特 性，有效地降低壁溫。 7.變壓運(yùn)行時(shí)螺旋管圈水冷壁的工作特點(diǎn)變壓運(yùn)

9、行時(shí)螺旋管圈水冷壁的工作特點(diǎn) 1） 超臨界參數(shù)鍋爐變壓運(yùn)行時(shí)，工作壓力隨負(fù)荷變化。在 75%MCR 負(fù)荷以下時(shí)，水 冷壁在亞臨界壓力區(qū)工作，管內(nèi)工質(zhì)是汽水混合物，比容變化較大。此時(shí)如果管外熱 流密度過高，不僅容易引起膜態(tài)沸騰，還會引起較大的工質(zhì)熱膨脹。 2） 超臨界壓力鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，下輻射區(qū)出口的壓力比較低，50%MCR 負(fù)荷時(shí) 的中間壓力為 13Mpa，這時(shí)飽和汽的比容是水的比容的 8.1 倍以上,汽水的比容差顯 著增大. 3） 低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),螺旋管圈進(jìn)口工質(zhì)溫度降低,工質(zhì)欠焓增大,當(dāng)部分水冷壁結(jié)渣或積 灰或火焰偏移時(shí),將使各水冷壁管的沸騰點(diǎn)不同步地推遲,此時(shí)盡管水冷壁的總流量不 變,

10、但是各管內(nèi)工質(zhì)流量分配不均或流量時(shí)大時(shí)小,從而出現(xiàn)流動不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此應(yīng) 特別注意低負(fù)荷下的水動力不穩(wěn)定性。負(fù)荷越低，壓力越低，越容易出現(xiàn)水動力不穩(wěn) 定性。 、直流爐的自身特點(diǎn)及其與自然循環(huán)爐間的不同點(diǎn)。直流爐的自身特點(diǎn)及其與自然循環(huán)爐間的不同點(diǎn)。 鍋爐的分類鍋爐的分類 鍋爐的分類可以按循環(huán)方式、燃燒方式、排渣方式、運(yùn)行方式以及燃料、蒸汽參 數(shù)、爐型、通風(fēng)方式等進(jìn)行分類，其中按循環(huán)方式和蒸汽參數(shù)的分類最為常見。 1、按循環(huán)方式分類、按循環(huán)方式分類 鍋爐按照循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。 水水冷冷壁壁出出口口 流流體體溫溫度度 熱熱負(fù)負(fù)荷荷分分布布 垂垂直直上上升升水水冷冷

11、壁壁 前墻 側(cè)墻 后墻 側(cè)墻 流向 流向 螺螺旋旋上上升升水水冷冷壁壁 流向 流向 前墻 側(cè)墻 后墻 側(cè)墻 燃燒器 燃燒器 燃燒器 燃燒器 自然循環(huán)鍋爐：給水經(jīng)給水泵升壓后進(jìn)入省煤器，受熱后進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。蒸發(fā)系 統(tǒng)包括汽包、不受熱的下降管、受熱的水冷壁以及相應(yīng)的聯(lián)箱等。當(dāng)給水在水冷壁中 受熱時(shí)，部分水會變?yōu)檎羝?，所以水冷壁中的工質(zhì)為汽水混合物，而在不受熱的下降 管中工質(zhì)則全部為水。由于水的密度要大于汽水混合物的密度，所以在下降管和水冷 壁之間就會產(chǎn)生壓力差，在這種壓力差的推動下，給水和汽水混合物在蒸發(fā)系統(tǒng)中循 環(huán)流動。這種循環(huán)流動是由于水冷壁的受熱而形成，沒有借助其他的能量消耗，所以 稱為自然

12、循環(huán)。在自然循環(huán)中，每千克水每循環(huán)一次只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，或者說 每千克水要循環(huán)幾次才能完全汽化，循環(huán)水量大于生成的蒸汽量。單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán) 水量同生成蒸汽量之比稱為循環(huán)倍率。自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率約為 430。 控制循環(huán)鍋爐：在循環(huán)回路中加裝循環(huán)水泵，就可以增加工質(zhì)的流動推動力，形 成控制循環(huán)鍋爐。在控制循環(huán)鍋爐中，循環(huán)流動壓頭要比自然循環(huán)時(shí)增強(qiáng)很多，可以 比較自由地布置水冷壁蒸發(fā)面，蒸發(fā)面可以垂直布置也可以水平布置，其中的汽水混 合物即可以向上也可以向下流動，所以可以更好地適應(yīng)鍋爐結(jié)構(gòu)的要求?？刂蒲h(huán)鍋 爐的循環(huán)倍率約為 310。 自然循環(huán)鍋爐和控制循環(huán)鍋爐的共同特點(diǎn)是都有汽包。汽包將省

13、煤器、蒸發(fā)部分 和過熱器分隔開，并使蒸發(fā)部分形成密閉的循環(huán)回路。汽包內(nèi)的大容積能保證汽和水 的良好分離。但是汽包鍋爐只適用于臨界壓力以下的鍋爐。 直流鍋爐：直流鍋爐沒有汽包，工質(zhì)一次通過蒸發(fā)部分，即循環(huán)倍率為 1。直流 鍋爐的另一特點(diǎn)是在省煤器、蒸發(fā)部分和過熱器之間沒有固定不變的分界點(diǎn)，水在受 熱蒸發(fā)面中全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，沿工質(zhì)整個(gè)行程的流動阻力均由給水泵來克服。如果在 直流鍋爐的啟動回路中加入循環(huán)泵，則可以形成復(fù)合循環(huán)鍋爐。即在低負(fù)荷或者本生 負(fù)荷以下運(yùn)行時(shí)，由于經(jīng)過蒸發(fā)面的工質(zhì)不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，所以在鍋爐的汽水份 離器中會有飽和水份離出來，分離出來的水經(jīng)過循環(huán)泵再輸送至省煤器的入口，這時(shí)

14、流經(jīng)蒸發(fā)部分的工質(zhì)流量超過流出的蒸汽量，即循環(huán)倍率大于 1。當(dāng)鍋爐負(fù)荷超過本 生點(diǎn)以上或在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由蒸發(fā)部分出來的是微過熱蒸汽，這時(shí)循環(huán)泵停運(yùn)，鍋 爐按照純直流方式工作。 2、按蒸汽參數(shù)分類、按蒸汽參數(shù)分類 鍋爐按照蒸汽參數(shù)分為低壓鍋爐（出口蒸汽壓力，下同，2.45MPa） 、中壓鍋爐 （2.944.90 MPa） 、高壓鍋爐（7.810.8 MPa） 、超高壓鍋爐（11.814.7 MPa） 、 亞臨界壓力鍋爐（15.719.6 MPa） 、超臨界壓力鍋爐（22.1 MPa）和超超臨界壓力 鍋爐（27 MPa） 。 3、鍋爐技術(shù)派系分類、鍋爐技術(shù)派系分類 在上世紀(jì)，美國、日本和一些歐洲

15、國家已經(jīng)形成了各具特色的三個(gè)技術(shù)派系，即 承襲美國 Babcock and Wilcox（B&W）公司特色、承襲原美國 Combustion Engineering（CE）公司特色和承襲美國 Foster Wheeler（FW）公司特色的三大派系。 三大派系鍋爐技術(shù)的主要特點(diǎn)如下： B&W 派系 A、亞臨界壓力下的鍋爐都采用自然循環(huán)鍋爐；鍋爐汽包內(nèi)采用旋風(fēng)分離 器。B、采用前墻、后墻或者對沖布置的旋流式燃燒器。 C、過熱汽溫和再熱汽溫多采用煙道擋板或煙氣再循環(huán)調(diào)溫。 D、對于超臨界壓力的鍋爐采用歐洲本生式直流鍋爐和通用壓力鍋爐。 CE 派系 A、蒸汽壓力在 13.7MPa 表壓以下的采用自然循

16、環(huán)，亞臨界壓力采用控制循 環(huán)汽包鍋爐，汽包內(nèi)采用軸流式汽水份離器； B、采用角置切向燃燒擺動直流燃燒器； C、過熱汽溫采用噴水調(diào)節(jié)，再熱汽溫采用擺動式燃燒器加微量噴水調(diào)節(jié)； D、超臨界壓力采用蘇爾壽直流鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐。 FW 派系 A、亞臨界壓力下采用自然循環(huán)，汽包內(nèi)部常用水平式分離器； B、采用前、后墻或?qū)_布置旋流式燃燒器； C、廣泛采用輻射過熱器，甚至爐膛內(nèi)設(shè)置全高的墻式過熱器或雙面曝光 的過熱器隔墻，用煙氣擋板調(diào)溫； D、超臨界壓力采用 FW本生式直流鍋爐。 另外德國因?yàn)樽陨淼拿禾抠Y源較豐富，煤種以褐煤具多，所以德國的鍋爐技術(shù)發(fā) 展相對較獨(dú)立，對于 100MW 以上機(jī)組均采用本生式

17、直流鍋爐，而且都考慮變壓運(yùn)行。 前蘇聯(lián)的鍋爐技術(shù)發(fā)展道路也很具特色。他們不發(fā)展亞臨界參數(shù)，超高壓及以下 均為自然循環(huán)鍋爐，從 300MW 起均為超臨界壓力直流鍋爐，且以拉姆辛鍋爐為主。 4、超臨界鍋爐分類、超臨界鍋爐分類 按水循環(huán)方式分，有純直流超臨界鍋爐、復(fù)合循環(huán)超臨界鍋爐兩種型式。按水冷 壁管型來分有光管、內(nèi)螺紋管、來復(fù)線管三種，從傳熱角度出發(fā)，內(nèi)螺紋和來復(fù)線管 優(yōu)于光管。按水冷壁管組布置分有垂直、螺旋盤繞、盤繞加垂直 (復(fù)合式水冷壁)三種 形式。 5、臨界狀態(tài) 超臨界機(jī)組的過熱器出口主蒸汽壓力超過 22.129Mpa。目前運(yùn)行的超臨界機(jī)組運(yùn) 行壓力均為 24Mpa25Mpa。水的臨界點(diǎn)在

18、相圖上是飽和水線和飽和汽線的轉(zhuǎn)化點(diǎn)。隨 著壓力的升高，飽和水轉(zhuǎn)化成飽和蒸汽所需要的汽化潛熱逐漸減少，理論上認(rèn)為,在水 的狀態(tài)參數(shù)達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)(22.115MPa，374.15)，飽和水瞬間就可以完成向飽和蒸汽 的轉(zhuǎn)化，水的汽相和液相之間的性質(zhì)無差別。即在臨界點(diǎn)時(shí)飽和水和飽和蒸汽之間不 再有汽、水共存的二相區(qū)存在,二者的參數(shù)不再有區(qū)別。由于在臨界參數(shù)下汽水密度相 等，因此在超臨界壓力下無法維持自然循環(huán)即不能采用汽包鍋爐，直流鍋爐成為唯一 型式。 隨著火力發(fā)電機(jī)組向大容量方向的發(fā)展，超臨界壓力鍋爐的使用已是越來越普遍， 尤其是在一次能源比較缺乏的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。采用超臨界壓力鍋爐時(shí)，由于機(jī)組容 量

19、增大，蒸汽參數(shù)提高，可使電廠建設(shè)速度加快，提高機(jī)組熱效率，可達(dá) 40；降低 熱耗，節(jié)約一次能源的消耗，煤耗可降低到 370g/kw。 提高蒸汽參數(shù)并與發(fā)展大容量機(jī)組相結(jié)合是提高常規(guī)火電廠效率及降低單位容量 造價(jià)最有效的途徑。與同容量亞臨界火電機(jī)組的熱效率相比,在理論上采用超臨界參數(shù) 可提高效率 2%2.5%,采用超超臨界參數(shù)可提高 4%5%。目前,世界上先進(jìn)的超臨界 機(jī)組效率已達(dá)到 47%49%。同時(shí)先進(jìn)的大容量超臨界機(jī)組具有良好的運(yùn)行靈活性和 負(fù)荷適應(yīng)性；超臨界機(jī)組大大降低了 CO2、粉塵和有害氣體（主要 SOX、NOX等）等污 染物排放，具有顯著環(huán)保、潔凈的特點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行業(yè)績表明，超臨界機(jī)

20、組的運(yùn)行可靠 性指標(biāo)已經(jīng)不低于亞臨界機(jī)組的值，有的甚至還要高。另外還有一個(gè)很重要的因素是， 相對其它潔凈煤發(fā)電技術(shù)來說，超臨界技術(shù)具有良好的技術(shù)繼承性。進(jìn)一步發(fā)展的方 向是保證其可用率，可靠性、運(yùn)行靈活性和機(jī)組壽命等的同時(shí)，進(jìn)一步提高蒸汽的參 數(shù)，從而獲得更高的效率和環(huán)保性。 6 6、直流鍋爐的技術(shù)特點(diǎn)、直流鍋爐的技術(shù)特點(diǎn) 1)取消汽包，能快速啟停。與自然循環(huán)鍋爐相比，直流爐從冷態(tài)啟動到滿負(fù)荷運(yùn)行， 變負(fù)荷速度可提高一倍左右。 2)適用于亞臨界和超臨界以及超超臨界壓力鍋爐。 3)鍋爐本體金屬消耗量最少，鍋爐重量輕。一臺 300MW 自然循環(huán)鍋爐的金屬重量約為 5500t7200t，相同等級的直

21、流爐的金屬重量僅有 4500t5680t，一臺直流鍋爐大約 可節(jié)省金屬 2000t。加上省去了汽包的制造工藝，使鍋爐制造成本降低。 4)水冷壁的流動阻力全部要靠給水泵來克服，這部分阻力約占全部阻力的 2530。所需的給水泵壓頭高，既提高了制造成本，又增加了運(yùn)行耗電量。 5)直流鍋爐啟動時(shí)約有 30額定流量的工質(zhì)經(jīng)過水冷壁并被加熱，為了回收啟動工程 的工質(zhì)和熱量并保證低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)水冷壁管內(nèi)有足夠的重量流速，直流鍋爐需要設(shè)置 專門的啟動系統(tǒng)，而且需要設(shè)置過熱器的高壓旁路系統(tǒng)和再熱器的低壓旁路系統(tǒng)。加 上直流鍋爐的參數(shù)比較高，需要的金屬材料檔次相應(yīng)要提高，其總成本不低于自然循 環(huán)鍋爐。 6)系統(tǒng)中的

22、汽水份離器在低負(fù)荷時(shí)起汽水份離作用并維持一定的水位，在高負(fù)荷時(shí)切 換為純直流運(yùn)行，汽水份離器做為通流承壓部件。 7)為了達(dá)到較高的重量流速，必須采用小管徑水冷壁。這樣，不但提高了傳熱能力而 且節(jié)省了金屬，減輕了爐墻重量，同時(shí)減小了鍋爐的熱慣性。 8)水冷壁的金屬儲熱量和工質(zhì)儲熱量最小，即熱慣性最小，使快速啟停的能力進(jìn)一步 提高，適用機(jī)組調(diào)峰的要求。但熱慣性小也會帶來問題，它使水冷壁對熱偏差的敏感 性增強(qiáng)。當(dāng)煤質(zhì)變化或爐內(nèi)火焰偏斜時(shí)，各管屏的熱偏差增大，由此引起各管屏出口 工質(zhì)參數(shù)產(chǎn)生較大偏差，進(jìn)而導(dǎo)致工質(zhì)流動不穩(wěn)定或管子超溫。 9)為保證足夠的冷卻能力和防止低負(fù)荷下發(fā)生水動力多值性以及脈動，水

23、冷壁管內(nèi)工 質(zhì)的重量流速在 MCR 負(fù)荷時(shí)提高到 2000/（s）以上。加上管徑減小的影響，使 直流鍋爐的流動阻力顯著提高。600MW 以上的直流鍋爐的流動阻力一般為 5.4MPa6.0MPa。 10)汽溫調(diào)節(jié)的主要方式是調(diào)節(jié)燃料量與給水量之比，輔助手段是噴水減溫或煙氣側(cè)調(diào) 節(jié)。由于沒有固定的汽水份界面，隨著給水流量和燃料量的變化，受熱面的省煤段、 蒸發(fā)段和過熱段長度發(fā)生變化，汽溫隨著發(fā)生變化，汽溫調(diào)節(jié)比較困難。 11)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，給水流量和壓力降低，受熱面入口的工質(zhì)欠焓增大，容易發(fā)生水動力 不穩(wěn)定。由于給水流量降低，水冷壁流量分配不均勻性增大；壓力降低，汽水比容變 化增大；工質(zhì)欠焓增大，會使

24、蒸發(fā)段和省煤段的阻力比值發(fā)生變化。 12)水冷壁可靈活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷壁。采用螺旋管圈水冷壁有利 于實(shí)現(xiàn)變壓運(yùn)行。 13)超臨界壓力直流鍋爐水冷壁管內(nèi)工質(zhì)溫度隨吸熱量而變，即管壁溫度隨吸熱量而變。 因此，熱偏差對水冷壁管壁溫度的影響作用顯著增大。 14)變壓運(yùn)行的超臨界參數(shù)直流爐，在亞臨界壓力范圍和超臨界壓力范圍內(nèi)工作時(shí)，都 存在工質(zhì)的熱膨脹現(xiàn)象。并且在亞臨界壓力范圍內(nèi)可能出現(xiàn)膜態(tài)沸騰；在超臨界壓力 范圍內(nèi)可能出現(xiàn)類膜態(tài)沸騰。 15)啟停速度和變負(fù)荷速度受過熱器出口集箱的熱應(yīng)力限制，但主要限制因素是汽輪機(jī) 的熱應(yīng)力和脹差。 16)直流鍋爐要求的給水品質(zhì)高，要求凝結(jié)水進(jìn)行 10

25、0的除鹽處理。 17)控制系統(tǒng)復(fù)雜，調(diào)節(jié)裝置的費(fèi)用較高。 7、設(shè)置專門的啟動旁路系統(tǒng)、設(shè)置專門的啟動旁路系統(tǒng) 直流鍋爐的啟動特點(diǎn)是在鍋爐點(diǎn)火前就必須不間斷的向鍋爐進(jìn)水，建立足夠的啟動流 量，以保證給水連續(xù)不斷的強(qiáng)制流經(jīng)受熱面，使其得到冷卻。 一般高參數(shù)大容量的直流鍋爐都采用單元制系統(tǒng)，在單元制系統(tǒng)啟動中，汽輪機(jī)要求 暖機(jī)、沖轉(zhuǎn)的蒸汽在相應(yīng)的進(jìn)汽壓力下具有 50以上的熱度，其目的是防止低溫蒸汽送入 汽輪機(jī)后凝結(jié)，造成汽輪機(jī)的水沖擊，因此直流爐需要設(shè)置專門的啟動旁路系統(tǒng)來排除這 些不合格的工質(zhì)。 8 配置汽水分離器和疏水回收系統(tǒng)配置汽水分離器和疏水回收系統(tǒng) 超臨界機(jī)組運(yùn)行在正常范圍內(nèi)，鍋爐給水靠給

26、水泵壓頭直接流過省煤器、水冷壁和過 熱器，直流運(yùn)行狀態(tài)的負(fù)荷從鍋爐滿負(fù)荷到直流最小負(fù)荷，直流最小負(fù)荷一般為 25%45%。 低于該直流最小負(fù)荷，給水流量要保持恒定。例如在 20%負(fù)荷時(shí)，最小流量為 30%意 味著在水冷壁出口有 20%的飽和蒸汽和 10%的飽和水，這種汽水混合物必須在水冷壁出口 處分離，干飽和蒸汽被送入過熱器，因而在低負(fù)荷時(shí)超臨界鍋爐需要汽水分離器和疏水回 收系統(tǒng)，疏水回收系統(tǒng)是超臨界鍋爐在低負(fù)荷工作時(shí)必需的另一個(gè)系統(tǒng)，它的作用是使鍋 爐安全可靠的啟動及其熱損失最小。 9 啟動前鍋爐要建立啟動壓力和啟動流量啟動前鍋爐要建立啟動壓力和啟動流量 啟動壓力是指直流鍋爐在啟動過程中水冷

27、壁中工質(zhì)具有的壓力，啟動壓力升高。汽水 體積質(zhì)量差減小，鍋爐水動力特性穩(wěn)定，工質(zhì)膨脹小，并且易于控制膨脹過程，但啟動壓 力越高對屏式過熱器和再熱過熱器的保護(hù)越不利。啟動流量是指直流鍋爐在啟動過程鍋爐 的給水流量。 10 內(nèi)置式汽水分離器的運(yùn)行內(nèi)置式汽水分離器的運(yùn)行 如前所述，鍋爐負(fù)荷小于 35%時(shí)，超臨界鍋爐運(yùn)行在最小水冷壁流量，所產(chǎn)生的蒸汽 要小于最小水冷壁流量，汽水分離器濕態(tài)運(yùn)行，汽水分離器中多余的飽和水通過汽水分離 器液位控制系統(tǒng)控制排出。 當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于 35%以上時(shí)，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽大于最小水冷壁流量，過熱蒸汽通過汽 水分離器，此時(shí)汽水分離器為干式運(yùn)行方式，汽水分離器出口溫度由煤水比控

28、制，即由汽 水分離器濕態(tài)時(shí)的液位控制轉(zhuǎn)為溫度控制。 在濕態(tài)運(yùn)行過程中鍋爐的控制參數(shù)是分離器的水位和維持啟動給水流量，在干態(tài)運(yùn)行 過程中鍋爐的控制參數(shù)是溫度控制和煤水比控制，在濕干態(tài)轉(zhuǎn)換中可能會發(fā)生蒸汽溫度的 變化，故在此轉(zhuǎn)換過程中必須要保證蒸汽溫度的穩(wěn)定。 對于具有內(nèi)置式啟動分離器的超臨界機(jī)組，具有干式和濕式兩種運(yùn)行方式。在啟動過 程鍋爐建立最小工作流量，蒸汽流量小于最小給水流量，鍋爐運(yùn)行在濕式方式，此時(shí)機(jī)組 控制給水流量，利用疏水控制啟動分離器水位，啟動分離器出口溫度處于飽和溫度，此時(shí) 直流鍋爐的運(yùn)行方式與汽包鍋爐基本相同?？刂撇呗曰臼侨紵到y(tǒng)定燃料控制、給水系 統(tǒng)定流量控制、啟動分離器控

29、制水位、溫度采用噴水控制。 當(dāng)鍋爐蒸汽流量大于最小流量，啟動分離器內(nèi)飽和水全部轉(zhuǎn)為飽和蒸汽，直流鍋爐運(yùn) 行在干式方式，即直流控制方式。此時(shí)鍋爐以煤水比控制溫度、燃燒控制壓力。我們討論 的超臨界直流鍋爐的控制策略主要討論鍋爐處于直流方式的控制方案。 假如直流鍋爐處在定壓力控制方式，那末對于直流鍋爐機(jī)組負(fù)荷、壓力、溫度三個(gè)過 程變量中就具有兩個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)，一個(gè)是壓力，另一個(gè)是溫度。因?yàn)閴毫σ欢ǚ蛛x器出口的微 過熱溫度也就確定了。在機(jī)組負(fù)荷變化過程中對壓力和溫度的控制應(yīng)該是定值控制。 在鍋爐變壓力運(yùn)行時(shí)，機(jī)組負(fù)荷、壓力、溫度是三個(gè)變化的控制量，在負(fù)荷發(fā)生變化 時(shí)，壓力的控制根據(jù)負(fù)荷按照預(yù)定的滑壓曲線控制

30、，分離器出口溫度按照分離器出口壓力 的飽和溫度加上微過熱度控制。 、發(fā)變組保護(hù)、勵(lì)磁系統(tǒng)的配置、功能及特點(diǎn)。 發(fā)變組部分發(fā)變組部分 1、保護(hù)配置 我公司發(fā)變組保護(hù)采用許繼公司生產(chǎn)的 WFB-800 微機(jī)型成套保護(hù)裝置。共分五個(gè)保護(hù) 屏。A、C 屏為第一套電量保護(hù)，B、D 屏為第二套電量保護(hù)。E 屏為非電量保護(hù)。 A、B 屏 WFB-801 裝置中，配置有發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁變的保護(hù)。C、D 屏 WFB-802 裝置中， 配置有主變的保護(hù)，WFB-803 裝置中，配置有高廠變和高公變的保護(hù)。E 屏 WFB-804 則為非電量保護(hù)。 WFB-801 中保護(hù)包括：發(fā)電機(jī)差動、發(fā)電機(jī)匝間、定子接地基波、定子接

31、地三次 諧 波、轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地、對稱過負(fù)荷、不對稱過負(fù)荷、失磁、失步、過電壓、過勵(lì)磁、逆 功 率、程跳逆功率、低頻累加、復(fù)壓記憶過流、起停機(jī)、突加電壓、發(fā)電機(jī)斷水、勵(lì)磁 變 差動、勵(lì)磁變速斷、勵(lì)磁變過流、勵(lì)磁繞組過負(fù)荷、勵(lì)磁系統(tǒng)故障。 WFB-802 中保護(hù)包括：主變差動、主變零序過流、阻抗保護(hù)、過勵(lì)磁、電流閉鎖、 主變通風(fēng)啟動、DL 失靈聯(lián)跳、斷口閃絡(luò)、非全相。 WFB-803 中保護(hù)包括：高廠變差動、高廠變復(fù)壓過流、高廠變 A 分支零序過流、 高 廠變 B 分支零序過流、高廠變 A 分支過流、高廠變 B 分支過流、高廠變通風(fēng)啟動、高 公 變差動、高公變復(fù)壓過流、高公變分支零序過流、高廠變低壓

32、側(cè)分支過流、高公變通 風(fēng) 啟動。 WFB-804 中保護(hù)包括：主變重瓦斯、主變壓力釋放、主變油溫超高、主變繞組溫 度 超高、主變冷卻器故障、主變壓力突變、主變油位超低、主變油位低、主變輕瓦斯、 主 變油溫高、主變繞組溫度高、高廠變重瓦斯、高廠變壓力釋放、高廠變油溫超高、高 廠 變繞組溫度超高、高廠變冷卻器故障、高廠變壓力突變、高廠變輕瓦斯、高廠變油溫 高、 高廠變繞組溫度高、高廠變油位低、高公變重瓦斯、高公變壓力釋放、高公變油溫超 高、 高公變繞組溫度超高、高公變冷卻器故障、高公變壓力突變、高公變輕瓦斯、高公變 油 溫高、高公變繞組溫度高、高公變油位低、勵(lì)磁變溫度高。 2、硬件 保護(hù)裝置采用許

33、繼公司新一代 32 位基于 DSP 技術(shù)的通用硬件平臺。整體大面板， 全封閉機(jī)箱，硬件電路采用后插拔式的插件式結(jié)構(gòu)，CPU 電路板采用 6 層板，表面貼 裝 技術(shù)，提高了裝置可靠性。機(jī)箱采用 19 英寸 6U 全寬機(jī)箱，抗干擾能力強(qiáng)。硬件框圖 如 下。 交流插件 多路轉(zhuǎn)換 DSP1（跳閘） DSP2 （啟動及發(fā)信） 開入開出插件 信號插件 管理機(jī) 電源 & 跳閘插件 裝置有兩個(gè)完全獨(dú)立的、相同的 CPU 板，并各自具有獨(dú)立的采樣、A/D 變換、邏輯 計(jì)算功能；兩塊 CPU 板硬件電路完全一樣，兩塊 CPU 板“與”啟動出口。另有一塊人 機(jī) 對話板，由一片 DSP 專門處理人機(jī)對話任務(wù)。人機(jī)對話

34、擔(dān)負(fù)鍵盤操作和液晶顯示功能。 正常時(shí)，液晶顯示當(dāng)前時(shí)間、機(jī)組的主接線、各側(cè)電流、電壓、差電流。人機(jī)對話中 所 有的菜單均為簡體漢字；通過本公司為保護(hù)提供的軟件，可對保護(hù)進(jìn)行更為方便、詳 盡 的監(jiān)視與控制。 裝置核心部分采用德州儀器公司(TEXAS INSTRUMENTS)的 32 位數(shù)字信號處理器 TMS320C32，主要完成保護(hù)的出口邏輯及后臺功能，使保護(hù)整體精確、高速、可靠。 低 通 濾 波 多 路 開 關(guān) CPU (DSP) GPS對時(shí)脈沖 16位AD LONWORKS(MC3150) SRAM(1MB) EEPROM(128K) FLASH(1M) CPLD復(fù)雜 可編程邏 輯控制器 開

35、 入 開 出 LON網(wǎng) 32路 32路 40路 模入 圖 4.1.2 CPU 部分硬件框圖 模擬量變換由 3 塊交流變換插件完成，功能是將 TA、TV 二次電氣量轉(zhuǎn)換成小電壓信 號。保護(hù)出口和開入由兩塊跳閘出口插件和 4 塊開入開出插件構(gòu)成，完成跳閘出口、信 號 出口、開關(guān)量輸入等功能。 3、軟件 軟件平臺采用 ATI 公司的 RTOS 系統(tǒng) Nucleus Plus。Nucleus Plus 是一個(gè)經(jīng)過測試 的 內(nèi)核，保證軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性。 勵(lì)磁部分勵(lì)磁部分 我廠勵(lì)磁采用 ABB 公司生產(chǎn)的 UN5000 靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)（即自并勵(lì)） 。勵(lì)磁變壓器接于 發(fā)電機(jī)出口，滅磁 開關(guān)位于直流側(cè)、配有兩套

36、相互獨(dú)立的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，五套可控硅整流單元并聯(lián)使用。 在此系統(tǒng)中，勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流由勵(lì)磁變、滅磁開關(guān)、可 控 硅整流器構(gòu)成回路。勵(lì)磁變將發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓降低到可控硅整流器所要求的輸入電壓， 在 發(fā)電機(jī)端電壓和場繞組之間提供電絕緣、與此同時(shí)起著可控硅整流器的整流阻抗作用。 可 控硅整流器將交流電流轉(zhuǎn)換成受控的直流電流。 在起勵(lì)過程開始時(shí)，充磁能量來源于發(fā)電機(jī)殘壓，可控硅整流器的輸入電壓升到 10V-20V 時(shí)，可控硅整流器和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器就投入正常工作了。 在并網(wǎng)后，勵(lì)磁系統(tǒng)可工作于 AVR 方式，亦可以接受調(diào)度指令的成組調(diào)節(jié)等。 滅磁設(shè)備的作用是將磁場回路斷開并盡可能快地將磁場能

37、量釋放。滅磁回路主要由 滅 磁開關(guān)、滅磁電阻、晶閘管跨接器及其相關(guān)的觸發(fā)元件組成。 我廠調(diào)節(jié)器采用雙通道。每個(gè)通道主要由一個(gè)控制板和測量單元板構(gòu)成，形成一個(gè) 獨(dú) 立的處理系統(tǒng)。具有發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)節(jié)、磁場電流調(diào)節(jié)、勵(lì)磁監(jiān)測、保護(hù)功能和可編 程 邏輯控制軟件。 接口模塊如快速輸入/輸出模塊和功率信號接口模塊也被用來提供測量和控制信號的 電隔離。此外，每個(gè)可控硅整流橋都配有一套整流器接口電路，包括整流器接口單元、 門 極驅(qū)動接口單元和整流橋顯示單元。 在勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi),控制和狀態(tài)信號的交換是通過 ARCnet 實(shí)現(xiàn)的. 滅磁開關(guān)跳閘回路還附加了硬件回路. 方框原理圖如下 關(guān)于許繼發(fā)變組保護(hù)不能可靠跳掉

38、關(guān)于許繼發(fā)變組保護(hù)不能可靠跳掉 ABBABB 勵(lì)磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)的改造勵(lì)磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)的改造 我公司#1 機(jī)在正常停機(jī)時(shí)，程跳逆功率保護(hù)動作，勵(lì)磁系統(tǒng)雖能滅磁，但滅磁開關(guān)卻 不能斷開。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，保護(hù)動作跳閘脈沖大于 30ms 勵(lì)磁系統(tǒng)能可靠滅磁，保護(hù)動作 跳閘脈沖大于 80ms 勵(lì)磁系統(tǒng)能可靠跳開滅磁開關(guān)。發(fā)變組保護(hù)采用的是許繼 WFB800 系列產(chǎn)品，勵(lì)磁系統(tǒng)采用的是 ABB 公司生產(chǎn)的 Unitrol 5000 系列產(chǎn)品。為保障每次停機(jī)時(shí) 程跳能安全可靠的實(shí)現(xiàn)全停，經(jīng)與雙方廠家溝通，考慮做如下改造。 把延時(shí)返回繼電器裝設(shè)在發(fā)變組保護(hù)柜內(nèi)，按雙套保護(hù)來設(shè)置兩個(gè)繼電器，第一個(gè)繼 電器由第一套

39、發(fā)電機(jī)保護(hù)和變壓器保護(hù)的跳滅磁出口觸點(diǎn)并接同時(shí)瞬時(shí)起動延時(shí)返回繼電 器，繼電器延時(shí)返回觸點(diǎn)去跳滅磁；第二個(gè)繼電器由第二套發(fā)電機(jī)保護(hù)和變壓器保護(hù)及變 壓器非電量保護(hù)的跳滅磁出口觸點(diǎn)同時(shí)瞬時(shí)起動繼電器，繼電器延時(shí)返回觸點(diǎn)與第一個(gè)繼 電器的輸出觸點(diǎn)并接同時(shí)跳滅磁開關(guān)。 、結(jié)合 600MW 機(jī)組自身特點(diǎn)，請說明影響機(jī)組出力的缺陷 有哪些。 影響我廠機(jī)組出力的缺陷主要有：1、磨煤機(jī)振動問題；2、汽動給水泵機(jī)械密封液 溫度高問題； 、影響機(jī)組升降負(fù)荷速率的主要因素有哪些。 影響我廠機(jī)組升降負(fù)荷速率的主要因素有：1、制粉系統(tǒng)啟停的速度；2、磨煤機(jī)振 動問題；3、機(jī)組啟動時(shí) 1500RPM 冷態(tài)暖機(jī)時(shí)間要 4

40、5 小時(shí)；4、切缸前后負(fù)荷變動大； 5、協(xié)調(diào)方式下的機(jī)組控制特性；6、變壓運(yùn)行方式對負(fù)荷響應(yīng)不如定壓方式；7、對汽水品 質(zhì)的要求很高，起動時(shí)需進(jìn)行長時(shí)間的沖洗；8、燃煤變壓本生鍋爐對磨煤機(jī)的相應(yīng)較慢。 、600MW 機(jī)組 AGC 控制模式、DCS 控制模式的特點(diǎn)。 1、協(xié)調(diào)控制對象特點(diǎn)、協(xié)調(diào)控制對象特點(diǎn) (1) 機(jī)、爐控制耦合機(jī)、爐控制耦合 汽輪機(jī)和鍋爐之間的非線性耦合是超臨界機(jī)組難點(diǎn)之一。汽輪機(jī)和鍋爐之間的非線性耦合是超臨界機(jī)組難點(diǎn)之一。 由于沒有汽包的緩沖，超臨界鍋爐動態(tài)特性受末端阻力的影響遠(yuǎn)比鍋筒式鍋爐大。主汽 閥開度一方面控制汽輪機(jī)功率，同時(shí)也直接影響了鍋爐出口末端阻力特性，改變了鍋爐

41、的 被控特性，這和汽包式鍋爐的情況不同。 例如當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷增加時(shí)，汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)器會增大汽機(jī)主汽閥開度，增大汽輪機(jī)進(jìn) 汽量，由于鍋爐的響應(yīng)速度較慢，無法及時(shí)產(chǎn)生足夠蒸汽從而使機(jī)前壓力降低，阻礙了 汽輪機(jī)進(jìn)汽量進(jìn)一步增大。為了獲得更多進(jìn)汽量以滿足負(fù)荷需求汽輪機(jī)功率調(diào)節(jié)器會進(jìn) 一步開大調(diào)節(jié)汽門，導(dǎo)致機(jī)前壓力進(jìn)一步降低，最終形成惡性循環(huán)。 對于鍋筒式鍋爐由于鍋筒的蓄熱較大，可利用鍋筒的蓄熱滿足汽輪機(jī)超調(diào)的需求， 使主汽壓力不致產(chǎn)生過大波動 對采用直流鍋爐的超臨界機(jī)組而言，由于鍋爐的蓄熱相對較 小，難以滿足汽輪機(jī)的需求，從而使主汽壓力大幅度變化，降低了控制質(zhì)量. (2) 非線性特性強(qiáng)非線性特性強(qiáng) 超臨

42、界機(jī)組是被控特性復(fù)雜多變的對象隨著機(jī)組負(fù)荷的變化，機(jī)組的動態(tài)特性參數(shù) 也大幅度變化。超臨界機(jī)組普遍采用變壓方式運(yùn)行，因此超臨界機(jī)組也會在亞臨界壓力范 圍內(nèi)運(yùn)行。由于超臨界和亞臨界區(qū)工質(zhì)物性的巨大差異，以及不同燃燒率下鍋爐蒸發(fā)段(或 相變點(diǎn))位置的遷移等因素的影響，使超臨界機(jī)組呈現(xiàn)很強(qiáng)的非線性特性和變參數(shù)特性，遠(yuǎn) 比常規(guī)的亞臨界機(jī)組難于控制。 (3) 燃水比難于控制燃水比難于控制 超臨界機(jī)組控制的重點(diǎn)在于鍋爐的燃水比調(diào)節(jié)。由于燃水比變化時(shí)出口汽溫的響應(yīng)延 遲很大因此不能用出口汽溫來作為燃水比調(diào)節(jié)的反饋量。 2、控制策略問題、控制策略問題 對于大型超臨界機(jī)組快速穩(wěn)定控制的工程含義有 2 點(diǎn)： (1

43、)要求機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，在控制系統(tǒng)的作用下，負(fù)荷跟蹤變化快負(fù)荷跟蹤變化快。 (2)無論處于何種運(yùn)行工況，受控參數(shù)應(yīng)穩(wěn)定受控參數(shù)應(yīng)穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)。 2.1 汽機(jī)一鍋爐之間的協(xié)調(diào)控制汽機(jī)一鍋爐之間的協(xié)調(diào)控制 機(jī)組協(xié)調(diào)控制的主要目的是： 協(xié)調(diào)機(jī)一爐之間動態(tài)過程的速度差異，使得受控參數(shù)穩(wěn)定。 負(fù)荷需求變化時(shí)，系統(tǒng)能夠快速地增、減機(jī)組的出力，平穩(wěn)地滿足電網(wǎng)需要. 主要輸出量主要輸出量: 汽溫、汽壓和蒸汽流量汽溫、汽壓和蒸汽流量(負(fù)荷負(fù)荷)， 主要輸入量主要輸入量: 給水量、燃燒率和汽機(jī)調(diào)門開度。給水量、燃燒率和汽機(jī)調(diào)門開度。 2.2 機(jī)組協(xié)調(diào)控制任務(wù)機(jī)組協(xié)調(diào)控制任務(wù) 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的任務(wù)就在于:維持機(jī)組運(yùn)

44、行過程中的能量平衡維持機(jī)組運(yùn)行過程中的能量平衡，包括: 機(jī)組輸入能量與輸出能量的平衡； 機(jī)爐之間的能量平衡； 鍋爐內(nèi)部各子系統(tǒng)之間的平衡。 由于能量信號不易測量，通常用一些間接的信號代表這種平衡關(guān)系。機(jī)前壓力即是機(jī) 爐能量需求關(guān)系的體現(xiàn)。 2.3 協(xié)調(diào)控制功能：協(xié)調(diào)控制功能： （1）參與電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰 （2）協(xié)調(diào)機(jī)爐之間的能量平衡；保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行； （3）輔機(jī)故障時(shí)實(shí)現(xiàn) RB,增減閉鎖，迫升/迫降功能； 2.4 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的分類協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的分類 目前，火力發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)所采用的控制策略歸納起來有如下 9 種運(yùn)行方式。其 中，基本方式為低級方式，機(jī)跟爐方式或爐跟機(jī)方式為較高級方式，

45、機(jī)跟爐協(xié)調(diào)方式、爐 跟機(jī)協(xié)調(diào)方式、機(jī)爐協(xié)調(diào)方式為高級方式；常用協(xié)調(diào)方式有直接能量平衡控制系統(tǒng)（DEB） 、 指令直接平衡控制系統(tǒng)（DIB）和遠(yuǎn)方調(diào)度方式（ADS） 。 1）基本方式 基本控制策略：汽機(jī)主控和鍋爐主控均處于手動運(yùn)行方式。 適用范圍：適用于機(jī)組啟動及低負(fù)荷運(yùn)行工況，在汽機(jī)和鍋爐輔機(jī)工作異常時(shí)也應(yīng)用這種 方式。 2）機(jī)跟爐方式（汽機(jī)跟蹤方式） 基本控制策略：汽機(jī)自動調(diào)壓，鍋爐手動調(diào)功。 適用范圍：當(dāng)汽機(jī)運(yùn)行正常，鍋爐不具備投入自動的條件時(shí)采用該運(yùn)行方式。所謂鍋爐不 具備投入自動條件包括在低負(fù)荷運(yùn)行工況以及鍋爐部分輔機(jī)工作異常工況。另外，當(dāng)鍋爐 運(yùn)行不穩(wěn)定或鍋爐異常工況，一般也采用這種

46、運(yùn)行方式，由汽機(jī)快速維持主汽壓力為某一 定值，使得鍋爐系統(tǒng)及各主要運(yùn)行參數(shù)快速恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行，以便防止事故擴(kuò)大及排除故障. 3）爐跟機(jī)方式（鍋爐跟蹤方式） 基本控制策略：鍋爐自動調(diào)壓，汽機(jī)手動調(diào)功。 適用范圍：當(dāng)鍋爐運(yùn)行正常，汽機(jī)部分設(shè)備工作異?；驒C(jī)組負(fù)荷受到限制時(shí)應(yīng)用這種方式。 4）機(jī)跟爐協(xié)調(diào)方式機(jī)跟爐協(xié)調(diào)方式（以汽機(jī)跟蹤為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)方式） 基本控制策略：汽機(jī)自動調(diào)壓，鍋爐自動調(diào)功，并參與電網(wǎng)的一、二次調(diào)頻。 在該方式下，汽機(jī)主控和鍋爐主控均處于自動運(yùn)行方式，由汽機(jī)來維持主汽壓力，并接受 目標(biāo)負(fù)荷的前饋信號，壓力設(shè)定值由運(yùn)行人員手動給定或接受自動滑壓設(shè)定值。單元機(jī)組 輸出功率的調(diào)整任務(wù)由鍋爐承

47、擔(dān)，鍋爐主控還接受目標(biāo)負(fù)荷的前饋信號，部分電廠還設(shè)計(jì) 有目標(biāo)負(fù)荷的導(dǎo)前信號等，目標(biāo)負(fù)荷由運(yùn)動人員手動給定或接受電網(wǎng)調(diào)度 ADS 負(fù)荷分配指 負(fù)荷指令(N0)發(fā)電量(N) 圖3-4 爐跟機(jī)(BF)方式調(diào)節(jié)原理框圖 壓力定值(P0)主汽壓力(Pt) PID TM BM PID + - + - 負(fù)荷指令(N0) 發(fā)電量(N) 壓力定值(P0) 主汽壓力(Pt)PID TM BM PID + - + - 圖3-3 機(jī)跟爐(TF )方式調(diào)節(jié)原理框圖 對象 對象 令，同時(shí)參與電網(wǎng)的一、二次調(diào)頻。 適用范圍：適用于帶基本負(fù)荷機(jī)組。 5）爐跟機(jī)協(xié)調(diào)方式（以鍋爐跟蹤為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)方式） 基本控制策略：鍋爐自動調(diào)壓

48、，汽機(jī)自動調(diào)功，并參與電網(wǎng)的一、二次調(diào)頻。 在該方式下，汽機(jī)主控和鍋爐主控均處于自動運(yùn)行方式。由鍋爐來維持主汽壓力，并接受 目標(biāo)負(fù)荷的前饋信號，部分電廠還設(shè)計(jì)有目標(biāo)負(fù)荷的導(dǎo)前信號、能量平衡信號等，單元機(jī) 組輸出功率的調(diào)整任務(wù)由汽機(jī)承擔(dān)。壓力設(shè)定值及目標(biāo)負(fù)荷指令的形成與機(jī)跟爐協(xié)調(diào)方式 相同。 適用范圍：適用于參與電網(wǎng)調(diào)峰機(jī)組。 6）機(jī)爐協(xié)調(diào)方式 基本控制策略：機(jī)爐協(xié)調(diào)方式實(shí)際上是機(jī)跟爐協(xié)調(diào)方式與爐跟機(jī)協(xié)調(diào)方式的合成，目前， 機(jī)爐協(xié)調(diào)方式的控制策略普遍采用鍋爐調(diào)功，汽機(jī)既調(diào)功又調(diào)壓的運(yùn)行方式，并同時(shí)參與 電網(wǎng)一、二次調(diào)頻。 在該方式下，汽機(jī)主控和鍋爐主控均處于自動運(yùn)行方式。汽機(jī)既調(diào)壓又調(diào)功，一般設(shè)置 為調(diào)功的系數(shù)低于調(diào)壓的系數(shù)，使其以調(diào)壓為主、調(diào)功為輔，并接受目標(biāo)負(fù)荷的前饋信號 及參與電網(wǎng)的一、二次調(diào)頻，壓力設(shè)定值由運(yùn)行人員手動給定或接受自動滑壓設(shè)定值。單 元機(jī)組輸出功率的調(diào)整任務(wù)主要由鍋爐承擔(dān)，鍋爐主控還接受目標(biāo)負(fù)荷的前饋信號，部分 電廠還設(shè)計(jì)有目標(biāo)負(fù)荷的導(dǎo)前信號等，目標(biāo)負(fù)荷由運(yùn)行人員手