超超臨界機(jī)組節(jié)能型協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)施實(shí)用教案

1、1傳統(tǒng)(chuntng)的機(jī)組協(xié)調(diào) 對(duì)于火電機(jī)組，傳統(tǒng)的機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是指鍋爐燃燒率和汽機(jī)調(diào)門之間的協(xié)調(diào)。 典型(dinxng)的協(xié)調(diào)控制方式，如爐跟機(jī)的協(xié)調(diào)（CBF）和機(jī)跟爐的協(xié)調(diào)（CTF）。 第1頁/共28頁第一頁，共29頁。2隨著超(超)臨界火電(hu din)機(jī)組的投運(yùn)，機(jī)組滑壓運(yùn)行，汽機(jī)調(diào)門的節(jié)流很小，電網(wǎng)快速變化的負(fù)荷需求與機(jī)組較小的蓄熱之間的矛盾越來越突出。 很多超(超)臨界機(jī)組為了滿足機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)，不得不增加調(diào)門的節(jié)流。那么，是否能夠比較好地兼顧調(diào)峰調(diào)頻的需求與機(jī)組變負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性呢?第2頁/共28頁第二頁，共29頁。3外高橋三廠的機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式 外三1000MW機(jī)組采用西

2、門子汽機(jī)，無調(diào)節(jié)級(jí)，為了最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性，運(yùn)行中汽機(jī)調(diào)門始終全開(qunki)。 由于汽機(jī)調(diào)門全開(qunki)，主蒸汽壓力不直接控制，傳統(tǒng)的機(jī)組協(xié)調(diào)控制無從談起。 第3頁/共28頁第三頁，共29頁。4 汽機(jī)調(diào)門全開，經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，但負(fù)荷調(diào)節(jié)響應(yīng)最差。 若不采用其他的手段，機(jī)組加減負(fù)荷的速率就是鍋爐燃燒率變化而引起機(jī)組負(fù)荷變化的速率，必定是緩慢的過程(guchng)。 為了滿足電網(wǎng)AGC變負(fù)荷的要求，設(shè)計(jì)了基于凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的節(jié)能型協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。外高橋三廠的機(jī)組(jz)協(xié)調(diào)控制第4頁/共28頁第四頁，共29頁。5凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷(fh)的工作原理的工作原理 加負(fù)荷時(shí)，減小凝結(jié)水流量，使進(jìn)入低加

3、的抽汽量減少，機(jī)組發(fā)電功率增加。此時(shí)除氧器水位(shuwi)下降，凝汽器水位(shuwi)上升。 減負(fù)荷過程與加負(fù)荷過程恰好相反。第5頁/共28頁第五頁，共29頁。6凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的能力凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的能力(nngl)計(jì)算計(jì)算 依據(jù)機(jī)組(jz)的熱平衡圖，可以計(jì)算出低加全切時(shí)理論上能夠增加的負(fù)荷。外三機(jī)組(jz)，1000MW負(fù)荷時(shí)，切除所有低加，短時(shí)間內(nèi)增加負(fù)荷53MW，這是理論的最大能力。 考慮到實(shí)際運(yùn)行中的凝結(jié)水系統(tǒng)的諸多限制，機(jī)組(jz)在5001000MW范圍內(nèi)運(yùn)行，凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的最大能力約在15 30MW負(fù)荷左右。 第6頁/共28頁第六頁，共29頁。7凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的特性凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的特

4、性(txng)試驗(yàn)試驗(yàn) 下圖是凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的特性試驗(yàn)的曲線(qxin)。 試驗(yàn)時(shí)，煤量不變，調(diào)門全開，凝泵出口調(diào)門從43%關(guān)至30%，機(jī)組負(fù)荷30秒內(nèi)從850MW增至865MW（增加了15MW），且能維持一段時(shí)間，這說明凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷對(duì)負(fù)荷的快速響應(yīng)是有效的。第7頁/共28頁第七頁，共29頁。8凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的對(duì)象特性(txng)試驗(yàn) 外三#7機(jī)組850MW負(fù)荷點(diǎn)，凝泵出口調(diào)門(dio mn)階躍變化時(shí)，機(jī)組負(fù)荷及除氧器/凝汽器水位的變化。第8頁/共28頁第八頁，共29頁。9基于凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的協(xié)調(diào)基于凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的協(xié)調(diào)(xitio)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷主要是解決變負(fù)荷初期的負(fù)荷響應(yīng)，改善

5、由于鍋爐燃燒(rnsho)的滯后而產(chǎn)生的負(fù)荷響應(yīng)的延時(shí)。 最終的負(fù)荷響應(yīng)仍然需要鍋爐燃燒(rnsho)率的變化，所以鍋爐側(cè)的協(xié)調(diào)控制策略仍然十分重要，而且需要與凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷技術(shù)相配套。 控制(kngzh)特點(diǎn)第9頁/共28頁第九頁，共29頁。10 所以，外三節(jié)能型協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)： “完整的協(xié)調(diào)控制策略 = 鍋爐側(cè)的智能控制策略 + 凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷控制策略”。第10頁/共28頁第十頁，共29頁。11基于(jy)凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示意圖 第11頁/共28頁第十一頁，共29頁。12 負(fù)荷指令如何安全、可靠、合理地送至凝泵出口調(diào)門控制回路。 鍋爐側(cè)燃料、給水等的控制策略的修

6、改和完善，與基于凝結(jié)水節(jié)流(ji li)技術(shù)相配套， 合理及時(shí)地恢復(fù)機(jī)組的蓄熱。實(shí)施(shsh)的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)能型的協(xié)調(diào)節(jié)能型的協(xié)調(diào)(xitio)控制系統(tǒng)的功能實(shí)控制系統(tǒng)的功能實(shí)施施第12頁/共28頁第十二頁，共29頁。13節(jié)能型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)節(jié)能型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的功能實(shí)施的功能實(shí)施 變負(fù)荷和穩(wěn)態(tài)過程，凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷控制方式的合理切換，保證水位的穩(wěn)定。需要對(duì)除氧器、凝汽器、低加水位回路、補(bǔ)水控制等回路進(jìn)行一番較大的設(shè)計(jì)(shj)改進(jìn)與重新調(diào)整。實(shí)施(shsh)的關(guān)鍵技術(shù)第13頁/共28頁第十三頁，共29頁。14通過大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和策略優(yōu)化，節(jié)能型協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在外三獲得了成功

7、。 汽機(jī)調(diào)門始終全開的運(yùn)行方式下，實(shí)際負(fù)荷能夠達(dá)到或超過1.5%/min的速率要求，且機(jī)組熱力參數(shù)平穩(wěn)。 滿足了AGC和一次調(diào)頻(dio pn)的指標(biāo)要求。 投用效果(xiogu)第14頁/共28頁第十四頁，共29頁。15外三#7機(jī)組加負(fù)荷(fh)曲線（8509501000MW） 第15頁/共28頁第十五頁，共29頁。16外三#7機(jī)組(jz)減負(fù)荷曲線（1000800MW） 第16頁/共28頁第十六頁，共29頁。17投用與未投用，機(jī)組負(fù)荷(fh)響應(yīng)的比較。第17頁/共28頁第十七頁，共29頁。18AGC運(yùn)行(ynxng)曲線 （ 7001000MW間變負(fù)荷）第18頁/共28頁第十八頁，共29

8、頁。19 從上圖AGC運(yùn)行曲線可見，在汽機(jī)調(diào)門始終全開時(shí)，當(dāng)負(fù)荷指令設(shè)置20MW/min，13分鐘內(nèi)負(fù)荷增加(zngji)了211MW（從718MW增加(zngji)至929MW），實(shí)際變負(fù)荷速率達(dá)到了16.2MW/min，期間主蒸汽溫度最高604，最低596。 投用效果(xiogu)第19頁/共28頁第十九頁，共29頁。20凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷技術(shù)(jsh)用于一次調(diào)頻 外高橋三廠一次調(diào)頻的功能實(shí)現(xiàn)也采用了全新的、首創(chuàng)的控制方法。 DCS側(cè): 將凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷技術(shù)用于一次調(diào)頻，即利用凝泵出口調(diào)門的快速動(dòng)作，快速響應(yīng)負(fù)荷。 DEH側(cè): 有兩種控制方式，當(dāng)電網(wǎng)頻率低需要加負(fù)荷時(shí)，通過(tnggu)開汽機(jī)補(bǔ)

9、汽閥來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)電網(wǎng)頻率高需要減負(fù)荷時(shí)，通過(tnggu)關(guān)汽機(jī)調(diào)門來實(shí)現(xiàn)。第20頁/共28頁第二十頁，共29頁。21新型(xnxng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)用于一次調(diào)頻 第21頁/共28頁第二十一頁，共29頁。22新型協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)用于一次調(diào)頻 第22頁/共28頁第二十二頁，共29頁。23#7機(jī)組運(yùn)行(ynxng)中,一次調(diào)頻的實(shí)際動(dòng)作第23頁/共28頁第二十三頁，共29頁。241 基于凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷技術(shù)的節(jié)能型協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)是國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用，已在外三#7/#8機(jī)組成功投運(yùn)一年多，突破了傳統(tǒng)的機(jī)組協(xié)調(diào)控制策略的框架?？偨Y(jié)(zngji)第24頁/共28頁第二十四頁，

10、共29頁。252有效提高了機(jī)組變負(fù)荷(fh)的經(jīng)濟(jì)性。3 由于汽機(jī)調(diào)門全開且除一次調(diào)頻動(dòng)作外補(bǔ)汽閥始終全關(guān)，降低機(jī)組實(shí)際運(yùn)行煤耗約1.5g/kWh。總結(jié)(zngji)第25頁/共28頁第二十五頁，共29頁。26 3 在外三的成功經(jīng)驗(yàn)在其他600/1000MW超（超）臨界機(jī)組(jz)上具有廣闊的推廣應(yīng)用前景?？偨Y(jié)(zngji)第26頁/共28頁第二十六頁，共29頁。27謝謝謝謝(xi (xi xie)xie)！第27頁/共28頁第二十七頁，共29頁。28謝謝您的觀看(gunkn)！第28頁/共28頁第二十八頁，共29頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)1。汽機(jī)調(diào)門的節(jié)流很小，電網(wǎng)快速變化的負(fù)荷需求。那么，是否能夠比較好地兼顧調(diào)峰調(diào)頻的需求與機(jī)組變負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性呢。此時(shí)除