國華太倉電廠600MW超臨界直流爐控制策略

1、國華太倉電廠600MW超臨界直流爐控制策略 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司熱控所主要內(nèi)容 前言 給水控制策略 機爐協(xié)調(diào)控制策略 總結(jié)前言 國華太倉發(fā)電有限責(zé)任公司2600MW超臨界機組，汽輪機為超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽凝汽式汽輪機，高中壓缸是具有沖動式調(diào)節(jié)級和反動壓力級的混合型式。鍋爐為上鍋引進(jìn)技術(shù)制造的國產(chǎn)超臨界參數(shù)、變壓運行、單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置的燃煤鍋爐。過熱器出口壓力：25.4MPa、過熱蒸汽溫度：571、過熱蒸汽流量：1913t/h、再熱器出口壓力：4.16MPa、再熱器出口蒸汽溫度：569、設(shè)計煤量：251t/h。 D

2、CS控制系統(tǒng)為上海?？怂共_公司生產(chǎn)的I/A，S控制系統(tǒng)。 給水控制策略 煤水比控制煤水比是直流爐給水控制中的關(guān)鍵。保證分離器出口溫度比保證機前壓力更為重要。通過控制煤水比來粗調(diào)主蒸汽溫度，通過過熱噴水減溫來細(xì)調(diào)主蒸汽溫度。理論和實踐證明要保證直流鍋爐汽溫的調(diào)節(jié)性能，維持特定的燃水比來控制汽水行程中某一點焓或溫度（分離器出口焓或溫度）為負(fù)荷的函數(shù)是切實有效的手段。 分離器出口溫度（焓值）主要是修正燃水比。采用分離器出口焓值校正燃水比比采用分離器出口溫度效果更好。 隨超臨界機組蒸汽壓力的升高，直流爐中間點溫度的慣性增加，時間常數(shù)和延遲均增大，燃料量和給水量擾動下中間點溫度有更大慣性，因此中間點溫

3、度（焓值）控制器需要采用變參數(shù)PID控制器。 當(dāng)分離器出口溫度435時，給水指令閉鎖減。 中間點溫度或焓值對燃料率和給水量的響應(yīng)較慢，響應(yīng)時間達(dá)24分鐘，因此設(shè)計中間點溫度的動態(tài)微分補償和中間點溫差動態(tài)補償。 RB工況下為保證合適的燃水比，需要將三階慣性環(huán)節(jié)切掉，中間溫差動態(tài)補償切掉。給水控制策略 噴水減溫控制控制策略與常規(guī)的串級PID控制噴水量和給水量的比值是鍋爐熱負(fù)荷的函數(shù)，當(dāng)噴水量和給水量的比值增大時，說明煤水比中煤多了一些。過熱汽溫控制在直流負(fù)荷以前，采用噴水減溫控制；在直流負(fù)荷以后，以控制煤水比為主，噴水減溫為輔。二級噴水減溫控制采用常規(guī)的燃料量微分信號、主蒸汽流量微分信號作前饋的串

4、級控制 給水控制策略 給水流量控制主要是給水泵流量控制和最小流量閥控制，和常規(guī)汽包爐控制方式類似。鍋爐啟動階段，從鍋爐上水到點火前，采用給水流量定值控制帶部分負(fù)荷階段，分離器濕態(tài)運行，控制分離器水位。給水流量保持在本生流量（35%MCR），分離器水位由分離器至除氧器以及分離器至擴容器的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，給水系統(tǒng)處于循環(huán)方式。純直流階段，帶中間點溫差修正的直流爐給水控制。帶中間點溫差修正的直流爐給水控制。進(jìn)一步增加燃燒率，當(dāng)鍋爐負(fù)荷升至35BMCR時，運行方式從濕態(tài)轉(zhuǎn)入干態(tài)運行。使分離器中的蒸汽溫度達(dá)到設(shè)定值，汽溫信號通過大選器，溫度控制系統(tǒng)投入運行，開始增加給水流量。國華太倉鍋爐啟動系統(tǒng)為Sul

5、er設(shè)計的帶擴容器式分離器啟動系統(tǒng)，為內(nèi)置式啟動分離器。分離器干態(tài)運行時，僅做蒸汽流通集箱。啟停和低負(fù)荷運行時回收分離器的疏水和能量。給水控制策略對于直流爐來講，為了確保水冷壁在低負(fù)荷時有效的冷卻，通過水冷壁的流量不能小于某個值，即最低直流負(fù)荷。當(dāng)機組啟動和停爐時，啟動系統(tǒng)投入使用，由于啟動系統(tǒng)要經(jīng)歷不同的運行狀態(tài)，故須采用不同的運行方式，且能平穩(wěn)，自動地切換。 機組啟動 水位控制到溫度控制的切換：自動控制分離器水位，負(fù)荷逐漸增加，一直到純直流鍋爐方式后切換到溫度自動控制方式。給水流量保持在某個最小常數(shù)值（35%BMCR）。增加燃燒率，使溫度超過設(shè)定值。汽溫信號通過選大器，溫度控制系統(tǒng)投入運行

6、，開始增加給水流量。 停爐 溫度控制到水位控制的切換 選 大 器最 小 給 水 流 量給 水 流 量蒸 發(fā) 器過 熱 器水 位燃 料 量給 水 流 量分 離 器 入 口 焓IIIIII汽 溫 設(shè) 定 值過 熱 度蒸 汽 量回 水 量給 水 量自 動 切 換汽 溫選 大 器最 小 給 水 流 量給 水 流 量蒸 發(fā) 器過 熱 器水 位燃 料 量給 水 流 量分 離 器 入 口 焓IIIIII汽 溫 設(shè) 定 值過 熱 度 消 失蒸 汽 量回 水 量給 水 量自 動 切 換汽 溫機爐協(xié)調(diào)控制策略國華太倉為了保證AGC對機組負(fù)荷變動率的要求采用爐跟機為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，對超臨界機組來說以機跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制策略比較好機、爐之間存在嚴(yán)重的非線性耦合。燃料量、給水量、汽機調(diào)門開度的擾動變化，導(dǎo)致了功率、壓力、溫度的變化，超臨界直流鍋爐是一個三輸入/三輸出相互耦合關(guān)聯(lián)極強的被控對象。給水、氣溫、燃燒系統(tǒng)是密切相關(guān)的，不能獨立控制，應(yīng)該作為整體進(jìn)行控制。壓力與鍋爐的水動力有關(guān)，溫度反映了鍋爐熱負(fù)荷，溫度是超臨界直流爐中最關(guān)鍵的參數(shù)。因此超臨界直流爐的解耦必須以溫度和負(fù)荷為主，壓力次要。超臨界直流爐具有強烈的非線性，因此協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)PID均采用變參數(shù)。超臨界直流爐蓄熱較少，采用p1*PTsp/PT的微分做前饋，而不用負(fù)荷指令