熱工調(diào)節(jié)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化與發(fā)展課件

1、第四講熱工調(diào)節(jié)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化與發(fā)展孫長(zhǎng)生：電手箱：scs54 網(wǎng)址:Http/工作單位：浙江省電力公司電力科學(xué)研究院兼：電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì) 付秘書(shū)長(zhǎng)1.熱工節(jié)能優(yōu)化近年來(lái)我國(guó)燃煤發(fā)電供電能耗的變化數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)能源研究所燃煤發(fā)電節(jié)能降耗非常需要：節(jié)約能源、減少環(huán)境污染；降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的重要舉措。燃煤發(fā)電具有節(jié)能減排能力：但通常認(rèn)為節(jié)能降耗是鍋爐、汽機(jī)專業(yè)的事，而對(duì)熱控專業(yè)一般不太重視。實(shí)際上通過(guò)優(yōu)化熱工自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高熱工測(cè)量參數(shù)的準(zhǔn)確性，擴(kuò)展火電廠節(jié)能降耗工作大有空間：凝結(jié)水節(jié)流技術(shù)，提高變

2、負(fù)荷初期的負(fù)荷響應(yīng)速度，可提高發(fā)電效率。正確選擇凝泵、引風(fēng)機(jī)變頻或引風(fēng)機(jī)改汽泵等控制策略，可以提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。熱工節(jié)能優(yōu)化空間 煤質(zhì)在線測(cè)量與控制修正，可提高燃燒穩(wěn)定性；而送風(fēng)量直接影響風(fēng)煤比，引起爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)的變化，這些都關(guān)系到燃燒效率。 合理的調(diào)節(jié)品質(zhì)與DEH順序閥控制方案可降低機(jī)組煤耗。合理的滑壓參數(shù)和汽機(jī)閥門開(kāi)度方式，優(yōu)化主汽壓力與調(diào)門開(kāi)度， 可提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。 在安全性、調(diào)節(jié)品質(zhì)和溫度的約束前提下盡量減少磨煤機(jī)冷風(fēng)量，可以提高鍋爐效率，減少NOx排放 。補(bǔ)償閥門特性，維持主汽和再熱汽溫度控制穩(wěn)定，安全允許條件下較高溫度水平上運(yùn)行，能提高機(jī)組效率和壽命。 設(shè)置合理的水位

3、定值，提高加熱系統(tǒng)水位調(diào)節(jié)品質(zhì)，可減小加熱器端差，起到節(jié)能作用。熱工優(yōu)化初步調(diào)研情況匯報(bào) 2調(diào)節(jié)品質(zhì)和兩個(gè)細(xì)則實(shí)施情況調(diào)研 機(jī)組DCS運(yùn)行評(píng)價(jià)。 自動(dòng)控制系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。自動(dòng)系統(tǒng)中優(yōu)化軟件及應(yīng)用情況“兩個(gè)細(xì)則”考核情況及經(jīng)驗(yàn)。以百萬(wàn)機(jī)組為主的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。 內(nèi)容書(shū)面答卷調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研征文專題會(huì)議方式 電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì) 浙江省電力試驗(yàn)研究院 各發(fā)電集團(tuán)和電科院協(xié)助下、組織旨在為各發(fā)電集團(tuán)提高熱工調(diào)節(jié)品質(zhì)，節(jié)能降耗工作參考。為廣大熱工人員和軟件開(kāi)發(fā)、研究、應(yīng)用單位，提供調(diào)節(jié)品質(zhì)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)交流的平臺(tái)目的參數(shù)測(cè)量和安裝問(wèn)題電廠與調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門問(wèn)題設(shè)備選型,設(shè)計(jì)問(wèn)題燃燒煤種多變，混

4、燒控制邏輯及策略優(yōu)化軟件參數(shù)壞質(zhì)量擾動(dòng)運(yùn)行檢修維護(hù)管理以上問(wèn)題大部分能通過(guò)設(shè)備的改造、換型、管理得到解決，但煤種多變、混煤的摻燒一直是困擾電廠運(yùn)行的一個(gè)難點(diǎn) 。機(jī)組特性,蓄熱能力,制粉順序閥控制，閥門流量線性 CCS前饋環(huán)節(jié)設(shè)計(jì),參數(shù) 有功信號(hào)AGC和網(wǎng)調(diào)不同轉(zhuǎn)速或頻率信號(hào)測(cè)量偏差 細(xì)則考核和機(jī)組經(jīng)濟(jì)性權(quán)衡 AGC與一次調(diào)頻交互作用 夏季空冷機(jī)組與海邊真空受限電廠針對(duì)兩個(gè)細(xì)則考核進(jìn)行控制優(yōu)化的效果差別較大,原因多種，最重要的是針對(duì)兩個(gè)細(xì)則考核實(shí)施的整體控制方案的有效性 自動(dòng)系統(tǒng)存在問(wèn)題兩個(gè)細(xì)則考核問(wèn)題英維思電廠鍋爐燃燒優(yōu)化軟件connoisseur,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于國(guó)外及華電包頭600M

5、W機(jī)組西門子PROFI系統(tǒng)，基于模型的預(yù)測(cè)控制 ,主要用于國(guó)華集團(tuán)部分電廠機(jī)組協(xié)調(diào)和汽溫控制 上海明華智能化協(xié)調(diào)系統(tǒng)預(yù)估對(duì)象超調(diào)幅度與基于凝結(jié)水調(diào)負(fù)荷協(xié)調(diào)系統(tǒng)用于安徽田集平圩等電廠 南京 “INFIT” AGC協(xié)調(diào)優(yōu)化融合預(yù)測(cè)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及自適應(yīng)技術(shù)，用于30多臺(tái)機(jī)組,SCR脫硝優(yōu)化控制系統(tǒng)HoneywellSentientSystem優(yōu)化系統(tǒng),模型預(yù)測(cè),多變量,變化率最優(yōu)控制器，用于上海石化、安徽鳳臺(tái)等電廠。GE新華IntelliMax系統(tǒng)硬件由ACU和ECU,軟件融合模型流體力學(xué),辨識(shí)控制算法,人工智能檢測(cè),推理診斷校正等原理, 在軍糧城等電廠應(yīng)用浙江大學(xué)Tai-Ji MPC系統(tǒng)融合非線

6、性模型預(yù)測(cè)控制算法,多變量閉環(huán)測(cè)試辨識(shí)等技術(shù) ,用于國(guó)外及溫州電廠浙江電力試驗(yàn)研究院、北京華清優(yōu)燃OCP3，北京海德緣BP Rev5.2 ，華中科大-基于火焰輻射能的燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，北京埃普瑞SOAP等；熱控自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)優(yōu)化軟件應(yīng)用上述優(yōu)化軟件在提高機(jī)組控制效果方面取得一定效果，但其中有的軟件，剛調(diào)試完成時(shí)效果還可以，運(yùn)行一段時(shí)間以后控制品質(zhì)逐漸下降，在機(jī)組檢修或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行機(jī)組特性發(fā)生改變后，又需要重新建模和參數(shù)調(diào)整才能達(dá)到機(jī)組運(yùn)行要求，甚至有的軟件就此撤出運(yùn)行。此外軟件價(jià)格高，后期維護(hù)也不便，軟件和長(zhǎng)期運(yùn)行效果和能達(dá)到的節(jié)能空間還未充分體現(xiàn)。但控制系統(tǒng)的優(yōu)化，是熱工控制技術(shù)研究的方向。隨著

7、電力行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，安全、經(jīng)濟(jì)效益方面取得明顯效果、通用性強(qiáng)、安裝調(diào)試方便的優(yōu)化控制專用軟件（尤其是燃燒和蒸汽溫度優(yōu)化、性能分析軟件）將會(huì)在電廠得到親睞和進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用。生產(chǎn)過(guò)程中新的測(cè)量技術(shù)和控制算法也將會(huì)使軟件優(yōu)化的能力不斷提高。 完善當(dāng)前DCS各控制回路，定期調(diào)整參數(shù),提高基礎(chǔ)控制水平 完善過(guò)程控制參數(shù)的檢測(cè)手段梳理，先解決底層調(diào)門、擋板特性問(wèn)題引入先進(jìn)控制技術(shù)和方案，提升控制回路的控制性能和品質(zhì) 將以往減小被控變量偏差作為控制目標(biāo)，轉(zhuǎn)為以機(jī)組的安全、效率、排放等作為控制目標(biāo)降低NOX排放15%;降低飛灰含碳量15%主汽溫平均提高3 降低機(jī)組煤耗，供電煤耗接近甚至達(dá)到國(guó)外機(jī)組水平 以變負(fù)

8、荷指標(biāo)為最終目標(biāo)進(jìn)行風(fēng)水煤的函數(shù)配置和協(xié)調(diào)，最大程度提高鍋爐熱負(fù)荷響應(yīng)和快速補(bǔ)充能力機(jī)組在AGC狀態(tài)下基本實(shí)現(xiàn)各控制回路全自動(dòng)運(yùn)行。 熱工當(dāng)前可做工作 控制系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)1）AGC、一次調(diào)頻兩個(gè)細(xì)則的考核幾個(gè)省之間有較大差別，華北網(wǎng)對(duì)電廠的考核最為嚴(yán)格，考核的力度也最大，甚至要求網(wǎng)內(nèi)每個(gè)電廠之間不能溝通和交流兩個(gè)細(xì)則考核的情況。江蘇省和上海的電廠與浙江省相比，考核力度相對(duì)較輕，東北網(wǎng)對(duì)兩個(gè)細(xì)則的考核力度和江蘇差不多。2）由于華北網(wǎng)對(duì)兩個(gè)細(xì)則的考核力度最大，因此華北網(wǎng)內(nèi)的電廠機(jī)組的變負(fù)荷速率設(shè)定最快，機(jī)組的調(diào)節(jié)速率加快后，壓力和汽溫的波動(dòng)范圍很大，運(yùn)行手動(dòng)干預(yù)較多，一定程度上犧牲了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

9、百萬(wàn)機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研小結(jié) 3）有的電廠設(shè)計(jì)了凝結(jié)水節(jié)流調(diào)節(jié)控制并投入使用，對(duì)機(jī)組的節(jié)能有一定效果，但是對(duì)凝結(jié)水管道，兩個(gè)除氧器上水調(diào)節(jié)門、凝泵變頻等要求比較高，由于主汽調(diào)門處于全開(kāi)位置，因此對(duì)AGC情況下的調(diào)節(jié)速率和各種動(dòng)態(tài)指標(biāo)有一定的影響，如某電廠負(fù)荷動(dòng)態(tài)偏差最大達(dá)50MW。 4）在調(diào)研的1000MW超超臨界機(jī)組當(dāng)中，大部分汽輪機(jī)技術(shù)是上汽引進(jìn)的西門子技術(shù)汽輪機(jī)組，除了江蘇泰州電廠和遼寧綏中B廠采用的是日本技術(shù)汽輪機(jī)，相比西門子技術(shù)汽輪機(jī)，日本技術(shù)汽輪機(jī)組主汽壓力額定值偏小，控制上類似以前的超臨界機(jī)組，用四個(gè)調(diào)節(jié)閥來(lái)控制汽輪機(jī)進(jìn)汽，汽機(jī)主控在DCS上實(shí)現(xiàn)，可以兼顧機(jī)組的負(fù)荷和壓力。百萬(wàn)機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研目前機(jī)組的AGC均為單機(jī)方式（由調(diào)度直接把負(fù)荷指令發(fā)給投入AGC的機(jī)組）。由于電網(wǎng)負(fù)荷變化頻繁，使投入AGC的機(jī)組始終處于相應(yīng)的變負(fù)荷狀態(tài)，鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動(dòng)幅度大，輔機(jī)、閥門、擋板等設(shè)備動(dòng)作頻繁，這種方式對(duì)機(jī)組和設(shè)備的壽命都會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。隨著發(fā)電成本的提高，發(fā)電企業(yè)需從各個(gè)角度地考慮如何切實(shí)降低電廠運(yùn)行成本，延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命。因此配置全廠負(fù)荷分配系統(tǒng)（即電網(wǎng)調(diào)度向電廠發(fā)一個(gè)全廠負(fù)荷指令，由電廠的全廠負(fù)荷分配系統(tǒng)，以機(jī)