600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)課件

600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特性分析600MW超臨界直流爐600MW超臨界直流爐機(jī)組

控制特性分析華北電科院有限責(zé)任公司熱控技術(shù)研究所600MW超臨界直流爐機(jī)組

控制特性分析華北電科院有限責(zé)任公一、國際上超臨界機(jī)組的現(xiàn)狀

我國一次能源以煤炭為主，火力發(fā)電占總發(fā)電量的75%

全國平均煤耗為394g/(kWh)，較發(fā)達(dá)國家高60~80g，年均多耗煤6000萬噸，不僅浪費(fèi)能源，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，煙塵，SOx,NOx,CO2的排放量大大增加

火電機(jī)組隨著蒸汽參數(shù)的提高，效率相應(yīng)地提高壓臨界機(jī)組(17MPa,538/538℃

)凈效率約為37~38%煤耗330~340g超臨界機(jī)組(24MPa,538/538℃

)凈效率約為40~41%煤耗310~320g超超臨界機(jī)組(30MPa,566/566℃

)凈效率約為44~45%煤耗290~300g由于效率的提高，污染物排量也相應(yīng)減少，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。1957年美國投運(yùn)第一臺(tái)超臨界試驗(yàn)機(jī)組，截止1986年共166臺(tái)超臨界機(jī)組投運(yùn)，其中800MW以上的有107臺(tái)，包括9臺(tái)1300MW。1963年原蘇聯(lián)投運(yùn)第一臺(tái)超臨界300MW機(jī)組，截止1985年共187臺(tái)超臨界機(jī)組投運(yùn)，包括300MW,500MW,800MW，1200MW。1967年日本從美國引進(jìn)第一臺(tái)超臨界600MW機(jī)組，截止1984年共73臺(tái)超臨界機(jī)組投運(yùn)，其中31臺(tái)600MW,9臺(tái)700MW，5臺(tái)1000MW，在新增機(jī)組中超臨界占80%。一、國際上超臨界機(jī)組的現(xiàn)狀我國一次能源以煤炭為主，火力發(fā)二、目前超臨界機(jī)組的發(fā)展方向90年代，日本投運(yùn)的超臨界機(jī)組蒸汽溫度逐步由538/566℃提高到538/593℃，

566/593℃及600/600℃，蒸汽壓力保持在24~25MPa，容量以1000MW為多，參數(shù)為31MPa,566/566℃的兩臺(tái)700MW燃?xì)鈾C(jī)組于1989年和1990年在川越電廠投產(chǎn)。目前正在研究參數(shù)為34.3MPa,649/593℃及34.3MPa,649/593℃的機(jī)組。

歐洲超臨界機(jī)組參數(shù)多為25MPa,540/540℃，機(jī)組容量中等，440~600MW。德國兩臺(tái)900MW機(jī)組于1999年投產(chǎn)；1998年投運(yùn)的丹麥一臺(tái)參數(shù)為28.5MPa,580/580/580℃的二次中間再熱，411MW機(jī)組的凈效率達(dá)到了47％是目前世界上效率最高的超臨界火電機(jī)組。歐盟制定了“THERMIE”700℃先進(jìn)燃煤火電機(jī)組發(fā)展計(jì)劃，聯(lián)合歐洲40家公司于1998年開始，計(jì)劃用17年時(shí)間開發(fā)35MPa,700/720/（720）℃的超超臨界機(jī)組，其凈效率達(dá)到50%以上。

美國電力科學(xué)院（EPRI）從1986年起一直致力開發(fā)32MPa,593/593/593℃的帶中間負(fù)荷的燃煤火電機(jī)組。二、目前超臨界機(jī)組的發(fā)展方向90年代，日本投運(yùn)的超臨界機(jī)二、國內(nèi)500及以上超臨界直流爐機(jī)組投運(yùn)情況

我國自80年代后期開始重視發(fā)展超臨界火電機(jī)組，國家確定以河南沁北電廠作為國產(chǎn)化依托，將超超臨界發(fā)電技術(shù)列為國家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，計(jì)劃開發(fā)30MPa,600/600℃，600MW以上的超超臨界機(jī)組，供電效率達(dá)43~45%

。

我國前期的超臨界機(jī)組多為從原蘇聯(lián)直接引進(jìn)，如營口，盤山，伊敏，綏中等廠，機(jī)組運(yùn)行方式均以定壓運(yùn)行為主，后期主要以從歐洲引進(jìn)技術(shù)的滑壓運(yùn)行機(jī)組

目前國內(nèi)已投運(yùn)的500MW及以上超臨界直流爐機(jī)組機(jī)組機(jī)組容量投產(chǎn)時(shí)間備注國華盤山#1,2500MW1995俄供定壓運(yùn)行伊敏電廠#1,2500MW1995俄供定壓運(yùn)行國華綏中#1,2800MW2001俄供定壓運(yùn)行石洞口二期#1,2600MW1991/1992歐供滑壓運(yùn)行外高橋二期#1,2900MW2004歐供滑壓運(yùn)行華能沁北#1,2600MW2004歐供滑壓運(yùn)行常熟電廠#1,2600MW2005歐供滑壓運(yùn)行二、國內(nèi)500及以上超臨界直流爐機(jī)組投運(yùn)情況我國自80年三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)理論上認(rèn)為：（22.129MPa、溫度374℃），水的汽化會(huì)在一瞬間完成，即在臨界點(diǎn)時(shí)飽和水和飽和蒸汽之間不再有汽、水共存的兩相區(qū)存在，兩者的參數(shù)不再有區(qū)別。由于在臨界參數(shù)下汽水密度相等，因此在臨界壓力下無法維持自然循環(huán)，不能再采用汽包鍋爐，直流爐成為唯一的型式。

超臨界鍋爐與亞臨界自然循環(huán)鍋爐的結(jié)構(gòu)和工作原理不同，啟動(dòng)方法也有較大的差異，超臨界鍋爐與自然循環(huán)鍋爐相比，有以下的啟動(dòng)特點(diǎn)：設(shè)置專門的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)直流鍋爐在鍋爐點(diǎn)火前就必須不間斷的向鍋爐進(jìn)水，建立足夠的啟動(dòng)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。為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，直流爐需要設(shè)置專門的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)來排除這些不合格的工質(zhì)。配置汽水分離器和疏水回收系統(tǒng)低于本生流量時(shí)，給水流量要保持恒定。因此在本生負(fù)荷下超臨界鍋爐需要設(shè)置汽水分離器和疏水回收系統(tǒng)。啟動(dòng)前鍋爐要建立啟動(dòng)壓力和啟動(dòng)流量

超臨界直流爐，由于鍋爐的蓄質(zhì)和蓄熱量小，因而負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈敏性好，可實(shí)現(xiàn)快速啟、停和調(diào)節(jié)負(fù)荷。三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)理論上認(rèn)為：（22.129MPa、三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)－存在問題超臨界機(jī)組控制中機(jī)、爐之間存在嚴(yán)重的非線性耦合。直流鍋爐在直流運(yùn)行狀態(tài)汽水之間沒有一個(gè)明確的分界點(diǎn)，在流程中每一段的長度都受到燃料、給水、汽機(jī)調(diào)門開度的擾動(dòng)而變化，從而導(dǎo)致了功率、壓力、溫度的變化，直流鍋爐是一個(gè)三輸入/三輸出相互耦合關(guān)聯(lián)極強(qiáng)的被控對(duì)象；汽機(jī)擾動(dòng)對(duì)鍋爐的耦合特性：汽機(jī)調(diào)門開度變化不僅影響了鍋爐出口壓力，還影響了汽水流程的加熱段，導(dǎo)致了溫度的變化；鍋爐燃料擾動(dòng)對(duì)壓力、溫度、功率的影響：燃料率增加，縮短了加熱段和蒸發(fā)段，使壓力、溫度、功率均增加；給水?dāng)_動(dòng)對(duì)壓力、溫度、功率的影響：給水量增加，加熱段和蒸發(fā)段延長，推出一部分蒸汽，因此壓力和功率開始是增加的，但由于過熱段的縮短使汽溫下降，導(dǎo)致功率和壓力下降，汽溫一段時(shí)間延遲后單調(diào)下降穩(wěn)定在一個(gè)較低溫度上。三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)－存在問題超臨界機(jī)組控制中機(jī)、爐之三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)－存在問題強(qiáng)烈的非線性是超臨界機(jī)組又一主要特征

超臨界機(jī)組采用超臨界參數(shù)的蒸汽,其機(jī)組的運(yùn)行方式采用滑參數(shù)運(yùn)行，機(jī)組在大范圍的變負(fù)荷運(yùn)行中，壓力運(yùn)行10MPa~25MPa.之間。超臨界機(jī)組實(shí)際運(yùn)行在超臨界和亞臨界兩種工況下，在亞臨界運(yùn)行工況給水具有加熱段、蒸發(fā)段與過熱段三大部分，在超臨界運(yùn)行工況汽水的密度相同，水在瞬間轉(zhuǎn)化為蒸汽，因此在超臨界運(yùn)行方式和亞臨界運(yùn)行方式機(jī)組具有完全不同的控制特性，是復(fù)雜多變的被控對(duì)象。

超臨界機(jī)組是被控特性復(fù)雜多變的對(duì)象，隨著機(jī)組負(fù)荷的變化，機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)亦隨之大幅度變化。如燃水比調(diào)節(jié)的溫度對(duì)象，在負(fù)荷變化50-100%范圍內(nèi)，增益變化達(dá)5~6倍，時(shí)間常數(shù)的變化也有3倍左右。三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)－存在問題強(qiáng)烈的非線性是超臨界機(jī)組三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)－汽包爐的控制汽包爐中，汽包把汽水流程分為加熱段、蒸發(fā)段和過熱段，三段受熱面的位置和面積是固定不變的，在給水流量變化時(shí)，僅影響汽包水位，不影響蒸汽壓力和溫度。而燃燒量變化時(shí)僅改變蒸汽流量和蒸汽壓力，對(duì)蒸汽溫度影響不大，因此給水、燃燒、蒸汽溫度控制系統(tǒng)是可以相對(duì)獨(dú)立的，可以通過控制給水流量、燃燒率、噴水流量分別控制汽包水位、蒸汽流量和蒸汽壓力。三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)－汽包爐的控制汽包爐中，汽包把汽水三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)－直流爐直流鍋爐沒有汽包，又沒有爐水小循環(huán)回路，給水是一次性流過加熱段、蒸發(fā)段和過熱段的，三段受熱面沒有固定的分界線。當(dāng)給水流量及燃燒量發(fā)生變化時(shí)，三段受熱面的吸熱比率將發(fā)生變化，鍋爐出口溫度以及蒸汽流量和壓力都將發(fā)生變化，因此給水、氣溫、燃燒系統(tǒng)是密切相關(guān)的，不能獨(dú)立控制，應(yīng)該作為整體進(jìn)行控制。直流鍋爐隨著蒸汽壓力的升高，蒸發(fā)段的吸熱比例逐漸減少，而加熱段和過熱段的吸熱比例增加；以及受熱面管徑變小，管壁變厚，因此，隨著蒸汽壓力的升高，鍋爐分離器出口氣溫和鍋爐出口氣溫的慣性增加，時(shí)間常數(shù)和延遲時(shí)間增加。三、超臨界直流爐的控制特點(diǎn)－直流爐直流鍋爐沒有汽包，又沒有爐四、超臨界直流爐的控制策略壓力控制是直流鍋爐控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，壓力的變化對(duì)機(jī)組的外特性來說將影響機(jī)組的負(fù)荷，對(duì)內(nèi)特性來說將影響鍋爐的溫度。因?yàn)橹绷鳡t蓄熱較小，調(diào)門變化時(shí)引起的負(fù)荷變化較小，而且壓力變化較大，對(duì)機(jī)組的負(fù)面影響較大，所以國外的資料中更推薦在超臨界機(jī)組中采用機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)方式，協(xié)調(diào)鍋爐與汽機(jī)的控制。但是在該方案的設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分考慮利用鍋爐的儲(chǔ)能加快機(jī)組對(duì)負(fù)荷的響應(yīng)。在超臨界機(jī)組中要保證主蒸汽溫度的穩(wěn)定，必須要控制汽水流程，控制蒸發(fā)點(diǎn)。一般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(shí)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(diǎn)焓（分離器出口焓）為負(fù)荷的函數(shù)是切實(shí)有效的手段。當(dāng)給水量或燃料量擾動(dòng)時(shí)，汽水行程中各點(diǎn)工質(zhì)焓值的動(dòng)態(tài)特性相似；在鍋爐的燃水比保持不變時(shí)（穩(wěn)定工況），汽水行程中某點(diǎn)工質(zhì)的焓值保持不變，對(duì)于滑壓運(yùn)行鍋爐，故采用微過熱蒸汽焓替代該點(diǎn)溫度作為燃水比校正信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)在于：分離器出口焓（中間點(diǎn)焓）值對(duì)燃水比失配的反應(yīng)快，系統(tǒng)校正迅速；

焓值代表了過熱蒸汽的作功能力，隨工況改變焓給定值不但有利于負(fù)荷控制，而且也能實(shí)現(xiàn)過熱汽溫（粗）調(diào)正。

四、超臨界直流爐的控制策略壓力控制是直流鍋爐控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)四、超臨界直流爐的控制策略超臨界直流爐的設(shè)計(jì)中風(fēng)煤比的控制在靜態(tài)平衡的前提下要考慮動(dòng)態(tài)下的風(fēng)煤交叉，保證動(dòng)態(tài)過程中風(fēng)大于煤，確保鍋爐燃燒的穩(wěn)定。在超臨界直流爐RB邏輯設(shè)計(jì)中需要充分考慮分離器出口溫度，即必須考慮在事故工況下有合適的煤水比。由于超臨界直流爐的強(qiáng)非線性，常規(guī)的控制策略難以達(dá)到良好的控制效果。因此需要大量采用變參數(shù)PID，變結(jié)構(gòu)控制策略，以保證在各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)上控制系統(tǒng)具有良好的效果注意微過熱點(diǎn)焓值對(duì)燃料率和給水量的響應(yīng)較慢，響應(yīng)時(shí)間達(dá)2～4分鐘。由于燃燒對(duì)溫度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)要比給水對(duì)溫度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢的多，因此控制方案設(shè)計(jì)中要考慮煤水控制參數(shù)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。焓值物理概念明確，用“焓增”來分析各受熱面的吸熱分布更為科學(xué)。它不僅受溫度變化影響，還受壓力變化影響，在低負(fù)荷壓力升高時(shí)（分離器出口溫度有可能進(jìn)入飽和區(qū)），焓值的明顯變化有助于判斷，進(jìn)而能及時(shí)采取相應(yīng)措施。

因此，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)燃水比值及隨負(fù)荷變化的焓值校正是超臨界直流鍋爐給水系統(tǒng)的主要控制特征。四、超臨界直流爐的控制策略超臨界直流爐的設(shè)計(jì)中風(fēng)煤比的控制在四、超臨界直流爐的控制策略－啟動(dòng)系統(tǒng)

對(duì)于具有內(nèi)置式啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)分離器水位，啟動(dòng)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(dòng)分離器控制水位、溫度采用噴水控制。當(dāng)鍋爐蒸汽流量大于最小流量，啟動(dòng)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。四、超臨界直流爐的控制策略－啟動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于具有內(nèi)置式啟動(dòng)分離五、超臨界直流爐給水控制的典型方案五、超臨界直流爐給水控制的典型方案六、三井巴布科克超臨界直流爐協(xié)調(diào)控制思想?yún)f(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS，是指通過控制回路協(xié)調(diào)氣輪機(jī)和鍋爐的工作狀態(tài)，同時(shí)給鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)和氣輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，以達(dá)到快速響應(yīng)負(fù)荷變化的目的，盡最大可能發(fā)揮機(jī)組的調(diào)頻調(diào)峰能力，同時(shí)還要穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式大致有爐跟機(jī)方式、機(jī)跟爐方式、協(xié)調(diào)方式和手動(dòng)方式四種，根據(jù)單元機(jī)組的不同的工況和運(yùn)行要求，以及鍋爐主控BM和氣輪機(jī)主控（TM）所具備的不同的控制方式及組態(tài)，可構(gòu)成多種不同的單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和協(xié)調(diào)控制方式，不同廠商根據(jù)不同的機(jī)組需要設(shè)計(jì)有不同的控制策略。下圖為三井巴布科克超臨界直流爐協(xié)調(diào)控制原理圖

。超臨界機(jī)組是高參數(shù)、大容量的被控對(duì)象，機(jī)組的變負(fù)荷率應(yīng)滿足鍋爐的運(yùn)行要求。目前制造廠對(duì)超臨界直流鍋爐的變負(fù)荷率限制在1%/分。在滿足機(jī)組負(fù)荷變化率的要求下，為穩(wěn)定機(jī)組壓力，對(duì)超臨界機(jī)組來說以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)不失是一個(gè)好的控制方案。六、三井巴布科克超臨界直流爐協(xié)調(diào)控制思想?yún)f(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS七、國華太倉電廠600MW超臨界直流爐控制策略

國華太倉發(fā)電有限責(zé)任公司2×600MW超臨界機(jī)組，汽輪機(jī)為超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽凝汽式汽輪機(jī)，高中壓缸是具有沖動(dòng)式調(diào)節(jié)級(jí)和反動(dòng)壓力級(jí)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(yùn)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(jì)煤量：251t/h。DCS控制系統(tǒng)為上海?？怂共_公司生產(chǎn)的I/A，S控制系統(tǒng)。七、國華太倉電廠600MW超臨界直流爐控制策略國華太倉電廠600MW超臨界直流爐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(jī)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(shí)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(diǎn)焓或溫度（分離器出口焓或溫度）為負(fù)荷的函數(shù)是切實(shí)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(jī)組蒸汽壓力的升高，直流爐中間點(diǎn)溫度的慣性增加，時(shí)間常數(shù)和延遲均增大，燃料量和給水量擾動(dòng)下中間點(diǎn)溫度有更大慣性，因此中間點(diǎn)溫度（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<370℃時(shí)，給水指令閉鎖增；當(dāng)分離器出口溫度>435℃時(shí)，給水指令閉鎖減。中間點(diǎn)溫度或焓值對(duì)燃料率和給水量的響應(yīng)較慢，響應(yīng)時(shí)間達(dá)2～4分鐘，因此設(shè)計(jì)中間點(diǎn)溫度的動(dòng)態(tài)微分補(bǔ)償和中間點(diǎn)溫差動(dòng)態(tài)補(bǔ)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(dòng)態(tài)補(bǔ)償切掉。國華太倉電廠600MW超臨界直流爐給水控制策略煤水比控制噴水減溫控制控制策略與常規(guī)的串級(jí)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(shí)，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(jí)噴水減溫控制采用常規(guī)的燃料量微分信號(hào)、主蒸汽流量微分信號(hào)作前饋的串級(jí)控制600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件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(dòng)階段，從鍋爐上水到點(diǎn)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(yùn)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(kuò)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(diǎn)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35％BMCR時(shí)，運(yùn)行方式從濕態(tài)轉(zhuǎn)入干態(tài)運(yùn)行。使分離器中的蒸汽溫度達(dá)到設(shè)定值，汽溫信號(hào)通過大選器，溫度控制系統(tǒng)投入運(yùn)行，開始增加給水流量。國華太倉鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)為Suler設(shè)計(jì)的帶擴(kuò)容器式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)，為內(nèi)置式啟動(dòng)分離器。分離器干態(tài)運(yùn)行時(shí)，僅做蒸汽流通集箱。啟停和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)回收分離器的疏水和能量。600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件對(duì)于直流爐來講，為了確保水冷壁在低負(fù)荷時(shí)有效的冷卻，通過水冷壁的流量不能小于某個(gè)值，即最低直流負(fù)荷。當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)和停爐時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)投入使用，由于啟動(dòng)系統(tǒng)要經(jīng)歷不同的運(yùn)行狀態(tài)，故須采用不同的運(yùn)行方式，且能平穩(wěn)，自動(dòng)地切換。

機(jī)組啟動(dòng)水位控制到溫度控制的切換：自動(dòng)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(dòng)控制方式。給水流量保持在某個(gè)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(hào)通過選大器，溫度控制系統(tǒng)投入運(yùn)行，開始增加給水流量。

停爐溫度控制到水位控制的切換對(duì)于直流爐來講，為了確保水冷壁在低負(fù)荷時(shí)有效的冷卻，通過水冷600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件國華太倉電廠600MW超臨界直流爐協(xié)調(diào)控制策略國華太倉為了保證AGC對(duì)機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)率的要求采用爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，對(duì)超臨界機(jī)組來說以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制策略比較好機(jī)、爐之間存在嚴(yán)重的非線性耦合。燃料量、給水量、汽機(jī)調(diào)門開度的擾動(dòng)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(gè)三輸入/三輸出相互耦合關(guān)聯(lián)極強(qiáng)的被控對(duì)象。給水、氣溫、燃燒系統(tǒng)是密切相關(guān)的，不能獨(dú)立控制，應(yīng)該作為整體進(jìn)行控制。壓力與鍋爐的水動(dòng)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(qiáng)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)荷指令的微分前饋。其他的微分前饋與汽包爐的一樣。RB動(dòng)作后，爐主控切為手動(dòng)，壓力設(shè)定跟蹤實(shí)際壓力，給水控制仍自動(dòng)。RB動(dòng)作后14分鐘由滑壓切為定壓運(yùn)行。給水泵RB跳三臺(tái)磨，保留兩臺(tái)運(yùn)行，自動(dòng)啟兩層油槍。國華太倉電廠600MW超臨界直流爐協(xié)調(diào)控制策略國華太倉為了保600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件

謝謝!歡迎批評(píng)指正！謝謝!600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件600MW超臨界直流爐機(jī)組控制特點(diǎn)ppt課件6.1C、給水控制系統(tǒng)原理說明1省煤器入口給水流量加減溫噴水流量必須與蒸汽流量相適應(yīng)。這個(gè)基本要求還通過過熱汽溫控制來調(diào)節(jié)，以維持負(fù)荷變化后在分離器出口的焓。蒸汽和給水及噴水流量會(huì)使?fàn)t膛內(nèi)系統(tǒng)的蒸發(fā)點(diǎn)移動(dòng)。如果一級(jí)過熱器出口溫度太低，那么調(diào)節(jié)器就要求增加分離器出口的焓以恢復(fù)這一點(diǎn)的溫度。溫度調(diào)節(jié)器的輸出與負(fù)荷指數(shù)前饋信號(hào)在模塊29里相加作為焓值調(diào)節(jié)器模塊30的設(shè)定值。調(diào)整給水流量來控制分離器出口焓和一級(jí)減溫器前后的溫度降。對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定的蒸氣流量，增加給水流量的速率將使蒸發(fā)點(diǎn)移動(dòng)，從而減少了分離器出口焓，伴隨著一級(jí)過熱器出口溫度和焓的減少，一級(jí)減溫器前后的溫差將增加。由模塊37到模塊58設(shè)置了額定給水流量的設(shè)定值，作為負(fù)荷的函數(shù)。幾個(gè)修正量被加到這個(gè)需求中。在設(shè)計(jì)的BMCR穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下，給水需求與理論上的需求相適應(yīng)。當(dāng)蒸汽或水回路偏離設(shè)計(jì)條件時(shí)這個(gè)需求指令需作調(diào)整。其中，首先要考慮的是蒸氣溫度的變化。6.1C、給水控制系統(tǒng)原理說明1省煤器入口給水流量加減溫噴水6.1C、給水控制系統(tǒng)原理說明2焓值解耦回路焓值控制器的輸出的任何變化將會(huì)立刻影響給水量，而后由于鍋爐入口和出口焓值的改變將需要改變?nèi)紵?。這將依次改變水蒸汽回路的焓值，而且可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的工況。這個(gè)焓值解耦邏輯把這種影響減到最小。啟動(dòng)給水調(diào)節(jié)原理

在低負(fù)荷時(shí)，調(diào)整電泵的速度以維持啟動(dòng)閥兩端的差壓為一固定值（約5－9bar）。啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)給水啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時(shí)，電動(dòng)給水泵以最小轉(zhuǎn)速運(yùn)行。在負(fù)荷增加而且開始產(chǎn)汽時(shí)，給水閥將開啟以維持流過省煤器的本生流量。省煤器出口和一級(jí)過熱器入口之間吸熱量的計(jì)算通過水/汽和水冷壁管金屬質(zhì)量的吸熱模型，計(jì)算給水和熱量需求的變化，以滿足負(fù)荷需求的變化，然后按給水和金屬部件所吸收的熱量添加燃料。同時(shí)還可以保證給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行在本生負(fù)荷以下時(shí)，給水流量一定（本生流量），由于加熱器的退出導(dǎo)致給水溫度偏低，上面邏輯可以通過計(jì)算水冷壁入口焓的變化，及時(shí)調(diào)整給水流量。6.1C、給水控制系統(tǒng)原理說明2焓值解耦回路啟動(dòng)給水調(diào)節(jié)原理6.1C、儲(chǔ)水箱液位控制原理說明工作原理汽水混合物進(jìn)入分離器容器，蒸汽流向過熱器，水流向儲(chǔ)水箱。在負(fù)荷非常低時(shí)，水沒有被蒸發(fā)而全部進(jìn)入儲(chǔ)水箱，然后利用一臺(tái)循環(huán)泵把水泵回到省煤器入口。循環(huán)流量的變化是儲(chǔ)水箱液位的函數(shù)。在啟動(dòng)期間，水膨脹在儲(chǔ)水箱里會(huì)造成很高的液位，靠兩個(gè)排放閥的連續(xù)排放，排掉一些水。隨著負(fù)荷的增加，更多的水轉(zhuǎn)化成蒸汽，儲(chǔ)水箱的液位降低。這個(gè)過程通過減少循環(huán)流量來相互配合，直到液位低時(shí)水泵跳閘為止。在本生負(fù)荷點(diǎn)以上，所有水都轉(zhuǎn)化成蒸汽。在減負(fù)荷時(shí)應(yīng)采取一些特殊的措施以防止不必要的水排放。溢流閥溢流閥的功能就是將循環(huán)泵和循環(huán)調(diào)節(jié)閥正常運(yùn)行而不能排除的儲(chǔ)水箱多余水排掉。溢流閥的開度由儲(chǔ)水箱液位和壓力決定。壓力高時(shí)禁止溢流閥的開啟。在持續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行期間，儲(chǔ)水箱可以充以暖泵管道來的水，此時(shí)必須防止循環(huán)閥和溢流閥的開啟，因此設(shè)置循環(huán)流量低于80%本生流量，禁止開溢流閥邏輯。循環(huán)流量

要求的循環(huán)流量在F(x)模塊24上設(shè)定。在穩(wěn)定狀態(tài)或緩慢變化工況下，這個(gè)信號(hào)成為流量調(diào)節(jié)器的設(shè)定值。水位和流量控制系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)時(shí)互相不受影響。延遲模塊27防止容器液位小的變化時(shí)液位和流量控制系統(tǒng)之間的相互作用。然而在液位快速變化期間，循環(huán)流量設(shè)定值是立即變化的。在循環(huán)流量控制和主給水控制系統(tǒng)之間存在著相互作用的風(fēng)險(xiǎn)。這種相互作用可以通過控制循環(huán)閥和溢流閥的開啟速率來減少。在循環(huán)泵已啟動(dòng)和流量調(diào)節(jié)閥處于自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)并且儲(chǔ)水箱處于高液位時(shí)，必須要避免循環(huán)流量突然增加，因?yàn)檫@種增加會(huì)造成鍋爐當(dāng)前條件下給水流量不正確的減少?！跋拗屏髁糠绞健边壿媽?duì)于避免上面問題很有效。6.1C、儲(chǔ)水箱液位控制原理說明工作原理溢流閥循環(huán)流量6.3E、直流爐風(fēng)量控制系統(tǒng)原理說明1氧量修正控制

氧量調(diào)節(jié)器的輸出調(diào)整過燃風(fēng)和二次風(fēng)系統(tǒng)，使煙氣的含氧量恢復(fù)到設(shè)定值。氧量調(diào)整系數(shù)修正量（0.85-1.15）對(duì)過燃風(fēng)和二次風(fēng)擋板都起作用，以保證鍋爐在正確的過量空氣量下運(yùn)行。

OFA過燃風(fēng)控制

邏輯計(jì)算所需的總空氣量，給出了設(shè)計(jì)的省煤器出口的過剩空氣量。邏輯還計(jì)算提供給爐膛的二次風(fēng)量，以實(shí)現(xiàn)正確的燃燒器區(qū)的理想配風(fēng)。從總風(fēng)量中減去二次風(fēng)量得出所需的過燃風(fēng)量。在風(fēng)量控制方案設(shè)計(jì)中充分考慮了風(fēng)燃比（λ）的概念。在鍋爐中有三個(gè)區(qū)域的風(fēng)燃比很重要，它們是省煤器出口、燃燒器區(qū)域、工作中的燃燒器。省煤器出口λ是一個(gè)全面的指征，包括所有的燃燒風(fēng)和所有的燃料。典型的在BMCR工況下，它可能是1.19，過?？諝獗仁?.19。燃燒器區(qū)域λ（BZλ），它計(jì)算燃燼風(fēng)入口以下所有進(jìn)入爐膛的燃料和空氣。包括風(fēng)箱漏風(fēng)。工作中的燃燒器λ（WBZλ）計(jì)算的是從燃燒器進(jìn)入的燃料和空氣，不包括風(fēng)箱漏風(fēng)?？偟娘L(fēng)量指令與燃燒器區(qū)域的風(fēng)燃比相乘得到燃燒區(qū)域的總風(fēng)量，它減去油和煤燃燒器未投入運(yùn)行的各層二次風(fēng)量之和以及爐膛漏風(fēng)得到從工作燃燒器進(jìn)入爐膛的風(fēng)量，此風(fēng)量與總的風(fēng)量指令的比值即為工作燃燒器風(fēng)燃比（WBZλ）。同時(shí)WZλ有最小值限制。總的風(fēng)量指令與過?？諝庀禂?shù)相乘得到燃燼風(fēng)總量的基本值，總的風(fēng)量指令與（1－BZλ）的乘積是燃燒器區(qū)域風(fēng)量欠缺或多出的部分，它和燃燼風(fēng)總量的基本值相加得到燃燼風(fēng)總量給定值。

前墻和后墻的OFA風(fēng)箱的控制是相同的。燃燼風(fēng)控制的目的是降低NOX的排放。6.3E、直流爐風(fēng)量控制系統(tǒng)原理說明1氧量修正控制OFA過6.3E、直流爐風(fēng)量控制系統(tǒng)原理說明2燃燒器二次風(fēng)量控制根據(jù)給煤機(jī)的煤量指令確定的磨總風(fēng)量定值減去磨一次風(fēng)量定值后得到磨二次風(fēng)設(shè)定值，再經(jīng)氧量微調(diào)系數(shù)的修正后作為磨二次風(fēng)量給定,并最低不得低于最小二次風(fēng)量限值。邏輯中設(shè)有風(fēng)煤交叉連鎖邏輯，以保證升負(fù)荷時(shí)先增加二次風(fēng)量，后增加煤量；而在減負(fù)荷時(shí)，先減煤量，后減二次風(fēng)量。有一點(diǎn)是很重要的，即對(duì)交叉系統(tǒng)裕度只能作較小的調(diào)整，裕度太大可能會(huì)使交叉限制系統(tǒng)失控進(jìn)而導(dǎo)致爐膛爆炸。因此較大的裕度不得由運(yùn)行人員來調(diào)整。在鍋爐點(diǎn)火和低負(fù)荷運(yùn)行期間，所有二次風(fēng)擋板將吹掃位或根據(jù)磨組里已燃燒的燃料量在調(diào)節(jié)狀態(tài)。