莊河發電公司摻燒褐煤 AGC 控制策略優化淺析 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：目前各發電公司火電廠機組運行均在 AGC 方式下運行 ,而實際情況是由于各個火電廠為了降低發電成本，均已不同幅度摻燒褐煤，摻燒后鍋爐燃燒特性發生改變，原來設計的 AGC 控制策略就顯得不適應，機組升降負荷率被迫降低，主汽壓力也變得不穩定，特別在 NOB 方式下 AGC 更是對 CCS 控制產生更大負面影響。本文將對大連莊河發電公司超臨界直流爐褐煤摻燒對鍋爐燃燒影響和對 AGC 控制影響進行分析，然后對出現的不利情況提出解決方案，最后在大連莊河發電公司 #2 機組進行實際應用。實踐證明該方案設計合理、效果明顯，達到了控制設計的要求。 關鍵詞：主汽壓力負荷率滑壓控制 D045 A 1、火電廠 AGC 系統控制現狀 當前，隨著我國新能源的快速發展，風電、核電等新能源在當地電網的比重快速上升。但是核電不參與調峰、風電受自然環境影響而起伏不定的，隨之帶來的問題是電網的調度難度進一步加大；同時隨著電網的擴大發展，省網之間和區域網之間電能交換也大幅度提升，于是，當今電網 側 AGC控制方式均采用 NOB 方式（即無基點聯絡線控制方式）。 NOB 控制方式具有實時性、不確定方向性和幅度性、給定值無靜態穩定等特點，這雖然對電網側調節有利但對發電側的控制卻產生較大的負面影響。主要體現在：負荷沒有穩定點、主汽壓力波動大、實際負荷變化率低、與一次調頻易發生矛盾等。 現在，各個發電公司為了降低生產成本都不同程度的摻燒褐煤，由于褐煤與設計煤種差異較大，在爐膛燃燒的特性也發生較大改變，這對于 AGC 控制更是雪上加霜。 大連莊河發電公司為 2600MW 超臨界直流爐火力發電機組，采用正壓一次風、直吹式制粉系統，燃燒方式為前后墻對沖。設計煤種為煙煤，發熱量 5070 大卡。 2010 年前，我們燃燒的煤種是設計煤種，當時協調控制系統、一次調頻功能、 AGC 等主要自動控制系統全部投入。控制指標是：升降負荷率 7MW,主汽壓力動態變化幅度 0.8MP（負荷變化 50MW），靜態變化幅度 0.3MP，主汽溫度動態變化幅度，靜態變化幅度。 從 2010 年開始，為了降低生產成本，開始大量摻燒褐煤，采取的運行方式是： 360MW 以下， 4 臺磨煤機運行全部燒褐煤； 360MW-480 MW 之間 4 臺褐煤磨煤機和 1 臺煙煤磨煤機運行； 480MW-600 MW 之間 4 臺褐煤磨煤機和 2 臺煙煤磨煤機運行。 摻燒褐煤后主要自動系統控制指標是：升降負荷率 3-4MW,主汽壓力動態變化幅度 0.9MP，靜態變化幅度 0.3MP，主汽溫度動態變化幅度，靜態變化幅度 . 2、褐煤摻燒后控制系統品質下降原因分析 2010 年 4 月，遼寧省電網 AGC 控制方式開始采用 NOB方式，我公司機組 AGC 控制系統指標進一步下降。為了解決控制系統控制品質下降問題，我們對機組運行特性進行長時間摸底跟蹤，通過大量的試驗及論證 ，總結出影響控制系統指標因素如下： 2.1 當前的火電廠鍋爐主汽壓力控制基本上都在滑壓運行方式，該方式與 AGC 給定負荷無靜態穩定性產生矛盾，導致主汽壓力即使是在負荷相對穩定中也在不停的擺動，莊河電廠負荷變化幅度 15MW ，這就造成主汽壓力定值在0.57MP 范圍內波動。這不僅對鍋爐燃燒產生影響而且對機組快速響應負荷能力也產生負面影響。 2.2 發電廠鍋爐燃燒的滯后特別是直吹式制粉系統的滯后性與 AGC 方向不確定性和幅度性的矛盾。 NOB 方式下的 AGC負荷指令是無法預測的，是加是減，加多少減多少是 無法預測的，這就給常規 CCS 自動控制特別是主汽壓力自動控制帶來不利影響。即：解決了加減負荷初始的快速性和連續性又帶來了煤量過調的問題；避免了煤量過調又帶來了響應負荷指令慢的問題；機組負荷沒有絕對穩態只有相對穩態，鍋爐燃燒的滯后性與機組負荷變化方向相反性導致主汽壓力一直處于正弦波波動中。 2.3 一次調頻投入對主汽壓力控制的影響。一次調頻的頻繁動作，帶來了燃料和負荷雙重波動，導致主汽壓力的不穩定，主汽壓力負荷補償功能的投入又反過來影響負荷的穩定。 2.4 褐煤燃燒具有的先吸熱后放熱特性與 AGC 要求的快速響應負荷的矛盾。褐煤水分含量較高，當需要快速加負荷時，煤量雖然及時進入爐膛但由于新加入的煤不能及時燃燒放熱滿足負荷增加要求，相反在燃燒初期要吸收爐膛原有的熱量造成煤量過加導致煤量過調。 2.5 煤量需求的變化與一次風量的矛盾。鍋爐摻燒褐煤后，磨煤機一次風量自然要加大，多數情況下磨煤機一次風量調節門都全開，使一次風量失去調節手段。 3、控制策略優化 針對上述的分析，我們提出下列解決方案 3.1 滑壓調節采用人工智能判定分析調節。其工作原理是：當機組加負荷使，首先判 定當時主汽壓力變化狀態，如果是上升則滑壓自動跟隨負荷而變化，如果是不變或下降則維持當時壓力不變直至壓力開始上升；機組減負荷時于此相反。在機組加減負荷過程結束一段時間后無論主汽壓力狀態如何都立即回到滑壓狀態以便及時調節迎接下一次負荷變化。該方案能快速響應 AGC 的變化而不會出現主汽壓力高 /低閉鎖負荷的情況發生。 控制原理如圖： 3.2 煙煤磨煤機和褐煤磨煤機混燒時，按照煤質發熱量和磨煤機實際出力情況共同確定每臺磨煤機實際出力原則工作；全燒褐煤時按照煤質發熱量確定每臺磨煤機出力。 3.3 提高負荷 煤量前饋能力，快速解決熱負荷需求。減小主汽壓力 PID 調節器調節幅度，避免煤量過調。同時減弱主汽壓力變化煤量前饋幅度。 3.4 增設一次調頻動作煤量跟隨判斷回路。當一次調頻小幅度、短時、頻繁動作時不考慮煤量跟隨功能；當動作幅度較大且持續時間較長時在投入煤量跟隨功能。 3.5 快速提高一次風壓給定值響應負荷對煤量的要求。 4、現場實施與調試 上述控制原理設計完成后，我們利用 #2 機組停運的機會將上述控制原理進行 DCS 組態，機組啟動后，開始調試。 4.1 控制參數設置遵循的原則是： 4.1.1 以負荷 -煤量前饋作用為主解決負荷加減煤量響應的快速性，主汽壓力調節回路重點是解決靜態穩定性，主汽壓力變化前饋作用要適中兼顧主汽壓力動態穩定性和靜態穩定性。 4.1.2 人工智能判定滑壓功能既要考慮負荷低頻高幅度變化的適應性又要考慮負荷高頻低幅度變化適應性。 4.1.3 提高一次風壓給定值響應速度要考慮一次風機的承受能力防止風機失速。 4.1.4 煤量頻繁變化要充分考慮煤燃燒后水量何時加到位配合問題，防止分離器出口溫度達不到合適過熱 度而影響主汽溫問題。 4.2 控制策略優化前后對比 4.2.1 未實施控制策略優化前控制系統主要參數曲線如圖 1： 其中：紅線代表 AGC 指令；淺綠線代表實際負荷；淺藍線代表滑壓給定；黃線代表未采用人工智能判定后的滑壓給定；粉線代表實際機前壓力；深藍代表給煤量；深綠代表分離器出口溫度給定；黑色代表分離器出口實際溫度 4.2.2 實施摻燒褐煤 AGC 控制策略優化控制系統主要參數曲線如圖 2： 其中：紅線代表 AGC 指令；淺綠線代表實際負荷；淺藍線代表滑壓給定；黃線代表采用人 工智能判定后的滑壓給定；粉線代表實際機前壓力；深藍代表給煤量；深綠代表分離器出口溫度給定；黑色代表分離器出口實際溫度 從圖 1 中我們可以看到當 AGC 指令開始減小時，滑壓給定立即隨負荷減小而變小，實際機前壓力在上升造成二者壓力偏差達到 1.0MP 而閉鎖減負荷（在第 20 分鐘時段）。分離器出口溫度給定與實際偏差在 6 攝氏度。 從圖 2 中我們可以看到當 AGC 指令開始減小時，實際機前壓力在上升時，滑壓給定隨負荷減小而變小但是采用人工智能判定后的滑壓給定并不是在減小而是保持當時壓力直至實際機前壓力在開始下 降時才進行滑壓（在第 20 分鐘時段），在此期間從未發生閉鎖減負荷情況（在第 30 分鐘和1 時 20 分時段）。分離器出口溫度給定與實際偏差在 4 攝氏度。 通過對二者的曲線參數分析看，后者在負荷加減幅度明顯高于后者，主汽壓力控制在較理想范圍內，分離器出口溫度控制更加理想。 5、結論和問題 從現場實際應用看，此次實施的摻燒褐煤 AGC 控制策略優化是成功的，達到預期目的。但在調試中也存在一些不足。 5.1 由于修改組態時間倉促按照煤質發熱量和磨煤機實際出力情況共同確定每臺磨煤機實際出力 控制原則未實施，導致在磨煤機臨界出力時控制困難。 5.2 由于 AGC 方式下機組負荷沒有絕對穩態只有相對穩態，鍋爐燃燒的滯后性與機組負荷變化方向相反性導致主汽壓力一直處于正弦波波動中，雖然通過此次控制優化得到改善，但未徹底解決，仍需進一步研究解決。 參考文獻 1熱工自動控制系統 張玉鐸 王滿稼編 水利電力出版社 文檔資料：莊河發電公司摻燒褐煤 AGC 控制策略優化淺析 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費閱讀及下載 閱讀相關文檔 :制藥廠中凈化空調的施工安 裝調試 裝配式預應力混凝土箱形連續梁施工要點淺析 住宅小區園林綠化設計的思考 中小跨徑公路橋梁結構設計探究 雨季建筑施工技術及其解決措施探究 應村水電站大壩安全綜合評價 鄭焦城際鐵路跨越南水北調中線工程交叉方案研究 原子熒光光譜法測定地下水中的汞分析 探討工程招標存在的問題及對策 體外預應力技術在橋梁加固中應用的思考 探討工商管理信息化發展對策 我國道路橋梁建設的施