基于能量平衡的超臨界機組控制系統(tǒng)的研究

段秋剛,秦 萍,錢 昭

(1.山西電力科學(xué)研究院,山西太原 030001;2.山西和祥建通管理有限公司,山西太原 030006;3.河北省電力研究院,河北石家莊 050021)

0 引言

提高蒸汽參數(shù)、發(fā)展大容量機組是提高機組效率降低造價的有效途徑,與同容量亞臨界機組的熱效率相比,采用超臨界參數(shù)在理論上可提高效率2%以上。超臨界機組以其較高的經(jīng)濟性已在目前新投產(chǎn)的火電機組中占有絕對的主導(dǎo)地位,盡管如此,對于超臨界機組特性的認(rèn)識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,超臨界機組的控制方案因此也不盡完善,目前超臨界機組的運行狀況也不盡理想。特別是超臨界空冷機組開始投運,在控制領(lǐng)域又面臨新的難題。因此以穩(wěn)定的初壓模式為基礎(chǔ),從能量平衡的角度出發(fā),對超臨界空冷機組的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和探討具有重要的價值。

超臨界機組初蒸汽參數(shù)超過汽水狀態(tài)的臨界點(壓力22.115 MPa,溫度374℃),由于在臨界參數(shù)下汽水密度相等,因此在超臨界壓力下無法維持自然循環(huán),不能采用汽包爐,直流爐成為唯一爐型。由于直流爐在汽水流程上一次性通過的特性,流程中每一段的長度都受到燃燒、給水、調(diào)門開度的擾動而發(fā)生變化,從而導(dǎo)致功率、壓力、溫度的變化。而且超臨界機組實際上是運行在超臨界和亞臨界兩種工況下,具有完全不同的控制特性,是特性復(fù)雜多變的被控對象。

空冷機組背壓受季節(jié)、環(huán)境溫度、風(fēng)力、風(fēng)向、濕度等因素的影響變化較大,引起機組的熱耗率變化較大?！?br>