供熱機(jī)組一次調(diào)頻功能優(yōu)化

楊 勇

神華國(guó)華國(guó)際電力股份有限公司北京熱電分公司

供熱機(jī)組一次調(diào)頻功能優(yōu)化

楊 勇

神華國(guó)華國(guó)際電力股份有限公司北京熱電分公司

介紹了神華國(guó)華北京熱電分公司兩臺(tái)抽汽供熱機(jī)組的控制基本結(jié)構(gòu)及原一次調(diào)頻設(shè)計(jì)方案中的不足之處，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析和討論，制定了機(jī)組的一次調(diào)頻功能優(yōu)化方案并施行，得到了預(yù)期的效果。

一次調(diào)頻；頻率；轉(zhuǎn)速；優(yōu)化

1 概述

神華國(guó)華北京熱電機(jī)組現(xiàn)有兩臺(tái)200MW燃煤供熱機(jī)組，為兩爐一機(jī)配置，機(jī)組DCS控制及DEH控制分別為ABB公司的PROCONTRAL-P14、P13控制系統(tǒng)。兩者通過(guò)冗余結(jié)構(gòu)的通訊方式實(shí)現(xiàn)機(jī)組控制，通訊結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖1。

圖1 DCS與DEH通訊結(jié)構(gòu)

從上圖1我們可以看出，DCS與DEH的通訊是通過(guò)P14的通訊模件88QT03、88QB03及P13的通訊模件70BT01實(shí)現(xiàn)的，DCS側(cè)的兩塊通訊模件88QT03、88QB03分別位于兩個(gè)多功能處理站CJK01、CJK02的站內(nèi)總線上，兩個(gè)多功能控制站又分別通過(guò)站通訊模件實(shí)現(xiàn)與P14遠(yuǎn)程總線的通訊。DEH側(cè)的兩塊通訊模件70BT01再分別通過(guò)P13的站總線實(shí)現(xiàn)與其CPU模件70PR05的通訊。

2 原機(jī)跟爐方式下一次調(diào)頻設(shè)計(jì)方案及存在的問(wèn)題

圖2、圖3分別為機(jī)跟爐方式下的協(xié)調(diào)CCS部分和DEH部分的一次調(diào)頻設(shè)計(jì)方案。在CCS部分機(jī)組功率設(shè)定指令中疊加了由汽機(jī)轉(zhuǎn)速差計(jì)算的一次調(diào)頻功率指令，并可通過(guò)運(yùn)行人員的手動(dòng)操作選擇死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種模式，且該功能必須在爐跟機(jī)方式下才能投入；DEH部分設(shè)置速度不等率5%，計(jì)算得出的轉(zhuǎn)速差直接控制閥門(mén)開(kāi)度。

因此我們可以看出原一次調(diào)頻方案存在著以下問(wèn)題：

1）原設(shè)計(jì)方案中機(jī)組必須在爐跟機(jī)運(yùn)行方式下才能投入，但目前機(jī)組經(jīng)常在機(jī)跟爐方式下運(yùn)行。

2）原設(shè)計(jì)方案中有死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種方式，而目前按照華北電網(wǎng)要求應(yīng)為死區(qū)調(diào)頻，死區(qū)范圍為2rpm。

3）原設(shè)計(jì)方案中在機(jī)前壓力設(shè)定回路中未設(shè)計(jì)修正回路，這樣必將造成當(dāng)一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)，調(diào)頻指令使汽機(jī)閥門(mén)快速動(dòng)作，造成機(jī)前壓力迅速變化，而此時(shí)的壓力設(shè)定值若不進(jìn)行修正則必然會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)的動(dòng)作遲緩或動(dòng)作后又快速拉回原位。

4）原設(shè)計(jì)方案中未設(shè)計(jì)機(jī)組頻差信號(hào)異常切除一次調(diào)頻的功能，這樣若頻差信號(hào)故障必將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組一次調(diào)頻誤動(dòng)。

5）原設(shè)計(jì)方案中DEH的機(jī)組速度不等率設(shè)定為5%，但是根據(jù)實(shí)際動(dòng)作情況看速度不等率偏大。

6）CCS側(cè)使用的轉(zhuǎn)速差信號(hào)靈敏度不夠：即汽機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)與實(shí)際的電網(wǎng)頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系不嚴(yán)格一致。

圖2 優(yōu)化前CCS側(cè)一次調(diào)頻方案

圖3 優(yōu)化前DEH側(cè)一次調(diào)頻方案

3 對(duì)原一次調(diào)頻方案的優(yōu)化

針對(duì)以上原設(shè)計(jì)方案中的不足，我們做了以下優(yōu)化：

3.1 取消CCS側(cè)必須在爐跟機(jī)方式下才能投入一次調(diào)頻的限制，根據(jù)規(guī)定的要求，一次調(diào)頻必須全程投入，不受調(diào)節(jié)方式變化的影響。

3.2 在取消上述條件后，增加機(jī)組頻差信號(hào)故障后切除一次調(diào)頻的功能，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 如圖4所示，取消CCS側(cè)死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種方式的切換，將該功能鎖定為死區(qū)調(diào)頻，并將原來(lái)的由轉(zhuǎn)速差信號(hào)計(jì)算頻差改為由精度達(dá)到0.2級(jí)的頻率變送器計(jì)算頻差指令，該指令的函數(shù)關(guān)系如表1所示：死區(qū)0.016HZ、調(diào)頻幅度2MW/0.016HZ。采用死區(qū)調(diào)頻既可以滿足電網(wǎng)的頻率調(diào)整要求，又減少機(jī)組不必要的負(fù)荷波動(dòng)。

圖4 優(yōu)化后CCS側(cè)一次調(diào)頻方案

表1 優(yōu)化后頻差與CCS負(fù)荷指令對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.4 如圖5所示，增加機(jī)前壓力的一次調(diào)頻設(shè)定值修正回路，保證在機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)不發(fā)生由于機(jī)前壓力波動(dòng)造成的動(dòng)作遲緩或反調(diào)。該修正函數(shù)關(guān)系如表2所示。

3.5 針對(duì)實(shí)際機(jī)組的速度不等率達(dá)不到5%，修改DEH的速度不等率參數(shù)設(shè)定值為3.333%。

表2 優(yōu)化后頻差與機(jī)前壓力設(shè)定值修正量對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖5 優(yōu)化后DEH側(cè)一次調(diào)頻方案

4 優(yōu)化后的效果分析

圖6、圖7分別為機(jī)組的一次調(diào)頻功能優(yōu)化前后的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)曲線，從試驗(yàn)曲線中我們可以看出經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的機(jī)組一次調(diào)頻性能得到明顯的改善，實(shí)際響應(yīng)延遲時(shí)間在3秒以內(nèi)，實(shí)際速度不等率小于5%，一次調(diào)頻功能優(yōu)化后效果良好，滿足了電網(wǎng)的要求。

圖6 一次調(diào)頻功能優(yōu)化前動(dòng)態(tài)試驗(yàn)曲線

圖7 一次調(diào)頻功能優(yōu)化后動(dòng)態(tài)試驗(yàn)曲線

5 結(jié)語(yǔ)

一次調(diào)頻主要是調(diào)節(jié)電網(wǎng)中的快變負(fù)荷分量，隨著電網(wǎng)的大型化，如發(fā)生突發(fā)性事故造成負(fù)荷大的擾動(dòng)時(shí)只有通過(guò)所有并網(wǎng)機(jī)組的共同努力才能達(dá)到保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量的目的，我們通過(guò)不斷的優(yōu)化使我廠的機(jī)組一次調(diào)頻性能得到了改善，直到滿足電網(wǎng)的要求，為電網(wǎng)運(yùn)行的安全貢獻(xiàn)了我們的力量。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.053

楊勇.男，1980年1月出生，本科，工程師，2002年至今從事火力發(fā)電廠熱控維護(hù)工作。