600MW大慣性機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化建議及方案研究

高金建

（中國能源建設(shè)集團湖南火電建設(shè)有限公司，湖南長沙 410000）

600MW大慣性機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化建議及方案研究

高金建

（中國能源建設(shè)集團湖南火電建設(shè)有限公司，湖南長沙 410000）

隨著社會的進(jìn)步，節(jié)能減排成為電力行業(yè)的重要課題。事實證明，提高機組容量是提升火力發(fā)電效率的有效措施，因此，600MW機組成為當(dāng)下我國火電機組的主力軍。本文作者通過分析某電廠600MW機組存在的問題，針對性地提出協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化的方法，旨在不斷改進(jìn)其協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。

600MW大慣性機組 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 優(yōu)化 方案

600MW機組是現(xiàn)階段我國火電機組建設(shè)的主要方向之一，鑒于人們生產(chǎn)、生活的需要，越來越多的600MW機組投入生產(chǎn)，這樣，對其協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的要求也越來越高。然而，鍋爐的燃燒率對于主汽壓力和負(fù)荷來說，極具延遲性和慣性，這就增加了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，使得控制難度加大。如何優(yōu)化600MW大慣性機組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，就成為我們要解決的首要問題。

1 600MW機組優(yōu)化前存在的問題

1.1 煤質(zhì)變化較大

600MW機組鍋爐主要采用的方式為摻雜燃燒，與之前相比，煤質(zhì)較為穩(wěn)定，但是，倘若將其折合成滿負(fù)荷的給煤量，應(yīng)該在每小時300-350噸之間，由此可見，煤質(zhì)的變化是比較大的。此時，負(fù)荷變化加大，速率變化加快的情況下，控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力相對減弱，溫度和主汽壓力等波動就隨之加大。

1.2 燃燒遲緩

鍋爐加大給煤率，主汽壓力和負(fù)荷反應(yīng)減緩。對直吹鍋爐來說，給煤機增加轉(zhuǎn)速的同時，增加煤量具有滯后性，在煤燃燒的過程中，壓力變化慢，與負(fù)荷的快速升降變化不相適應(yīng)［1］。

2 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究

2.1 優(yōu)化機、爐主控

（1）在600MW機組運行的過程中，鍋爐的主控指令，使得燃料易于形成過調(diào)的結(jié)果，燃料擺動的周期過長，不穩(wěn)定。究其原因，鍋爐主控的比例積分微分調(diào)節(jié)器的比例參數(shù)和積分時間參數(shù)的設(shè)定不合理，靜態(tài)下的壓力波動，使得燃料量也產(chǎn)生波動，對穩(wěn)定溫度不利。原方案中PID折線參數(shù)為：比例參數(shù)P值為X（0，1，2，3，4，5）Y（0.3，0.3，0.3，0.3，0.6，0.8）積分參數(shù)I值為X（0，1，2，3，4，5）Y（160，160，160，250，250，140）因此，要重新設(shè)定比例積分微分調(diào)節(jié)器的比例參數(shù)和積分參數(shù)，并將其列入死區(qū)范圍，簡單來說，就是在0-0.1百萬帕斯卡的范圍內(nèi)，比例積分微分調(diào)節(jié)器不參與調(diào)節(jié)。優(yōu)化后的方案中PID折線參數(shù)為：比例參數(shù)P值為X（0，1，2，3，4，5）Y（1.2，1.2，1.2，0.6，0.6，0.5）積分參數(shù)I值為X（0，1，2，3，4，5）Y（160，160，160，480，480，480）。

（2）由于600MW機組沒有汽包的緩沖作用，與汽包鍋爐相比，其受末端阻力的影響就比較大。而對直流鍋爐來說，蓄熱比較小，主汽壓力可以進(jìn)行大小等幅度的改變，使得控制的質(zhì)量有所下降［2］。所以，在負(fù)荷剛剛開始改變的時候，鍋爐主控應(yīng)蓄備充足的超前量。具體方法為：在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)下，修改鍋爐的主控邏輯，增加指令動態(tài)補償回路的內(nèi)容，借助指令變化的信號，在負(fù)荷改變初期就發(fā)揮超調(diào)作用。

（3）60M的力拉回回路不能真正起到拉回的作用，使得機組陷入危險的幾率加大。原方案中壓力偏差折線函數(shù)為X（-10，-2，-1，-0.5，0.5，1，2，10）Y（0.9，0.95，0.98，1，1，1.02，1.05，1.1）對此，可修整壓力拉回回路，減弱壓力拉回死區(qū)的范圍，增強死區(qū)之外拉回回路的作用。具體方法為，修改壓力拉回回路中壓力偏差折線函數(shù)的節(jié)點參數(shù)。優(yōu)化后方案中折線函數(shù)為X（-10，-2，-1，-0.2，0.2，1，2，10）Y（0.9，0.95，0.98，1，1，1.02，1.05，1.1）。

（4）600MW機組運行的過程中，負(fù)荷的波動會引起汽機調(diào)門的波動，從而影響到汽壓的波動和燃料的波動，導(dǎo)致溫度也跟著出現(xiàn)大的波動。對此，可在汽機主控中的比例積分微分調(diào)節(jié)器中添加死區(qū)，死區(qū)參數(shù)設(shè)定為0.04-0.2百萬帕斯卡，以限制汽機調(diào)門的波動。也就是說，在死區(qū)范圍之內(nèi)，汽機調(diào)門不受負(fù)荷波動的影響。

2.2 優(yōu)化機、爐子系統(tǒng)

（1）優(yōu)化燃料系統(tǒng)。容量風(fēng)門的線性，無法精確地反應(yīng)出鍋爐的燃燒量，因此要對其進(jìn)行修正，將其調(diào)整在30%-70%之間，超過80%的，容量風(fēng)門全開。除此之外，還要在燃料指令中，增強負(fù)荷前饋作用，在負(fù)荷剛發(fā)生變動的時候，過調(diào)鍋爐燃燒率。在起始階段，負(fù)荷的升降變化還不算明顯，在這個過程中，可以通過加減煤量來調(diào)節(jié)燃燒率。這樣可以有效地降低壓力變化的幅度，既可以穩(wěn)定主汽的壓力，又可以促使機組負(fù)荷隨著固定的變動率進(jìn)行調(diào)整［3］。具體做法為，把負(fù)荷前饋增益的數(shù)值改為1。

（2）優(yōu)化給水系統(tǒng)。燃料量決定給水定值的大小，而燃料量對負(fù)荷相應(yīng)的時間是不同的，因此會使得燃水比配合不當(dāng)，溫度超限之后就會停止自動，對此，可將給水設(shè)定值的延時修改為6秒。一級、二級減溫水閥門和前后溫度影響給水設(shè)定值的作用較弱，對此，可加大其修正作用，將給水設(shè)定值系數(shù)改為1。

3 結(jié)語

綜上所述，在我國廣泛應(yīng)用的600MW機組存在煤質(zhì)變化大、燃燒遲緩等方面的問題。通過對600MW機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究，優(yōu)化了機、爐主控和機、爐子系統(tǒng)，重新整定了各個參數(shù)的設(shè)定，在某種意義上解決了600MW機組的延遲性和慣性問題，使機組的主汽壓力得到了很好的控制。

［1］蘇瑞峰.600MW超臨界機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)分析與優(yōu)化［D］.上海交通大學(xué)，2012.

［2］馬良玉，張夢.超臨界機組協(xié)調(diào)控制策略分析及優(yōu)化仿真研究［J］.自動化儀表，2015（3）：1-4，8.

［3］唐丹眾.600MW超臨界機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的分析與優(yōu)化［J］.紅水河，2012（4）：94-98.

高金建（1988—），男，遼寧凌源人，本科，助理工程師，研究方向：熱控專業(yè)方面。