深度調(diào)峰模式下超超臨界機(jī)組控制策略

張飛

摘要：本文主要針對(duì)深度調(diào)控模式下超超臨界機(jī)組控制策略進(jìn)行了深入的探討和詳細(xì)的研究。同時(shí)介紹了660MW超超臨界燃煤機(jī)組的相關(guān)信息，針對(duì)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的贅述。希望能夠?yàn)橥袠I(yè)工作者提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：超臨界;深度調(diào)峰;調(diào)峰模式;控制策略

引言：

在新的時(shí)代背景之下，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钣秒姾蜕a(chǎn)用電量與日俱增，進(jìn)而使得電網(wǎng)的負(fù)荷不斷增長(zhǎng)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)南方某省電網(wǎng)在2020年的統(tǒng)調(diào)最高用電負(fù)荷11512.49萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)7.43%。由于電網(wǎng)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的季節(jié)性特點(diǎn)，在夏季和冬季負(fù)荷相對(duì)較高，除此之外，受風(fēng)電和光伏發(fā)電等新能源的影響，電網(wǎng)存在著較大的負(fù)荷時(shí)差和峰谷差。因此，火電機(jī)組必須具備一定的調(diào)峰能力，才能滿(mǎn)足當(dāng)下電網(wǎng)的需求。現(xiàn)階段情況下，我國(guó)多數(shù)超臨界火電機(jī)組均進(jìn)行了深度調(diào)峰改造以滿(mǎn)足電網(wǎng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)需求。下文以某超超臨界火電機(jī)組為基礎(chǔ)分析了超超臨界機(jī)組參與深度調(diào)峰需要的優(yōu)化邏輯，并且在此基礎(chǔ)之上提出了調(diào)峰過(guò)程中的注意事項(xiàng)，使機(jī)組在干態(tài)協(xié)調(diào)模式下能夠運(yùn)行至較低的負(fù)荷。

1、超超臨界機(jī)組的深度調(diào)峰背景

隨著各行各業(yè)的用電需求量與日俱增，使得電網(wǎng)系統(tǒng)機(jī)組負(fù)荷變得越來(lái)越大，峰谷差也在此基礎(chǔ)之上逐年增大。在這種情況之下，逐步的提高了對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)備的要求，增加了電網(wǎng)調(diào)峰的壓力。由于在新的生產(chǎn)環(huán)境之下產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨變，因此，對(duì)于我國(guó)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也造成了嚴(yán)重的影響。進(jìn)而使得各行各業(yè)的平均用電量不斷增加。使得高峰用電期和低峰用電期呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。間接的增加了電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差的數(shù)額，為電網(wǎng)的調(diào)控壓力帶來(lái)了更大的難度。除此之外，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的日常生活用電需求量變得越來(lái)越大。這在一定程度上也為電網(wǎng)調(diào)峰帶來(lái)了極大的困難。同時(shí)，由于我國(guó)的自然資源變得日益短缺，因此國(guó)家制定了相關(guān)政策大力開(kāi)發(fā)節(jié)能型新能源，例如光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電和潮汐發(fā)電等清潔新能源。除此之外，借助清潔能源所產(chǎn)生的電量使得裝機(jī)容量不斷增加，在這種情況之下也進(jìn)一步的促進(jìn)了電網(wǎng)調(diào)控壓力。由此可見(jiàn)，上述幾點(diǎn)原因共同造成了電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰壓力逐步增大。

2、系統(tǒng)概述

我國(guó)南方某電廠建設(shè)了兩臺(tái)660MW超超臨界燃煤機(jī)組，所用鍋爐型號(hào)為SG-2037/26.15-M626，該鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐，四角切圓燃燒方式、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架的Π型直流爐，鍋爐采用擺動(dòng)式四角切圓燃燒技術(shù)，帶啟動(dòng)循環(huán)泵系統(tǒng)。汽輪機(jī)型號(hào)為SQ660-25/600/600，采用數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

3、邏輯及參數(shù)優(yōu)化

3.1給水泵再循環(huán)閥邏輯優(yōu)化

給水泵在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中再循環(huán)閥不需要人工干涉便可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而大幅度的減少事故發(fā)生的概率。由于給水泵在其日常工作過(guò)程當(dāng)中采用的是PID控制系統(tǒng)，因此較難滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)際需求。必須要設(shè)計(jì)可以滿(mǎn)足再循環(huán)閥自動(dòng)控制工作的系統(tǒng)。該項(xiàng)目在其實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中采用的是雙線(xiàn)控制系統(tǒng)控制再循環(huán)閥的安全工作。由一條線(xiàn)控制開(kāi)啟線(xiàn)路，另一條線(xiàn)控制關(guān)閉線(xiàn)路。此二者循環(huán)工作能夠有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。絕大多數(shù)情況下，由于閥門(mén)的開(kāi)度較小因此會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生沖刷力。進(jìn)而腐蝕閥門(mén)影響閥門(mén)的完整性，降低閥門(mén)的工作效率。基于此，必須要進(jìn)一步的優(yōu)化閥門(mén)寬度從而降低小開(kāi)度引起的沖刷效果。具體操作過(guò)程當(dāng)中可以采取以下措施：閥門(mén)的開(kāi)度小于15%時(shí)保持15%開(kāi)度，小于0.1%后關(guān)下閥門(mén)，如果閥門(mén)由0%往大開(kāi)，開(kāi)度小于15%時(shí)保持0%的開(kāi)度。大于15% 后開(kāi)到16%后再線(xiàn)性開(kāi)啟。下圖1為再循環(huán)閥線(xiàn)路控制圖

3.2負(fù)荷速率變化參數(shù)優(yōu)化

在機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程中，鍋爐燃料總量較少，給水流量相對(duì)較低，機(jī)組抗干擾能力差，一旦機(jī)組負(fù)荷變化速率過(guò)快，就會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成較大的影響。由于微分前饋不能過(guò)大，因此需要放慢負(fù)荷速率。

3.3煤量基準(zhǔn)線(xiàn)優(yōu)化

當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程當(dāng)中，為了能夠促使機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)就必須要將煤量基準(zhǔn)線(xiàn)向下進(jìn)行延伸。當(dāng)負(fù)荷為0MW時(shí)，煤量為0;當(dāng)負(fù)荷為160MW時(shí)，煤量為66噸;當(dāng)負(fù)荷量為240MW時(shí)，煤量為96噸;當(dāng)負(fù)荷量為300MW時(shí)煤量為120噸;當(dāng)負(fù)荷量為400MW時(shí)，煤量為160噸;當(dāng)負(fù)荷為500MW時(shí)，煤量為200噸;當(dāng)負(fù)荷為600MW時(shí)，煤量為230噸;當(dāng)負(fù)荷為660MW時(shí)，煤量為245噸。

4、深度調(diào)峰注意事項(xiàng)

機(jī)組深度調(diào)峰時(shí)要嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機(jī)中壓調(diào)門(mén)開(kāi)度，控制DEH中調(diào)門(mén)輸出指令OSB大于60%，防止OSB指令過(guò)小造成中調(diào)門(mén)關(guān)閉，觸發(fā)短甩KU邏輯。同時(shí)深度調(diào)峰時(shí)由于鍋爐熱負(fù)荷相對(duì)較低，制粉系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，鍋爐易進(jìn)入濕態(tài)運(yùn)行，可能造成鍋爐給水流量低或者汽溫急劇下降等事故，因此深度調(diào)峰前應(yīng)深入評(píng)估調(diào)峰風(fēng)險(xiǎn)，必要時(shí)進(jìn)行設(shè)備穩(wěn)燃改造。

5、深度調(diào)峰機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性

深度調(diào)峰機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在對(duì)于各項(xiàng)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，有效地提高設(shè)備的工作效率方面。例如，鍋爐的工作效率。通過(guò)借助這些評(píng)估指標(biāo)從而評(píng)價(jià)深度調(diào)峰時(shí)機(jī)組的耗煤狀況。由此可以被日后的相關(guān)技術(shù)改進(jìn)工作提供可靠的依據(jù)，進(jìn)而在此基礎(chǔ)之上不斷的優(yōu)化機(jī)組。同時(shí)深度調(diào)峰的機(jī)組可以從電網(wǎng)得到一定量的調(diào)峰補(bǔ)償，電廠可以充分利用電網(wǎng)補(bǔ)償規(guī)則，挖掘機(jī)組的調(diào)峰潛力，從而不斷提高機(jī)組的調(diào)峰收益。

6、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，上文簡(jiǎn)單的贅述了超超臨界機(jī)組的相關(guān)調(diào)查背景以及660MW超超臨界燃煤機(jī)組的相關(guān)信息，同時(shí)深入地分析了超超臨界機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中所遇到的一些問(wèn)題，并提出了具有針對(duì)性地解決策略。由此可見(jiàn)，如果機(jī)組在處于低負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，改變相關(guān)的技術(shù)參數(shù)可以進(jìn)一步的提升機(jī)組的使用性能和工作效率。

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