電廠超臨界機組中凝結水負荷調節技術研究

國神集團陜西德源府谷能源有限公司 王魯榮 張興凱 周永強 蘇 醒 魏 勇

1 某公司超臨界機組中凝結水負荷調節技術面臨的挑戰和問題

某電廠超臨界機組中，凝結水負荷調節技術面臨著一些重要問題。其中，較為顯著的問題包括響應速度和穩定性方面的挑戰。首先，響應速度問題意味著在負荷變化時，機組的調節速度可能不足夠快，導致無法迅速適應新的電網需求。這可能引發電力系統的不穩定性，甚至影響電力供應的連續性，對電力系統的可靠性構成威脅；其次，穩定性問題意味著在不同負荷工況下，機組可能面臨振蕩、波動等不穩定現象，這會導致設備損耗加劇、能源浪費以及運行安全性降低。這些問題都需要深入研究和解決，以改善凝結水負荷調節技術的性能，提高電廠超臨界機組的運行安全性和經濟性。因此，對響應速度和穩定性問題的進一步解決將有助于優化機組運行，提高電力系統的穩定性和可靠性。

另外，電廠超臨界機組中凝結水負荷調節技術還可能面臨效率問題。這意味著在負荷調節過程中可能會出現能源浪費或低效的情況。不良的負荷調節技術可能導致機組在不必要的情況下消耗更多的燃料或電力，從而增加運營成本并對環境產生不利影響。因此，提高凝結水負荷調節技術的效率，以最小化能源損失，是另一個需要解決的重要問題[1]。

2 某公司凝結水負荷調節技術的優化策略和方法

2.1 超臨界機組中凝結水負荷調節技術的工作原理

電廠超臨界機組中的凝結水負荷調節技術是一種重要的運行技術，其工作原理是利用凝結水系統的特性來改變汽輪機的輸出功率。在超臨界機組中，蒸汽的參數較高，使得凝結水在汽輪機運行中具有重要作用。凝結水負荷調節技術的基本原理是當汽輪機需要增加負荷時，操作人員可通過增加凝結水的流量來增加汽輪機的蒸汽流量，從而增加汽輪機的輸出功率。反之，當汽輪機需要降低負荷時，操作人員可通過減少凝結水的流量來減少汽輪機的蒸汽流量，從而降低汽輪機的輸出功率。具體來說，凝結水負荷調節技術通過以下步驟實現（如圖1所示）。

圖1 凝結水優化系統控制邏輯

根據電網調度指令和機組運行狀態，確定需要調節的負荷量和調節速率；根據負荷量和調節速率計算出凝結水流量變化的量和速度，并將指令發送到凝結水控制系統；凝結水控制系統根據指令調整凝結水流量調節閥的開度和凝結水流量，使得凝結水流量按照預定變化量和速度進行改變；凝結水的流量變化引起蒸汽流量和汽輪機輸出功率的變化，從而實現機組的負荷調節。在整個調節過程中，操作人員需要實時監控機組的運行狀態和負荷變化情況，以確保機組的安全和經濟運行。綜上，超臨界機組中凝結水負荷調節技術的工作原理是利用凝結水系統的特性來改變汽輪機的輸出功率，通過調節凝結水的流量來控制蒸汽流量和汽輪機的輸出功率，實現機組的負荷調節。

2.2 動態滑壓優化

動態滑壓優化是一種通過改變汽輪機的滑壓曲線，提高機組的響應速度和穩定性的凝結水負荷調節技術優化方案。具體來說，動態滑壓優化方法包括以下三個方面：根據機組的實際運行情況，實時調整汽輪機的滑壓曲線。通過改變滑壓曲線，可以改變汽輪機的進汽量，從而改變輸出功率；在變負荷工況下，動態滑壓優化方法可以更快地響應負荷變化。通過實時調整滑壓曲線，可以加快凝結水流量變化的速度，從而更快地適應負荷變化；在穩定運行工況下，動態滑壓優化方法可以提高機組的穩定性。通過優化滑壓曲線，可以更好地匹配汽輪機的進汽量和輸出功率，從而減少負荷波動和機組振動[2]。

2.3 AGC及一次調頻控制系統優化

AGC和一次調頻功能是超臨界機組的重要運行技術，其優化對于凝結水負荷調節技術的性能表現具有重要意義。在AGC控制系統優化方面，AGC控制系統的優化主要是為了提高機組的響應速度和穩定性，以及滿足電網調度對機組AGC變負荷性能的要求。通過改進AGC控制算法，引入先進的控制策略，如模型預測控制（MPC）、滑模變結構控制（SMC）等，實現對機組負荷的快速、準確控制。同時，AGC控制系統優化還可提高機組的整體經濟性，降低供電煤耗率。

在一次調頻控制系統優化方面，一次調頻功能是電力系統的一個重要組成部分，通過一次調頻控制系統優化可提高電力系統的穩定性和可靠性。在凝結水負荷調節技術中，采用汽機調門閥限控制參與一次調頻，可滿足電網調度對機組一次調頻功能要求的前提下，進一步提高機組整體負荷響應能力。通過對一次調頻控制算法的優化，可實現更精確的負荷控制和更快速的負荷響應。例如，采用先進的一次調頻控制策略，如自適應控制、魯棒控制等，可更好地適應不同運行條件和負荷變化情況[3]。

2.4 優化控制邏輯

優化控制邏輯是凝結水負荷調節技術的一個重要方面，主要是針對不同的機組配置特點，設計更為精細的控制功能，以提高機組的響應速度和穩定性。第一，針對不同機組配置特點，設計相應的控制邏輯。不同的機組配置可能具有不同的控制特點，如有些機組可能更適合采用調壓器控制，而有些機組則可能更適合采用噴水降溫控制。因此，需要根據機組的實際情況進行控制邏輯的設計。

第二，在變負荷初期，可以通過優化控制邏輯更精確地控制凝結水流量，以加快負荷響應速度。在變負荷初期，由于負荷變化較快，需要更快地調整凝結水流量以適應負荷變化。通過優化控制邏輯，可以實現對凝結水流量更精確地控制，從而更快地響應負荷變化。通過優化控制邏輯，還可以提高機組的穩定性。例如，在穩定運行情況下，可以通過控制邏輯的設計實現對凝結水流量的小幅度調整，從而更好地匹配汽輪機的進汽量和輸出功率，減少負荷波動和機組振動。優化控制邏輯需要結合機組的實際運行情況進行具體設計。針對不同的機組配置和運行條件，需要選擇合適的優化策略和技術手段，以達到最佳的優化效果[4]。

2.5 智能算法應用

智能算法應用是凝結水負荷調節技術的另一種重要優化策略，其采用先進的控制算法如神經網絡算法、模糊控制算法等，對機組進行更為精準的預測和控制，以實現更優的負荷調節效果。具體包括以下幾方面。

神經網絡算法應用。神經網絡是一種模擬人腦神經元網絡結構的計算模型，可以通過學習歷史數據和運行經驗，對機組運行狀態進行預測和優化。在凝結水負荷調節技術中，可以采用神經網絡算法構建負荷預測模型，根據機組的實時運行數據，預測未來的負荷變化趨勢，從而提前進行控制，以實現更優的負荷調節效果。

模糊控制算法應用。模糊控制是一種基于模糊數學理論的控制算法，其可以將復雜的控制問題轉化為一系列模糊規則和模糊變量，從而實現簡單、快速、有效地控制。在凝結水負荷調節技術中，可以采用模糊控制算法構建控制邏輯，將復雜的負荷調節問題轉化為一系列模糊規則和模糊變量，從而實現更為精準的負荷調節控制。

混合控制算法應用。除了單一的神經網絡算法和模糊控制算法，還可以將其結合起來，形成混合控制算法，實現對機組的綜合優化控制?；旌峡刂扑惴梢岳蒙窠浘W絡的自學習和自適應能力，以及模糊控制的簡單、快速、有效的優點，實現對機組的更為精準的預測和控制[5]。

2.6 引入新技術

通過研究新的汽機調門閥限控制技術并將其應用于凝結水控制系統，可以提高機組整體負荷響應能力。第一，研究新的汽機調門閥限控制技術。汽機調門閥限控制技術是影響機組負荷響應速度的關鍵因素之一。通過研究先進的汽機調門閥限控制算法，可以實現在滿足電網調度對機組一次調頻功能要求的前提下，進一步提高機組整體負荷響應能力。例如，可以采用模型預測控制（MPC）算法來優化汽機調門閥限控制，以實現更快速和更精確的負荷控制。

第二，將新研發控制技術集成到凝結水控制系統中，可以實現更高效的負荷調節。具體來說，可以通過調整凝結水流量調節閥的開度和凝結水流量，以及優化凝結水控制系統邏輯，實現在滿足電網調度指令的同時，提高機組的響應速度和穩定性。

第三，驗證新技術的可行性和效果。在將新技術引入凝結水控制系統之前，需要進行全面的測試和驗證，確保新技術的可行性和效果。通過在實驗室或現場進行模擬測試，以及在實際運行中進行驗證，可以評估新技術的效果和可能帶來的風險，并采取相應的措施來確保機組的安全和穩定運行。

2.7 實時監控和調整

實時監控和調整是凝結水負荷調節技術優化中的重要環節，其通過實時監控機組的運行狀態，對機組進行及時的調整，以滿足電網調度對機組AGC變負荷性能和一次調頻功能的要求。一是實時監控機組的運行狀態。通過各種傳感器和監測設備，實時監測機組的運行狀態參數，如蒸汽流量、汽輪機轉速、功率、凝結水流量等。這些參數可以反映機組的實際運行情況，為調整機組負荷提供依據。

二是及時調整機組負荷。根據實時監測到的機組運行狀態參數，及時調整機組的負荷。具體來說，可以通過改變凝結水流量調節閥的開度、調整汽機調門閥限等手段，改變機組的進汽量和輸出功率，以滿足電網調度對機組AGC變負荷性能和一次調頻功能的要求。

三是優化控制邏輯和算法。根據實時監測的數據和機組實際運行情況，不斷優化控制邏輯和算法，提高機組的響應速度和穩定性。例如，通過分析實時數據，可以調整神經網絡算法的參數，改進模糊控制算法的規則等，以提高負荷調節的效果。

四是預警和應急處理。在實時監控過程中，如果發現機組運行狀態異?；蛘叽嬖诎踩[患，應立即發出預警，并采取相應的應急處理措施。例如，可以自動關閉凝結水流量調節閥，避免設備損壞或者系統崩潰。

3 結語

凝結水負荷調節技術是超臨界機組中的重要技術之一，其優化對于提高機組的響應速度、穩定性和經濟性具有重要意義。本文重點探討了某公司凝結水負荷調節及優化策略，通過這些優化策略的應用，有助于提高機組的性能和可靠性，降低能耗和污染物排放，滿足電網調度和電力市場的需求。但隨著電力系統的不斷發展和機組配置的不斷升級，凝結水負荷調節技術也需要不斷地進行研究和創新。未來，可以通過進一步研究先進的控制算法和優化策略，以及開發更加智能和高效的監控系統，提高凝結水負荷調節技術的整體性能。同時也需要考慮環保和節能等方面的因素，促進超臨界機組的發展更加可持續和高效。