機組投入主汽壓力調節(jié)實踐

1、機組投入主汽壓力調節(jié)實踐作者： 袁媛 來源：科技創(chuàng)新導報 2012 年第 5 期袁媛（ 大慶油田電力集團宏偉熱電廠熱工分廠 黑龍江大慶 163411）摘 要 : 鍋爐燃燒系統(tǒng)主要實現(xiàn)鍋爐母管蒸汽壓力恒定、提高鍋爐熱效率及穩(wěn)定性的任務。 它是鍋爐經(jīng)濟、安全運行的關鍵子系統(tǒng)。本文通過對宏偉熱電廠#1 爐主汽壓力控制中存在的影響因素進行分析 , 研究開發(fā)智能復合控制策略 ,使主蒸汽壓力、氧量等均控制在規(guī)定范圍內, 確保鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的長期、穩(wěn)定投入 , 提高電廠效率。關鍵詞 : 主汽壓力 復合控制 氧量中圖分類號 :TP32 文獻標識碼 :A 文章編號 :1674- 098X（2012）2（b）-

2、0101-011 引言在鍋爐運行中 , 蒸汽壓力是必須監(jiān)視和控制的運行參數(shù)之一。汽壓過高將影響承壓部件壽命 造成安全隱患 ;汽壓降低將使汽耗和煤耗增大 ,直接影響發(fā)電和供熱的經(jīng)濟性 ; 因此,運行中鍋爐 的蒸汽壓力應恒定在額定值附近。2 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)優(yōu)化方案鍋爐燃燒控制系統(tǒng)是鍋爐經(jīng)濟、安全運行的重要子系統(tǒng)。影響鍋爐蒸汽壓力的內部、外部 因素很多 ,傳統(tǒng)的 PID 控制方法難以滿足鍋爐蒸汽壓力的自動控制要求,因此在分析鍋爐暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)、內擾、外擾特點的基礎上 ,開發(fā)智能復合控制策略 , 圍繞著主蒸汽母管壓力控制回路、風 煤比控制回路等進行優(yōu)化實踐 , 使主蒸汽壓力及氧量均在規(guī)定范圍內波動, 提

3、高電廠效率。2.1 主蒸汽母管壓力控制在鍋爐燃燒系統(tǒng)中 , 給煤所提供的熱值是影響燃燒系統(tǒng)的一個重要因素 , 由于存在煤質的變 化和給煤量經(jīng)常擾動的原因 , 造成給煤所提供的熱值難以在線準確度量,無法直接利用其作為控制回路的反饋信號 , 實現(xiàn)主蒸汽壓力控制。宏偉熱電廠主蒸汽壓力控制是通過 PID 串級控制并結合磨煤機的負荷分配來實現(xiàn)鍋爐主蒸, 熱量信號作為內環(huán)的反饋信號 , 由于我廠, 同時又可以克服因煤質變化引起的干擾, 再經(jīng)過負荷分配方案實現(xiàn)給煤機的精汽壓力的控制 , 采用流量信號的變化率作為外環(huán)的前饋 給煤量不能在線測得 , 而熱量信號可間接體現(xiàn)煤量信號 因此可較為精確地計算出在維持一定

4、主汽壓力下的給煤量 確控制 , 進而維持主汽壓力的穩(wěn)定。在蒸汽鍋爐系統(tǒng)中 , 其產品為過熱蒸汽 , 煤的熱量最終主要以蒸汽流量的形式體現(xiàn)出來。在 穩(wěn)態(tài)時 （ 汽包壓力無變化 ）, 煤的熱量可以間接用蒸汽流量來近似表示 ; 當汽包壓力有變化時 , 由于 汽包是一個儲能部件 , 壓力越大 , 儲能越多 , 汽包壓力的變化率則表征了汽包對能量的釋放或吸收。 因此，在煤質擾動情況下可定義熱量信號為：R=Q + C x dp/dt（R表示熱量,Q表示蒸汽流量，dp/dt表示汽包壓力P的變化率,C為蓄熱系數(shù)）。將該熱量信號代替給煤熱值，并作為副控制回路的反饋信號 , 從而實現(xiàn)主蒸汽壓力回路的串級控制。鍋爐

5、的蓄熱系數(shù)測試方案采用傳統(tǒng)的整定方法 :保持進入爐膛的給煤 (粉)量不變 ,通過改變蒸汽流量及汽包的壓力，從而測岀蓄熱系數(shù)(等于0t時間段內蒸汽流量的累積量與壓力變化量 的比值 ) 。磨煤機的負荷分配方案：根據(jù)磨煤機工作時間的長短定義了四個工作狀態(tài)：優(yōu)(0500h)、良(500h900h)、中(900h1400h)、差(1400h1800h),每種狀態(tài)對應的給煤機變頻器的給定值 范圍為 ：55%35%、 45% 30%、 40% 25%、 35%25%。當磨煤機為其中工作時間較少的狀態(tài)時,給煤機變頻器給定值的下限可以相對減少 , 以增大磨煤機可調范圍。2.2 二次風擋板控制二次風擋板控制主要保

6、證煙氣含氧量保持在最佳范圍之內, 實現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟燃燒。該控制采用給煤量為前饋、二次風岀口風壓力和煙氣含氧量為反饋的串級含氧量控制策略。由于在不同 的負荷下 , 鍋爐爐膛燃燒強度不同 , 在低負荷下鍋爐爐膛燃燒強度較低 , 給予較大的含氧量給定值 , 適當增加二次風量 ,可以強化燃燒 ;在高負荷下爐膛燃燒強度高 ,給予較小的含氧量給定值 ,適當 減少二次風量 , 可以降低排煙溫度 , 減少熱量損失 , 從而實現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟燃燒。動態(tài)尋優(yōu)策略 ( 總燃料和總風量的交叉限制 )在燃燒過程中為保證風煤配比不超過規(guī)定的閾值 , 總燃料和總風量指令的變化要受到對方當 前值的限制 , 以保證燃燒的穩(wěn)定和充分

7、, 見圖 1 最佳風煤比曲線。假定當前鍋爐實際穩(wěn)定運行在總煤量Q0和總風量A0,即(Q0,A0)工作點處：(1) 如果要調增負荷，則需要加大總給煤量 Q；但在當前實際總風量A0的情況下，依據(jù)最佳風煤比上限折合成的最大總煤量為Q2。因此，為保證鍋爐的燃燒效率，實際下達的增煤指令應是Q2與調增負荷所要求的總增煤量Q兩者取小，亦即所對應的煤增加量或增加幅度取小。假設經(jīng)過比較取小之后獲得的總煤量指令為Q2,則根據(jù)最佳風煤比曲線，得到折合而成的總風量為A2,A2與當前實際總風量 A0比較取大，則應取總風量指令值為A2o(2) 如果要調減負荷，則需要減少總給煤量 Q；但在當前實際總風量A0的情況下，依據(jù)最

8、佳風煤比下限折合成的最小總煤量為Q1o因此，為保證鍋爐的燃燒效率，實際下達的減煤指令應是Q1與調減負荷所要求的總煤量Q兩者取大，即所對應的煤減小量或減小幅度取小。假設經(jīng)過比較取小之后獲得的總煤量指令為Q1,則根據(jù)最佳風煤比曲線，得到折合而成的總風量為A1,A1與當前實際總風量 A0比較取大，則應取總風量指令值為A0o總煤量與總風量交叉限制的邏輯 ： 總燃料指令不能超過當前總風量折合成的燃料量 , 總風量 指令不能小于當前總燃料量折合成的風量。同時鍋爐還必須保證入爐總風量不小于鍋爐最低風 量( 鍋爐廠給岀的值為30%)o3 結語通過此次研究應用，首次在我廠#1爐投入燃燒優(yōu)化控制，調節(jié)品質有了明顯提高，11月23日 實驗得岀，優(yōu)化控制投入后，負荷波動20t/h時，主汽壓力的波動范圍僅為0.1MP,調節(jié)曲線很平穩(wěn)，且調節(jié)周期較短，提高了鍋爐的熱效率1%,增強了控制系統(tǒng)的安全可靠性，降低了運行人員的工作強度，為我廠同類型機組和其他電廠推廣應用提供了有益的嘗試，并為以后大機組的投運做好熱工自動化方面的技術儲備。參考文獻1 中華人民共和國電力行業(yè)