鍋爐燃燒優(yōu)化及汽輪機(jī)閥門管理優(yōu)化

1、鍋爐燃燒綜合優(yōu)化控制方案鍋爐燃燒綜合優(yōu)化控制方案 項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景1 三部委及國(guó)家的政策要求2 機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間增加，偏離額定工況，導(dǎo)致效率下降3 機(jī)組深度調(diào)峰調(diào)頻，原有的調(diào)節(jié)方式無(wú)法適應(yīng)要求4 煤種多變，偏離設(shè)計(jì)煤種，對(duì)燃燒也存在較大的影響5 低氮燃燒改造后，鍋爐燃燒工況發(fā)生變化，飛灰可熱物偏高，CO出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度兩側(cè)偏差大，難于控制鍋爐燃燒綜合優(yōu)化控制方案鍋爐燃燒綜合優(yōu)化控制方案一次風(fēng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)提高磨煤機(jī)出口溫度自適應(yīng)控制系統(tǒng)磨煤機(jī)出口粉管細(xì)度、濃度、速度測(cè)量及系統(tǒng)優(yōu)化飛灰含可燃物測(cè)量系統(tǒng)蒸汽溫度壓紅線優(yōu)化系統(tǒng)飛灰可燃物、CO、NOx最佳配置的鍋爐燃燒綜合優(yōu)

2、化閉環(huán)控制1 一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)荷l對(duì)于大型電站鍋爐，一次風(fēng)機(jī)廠用電率約0.3%,占整個(gè)廠用電的比例約4%8%l一次風(fēng)機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行是節(jié)能的重要方面一、一次風(fēng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)2 常規(guī)控制存在的問(wèn)題 以一次風(fēng)壓為變量控制一次風(fēng)機(jī)開度，一次風(fēng)壓設(shè)定值由函數(shù)控制2 常規(guī)控制存在的問(wèn)題 磨煤機(jī)風(fēng)量由熱風(fēng)門（冷風(fēng)門）控制，風(fēng)量設(shè)定值由風(fēng)煤比函數(shù)決定 目前的一次風(fēng)運(yùn)行現(xiàn)狀- 結(jié)果 不同負(fù)荷特別是低負(fù)荷下各風(fēng)門存在較大的節(jié)流損失，一次機(jī)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì) 難于自動(dòng)適應(yīng)煤種變化時(shí)所需的風(fēng)量控制 難于自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷快速變化的調(diào)節(jié)要求。 一次風(fēng)自適應(yīng)控制 在不同的煤種、出力下，一次風(fēng)系統(tǒng)阻力變化 一次風(fēng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)（IEC系統(tǒng)）

3、 最大限度減少冷熱風(fēng)門節(jié)流損失，降低一次風(fēng)機(jī)電耗 提高冷熱風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)3 3 解決方案解決方案ICE智能控制系統(tǒng)負(fù)荷426MWIEC調(diào)節(jié)至65mbar原有控制75mbar一次風(fēng)自適應(yīng)投入前后一次風(fēng)爐膛差壓調(diào)節(jié)情況一次風(fēng)自適應(yīng)投入前后一次風(fēng)爐膛差壓調(diào)節(jié)情況4一次風(fēng)自適應(yīng)投入后節(jié)能效果一次風(fēng)自適應(yīng)投入后節(jié)能效果一次風(fēng)自適應(yīng)投入前后一次風(fēng)爐膛差壓調(diào)節(jié)情況一次風(fēng)自適應(yīng)投入前后一次風(fēng)爐膛差壓調(diào)節(jié)情況負(fù)荷408MWA一次風(fēng)機(jī)電流62.5AB一次風(fēng)機(jī)電流59.7A負(fù)荷414MWA一次風(fēng)機(jī)電流53.4AB一次風(fēng)機(jī)電流50.8A應(yīng)用前電流參數(shù)應(yīng)用后電流參數(shù)一次風(fēng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)節(jié)電效果一次風(fēng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)節(jié)電效

4、果l 在ABCDE磨運(yùn)行且各磨出力均勻，入爐煤熱值22548kJ/kg條件下，投入一次風(fēng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)后，單臺(tái)機(jī)組的一次風(fēng)機(jī)節(jié)電率可達(dá)8%31%，節(jié)電功率約為170470kW。l 投入一次風(fēng)后可以節(jié)省煤耗0.45g/kwhl 隨著負(fù)荷下降，給煤率下降，一次風(fēng)機(jī)節(jié)電率升高。l 減少空預(yù)器漏風(fēng)率 無(wú)檢測(cè)手段，煤粉在管道呈現(xiàn)盲噴狀態(tài)，各風(fēng)管壓損不同造成管內(nèi)煤粉分配不均,無(wú)法實(shí)時(shí)判斷煤粉細(xì)度 煤粉燃燒不完全，排煙溫度增大 煤粉濃度過(guò)低，產(chǎn)生大量的NOX 煤粉流速無(wú)法控制，造成四角不平衡 煤粉細(xì)度過(guò)大，無(wú)法及時(shí)調(diào)整，造成飛灰可燃物偏高二 磨煤機(jī)出口粉管細(xì)度、濃度、速度測(cè)量及系統(tǒng)優(yōu)化1 1 磨煤機(jī)煤粉現(xiàn)狀

5、分析磨煤機(jī)煤粉現(xiàn)狀分析2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖控制機(jī)柜現(xiàn)場(chǎng)探頭速度、濃度、細(xì)度曲線速度細(xì)度濃度煤粉細(xì)度（R75、R90、R200）、濃度、速度均勻性指數(shù)報(bào)表 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤粉細(xì)度，調(diào)整制粉系統(tǒng)的運(yùn)行，使細(xì)度在合適的范圍內(nèi)，以降低磨煤機(jī)功耗，提高鍋爐效率，同時(shí)可以與動(dòng)態(tài)分離器構(gòu)成閉環(huán)控制。 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤粉細(xì)度、濃度、速度、均勻性指數(shù)，對(duì)直吹式制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為磨煤機(jī)的狀態(tài)檢修提供依據(jù)。 可以調(diào)平各支管煤粉流量 實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算入爐煤粉總量，可以調(diào)節(jié)一次及二次風(fēng)量，達(dá)到最佳風(fēng)煤比，提高鍋爐效率3 3 測(cè)量系統(tǒng)的作用測(cè)量系統(tǒng)的作用 提高磨煤機(jī)的入口溫度，可以增加分離器出口溫度，提高磨

6、煤機(jī)干燥能力，可減少磨內(nèi)的再循環(huán)煤量和煤層厚度，使制粉電耗降低， 由于開大熱風(fēng)門、關(guān)小冷風(fēng)門可以降低排煙溫度和散熱損失，提高入爐一次風(fēng)粉溫度，使之有利煤粉氣流著火，可以降低鍋爐飛灰含碳量，并對(duì)提高燃燒效率有明顯的效果 外高橋第三電廠實(shí)施效果證明：在一定條件和煤種下，磨出口溫度從78提高至93，供電煤耗下降0.82g/kWh。冷一次風(fēng)旁路率降低1%, 可降低排煙溫度約0.40.45。三 磨煤機(jī)出口溫度自適應(yīng)控制1 提高磨煤機(jī)出口溫度的作用磨煤機(jī)出口溫度自適應(yīng)控制系統(tǒng)煤種著火特性和可燃物氣體析出分析 ； 提高磨煤機(jī)出口溫度現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) ；智能控制系統(tǒng)實(shí)施，（ 煤種、煤質(zhì)的信號(hào)獲取、IEC控制系統(tǒng)、控制

7、策略設(shè)計(jì)等）。2 實(shí)施方案 煤質(zhì)信號(hào)的獲取方案四四 提高蒸汽溫度調(diào)節(jié)品質(zhì)并實(shí)現(xiàn)壓紅線運(yùn)行提高蒸汽溫度調(diào)節(jié)品質(zhì)并實(shí)現(xiàn)壓紅線運(yùn)行1 影響蒸汽溫度難控制因素干擾因素多，是遲延和時(shí)間常數(shù)均大的對(duì)象煤種多變、機(jī)組深度調(diào)峰調(diào)頻，導(dǎo)致汽溫難控制低氮燃燒改造后，流場(chǎng)改變，溫度難控制2 壓紅線運(yùn)行-節(jié)能空間大提高主汽溫5，機(jī)組發(fā)電煤耗率就降低0.5g/kWh再熱汽溫能夠提高3，機(jī)組發(fā)電煤耗率就降低0.21g/kWh 具有較高的經(jīng)濟(jì)性。 3 控制方案針對(duì)鍋爐燃燒大滯后對(duì)象的模型預(yù)測(cè)控制，對(duì)對(duì)象在不同負(fù)荷段的調(diào)節(jié)過(guò)程誤差曲線的不同區(qū)間段的特性，按照操作員的人工智能的操作思維方式，對(duì)動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行非線性規(guī)劃，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)讓

8、PID調(diào)節(jié)器的Kp、TI、TD三個(gè)參數(shù)在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中的變化特性符合人工智能操作方式，以克服常規(guī)PID控制參數(shù)在調(diào)節(jié)時(shí)的平穩(wěn)性和快速性之間的矛盾,其負(fù)荷適應(yīng)性好,動(dòng)態(tài)超調(diào)量小和穩(wěn)態(tài)精度極佳。這種控制方法對(duì)火力發(fā)電廠中的主汽溫度這種具有較多干擾因素、遲延和時(shí)間常數(shù)均大的對(duì)象,能取得極好的調(diào)節(jié)效果，并能實(shí)現(xiàn)蒸汽溫度壓紅線運(yùn)行。五 飛灰可燃物、CO、NOx最佳配置的鍋爐燃燒 綜合優(yōu)化閉環(huán)控制1 實(shí)施方案 依靠燃燒狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的飛灰含碳在線測(cè)量、CO、一次風(fēng)煤粉流速和濃度、細(xì)度的在線測(cè)量、煙氣成分在線連續(xù)測(cè)量以及煤種、煤質(zhì)的在線辨識(shí)所得參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及理論推導(dǎo)，完善優(yōu)化控制策略，實(shí)施閉環(huán)優(yōu)化控制系統(tǒng)將鍋爐效率和NOx作為控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷、煤質(zhì)等工況條件，基于風(fēng)煤最優(yōu)配比控制，輸出相關(guān)的控制指令，實(shí)現(xiàn)用規(guī)則控制結(jié)合傳統(tǒng)的反饋控制的綜合優(yōu)化閉環(huán)控制。2 預(yù)計(jì)實(shí)施效果提高鍋爐運(yùn)行效率 ；降低NOx排放量 ；降低廠用電量；提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì) ，改善燃燒的穩(wěn)定性。 汽輪機(jī)閥門管理優(yōu)化