一台660MW单元机组主蒸汽温度控制系统的设计与调试
660MW超超临界机组过热汽温控制策略分析
古 郁
( 中电 国际芜湖发 电厂 , 安徽 芜湖 2 10 4 0 9)
摘
要 :为 解决过 热汽 温的大 延迟 , 对 中电芜湖 发 电厂五期 T程 6 0MW 超超 l 机组 汽温被 控对象 的特 性 , 针 6 临界 设计 了新 型 的过 热汽
温控 制系统 。陔系 统分 别采用 控制给水 中间点焓值 的方 法实现 过热 汽温 的粗调 , 并采 用前馈 和 单 回路控 制 实现 过 热汽 温 的细调 。在 大负荷 范 围和高 负荷变化 速率 的T况 下 , 过对控 制系 统的整 定和优 化 , 服 了过热 汽温大 延迟 和 大惯 性 的缺 点 , 节 品质 优 良。该 通 克 调 控制 策略为 同类超 超临 界机组 过热 汽温控 制系统设 计提 供 了参 考 。 关键 词 :过热 汽温 超超 临界机 组 中间点焓 值
hih l a h n i g r t g o d c a g n ae,t o g u i g a d o i zn h o t ls se ,t a g i a n a g n ri ft e p o e sa e o e c me,a d hr u h t n n n pt mii g t e c n r y t m he l r e tme l g a d l r e i e t o r c s r v r o o a h n
在 亚 临 界 至超 ( ) 超 临界 压 力 转 变 过 程 中 , 界 压 临
e c l n e u ain q aiy i ban d T e tae y ofr o d rfr n e t smi rs peh ae ta tmp rtr c nrls se n uta x el trg lt u l so tie . h srtg f sg o eee c o i l u r e td se m e eau e o to ytms i l e o t e a r
660WM机组的调试方案
2×660MW新建工程补给水处理系统调试方案目录1、设备概述 (2)2、编制依据 (2)3、调试范围 (2)4、试运组织与分工 (4)5、调试前应具备的条件 (5)6、调试步骤和作业程序 (6)7、调试质量检验标准 (10)8、记录内容 (10)9、职业健康安全和环境管理 (12)1、设备概况(2×660MW)新建工程供水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环供水系统,补给水源为对江。
原水经斜管沉淀池处理后作为锅炉补给水处理系统的进水。
锅炉补给水处理系统流程如下:水工来澄清水→清水箱→清水泵→多介质过滤器→自动清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱→超滤水泵→保安过滤器→高压泵→RO装置→预除盐水箱→预除盐水泵→阳床→阴床→混床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房用水点。
系统连接方式为:4台多介质过滤器、2套超滤装置、2套反渗透装置为并联连接方式;2列一级除盐设备为并联连接方式;2台混床为并联连接方式。
多介质过滤器系统包括:多介质过滤器、反洗水泵、混凝剂加药装置等。
超滤系统包括:自清洗过滤器、超滤装置、超滤水箱、超滤反洗水泵、杀菌剂加药装置、NaOH加药装置、HCl加药装置等。
反渗透系统包括:超滤水泵、保安过滤器、高压泵、反渗透装置、淡水箱、还原剂加药装置、阻垢剂加药装置、清洗装置等。
一级除盐和混床系统包括:淡水泵、阳床、阴床、混床、再生水泵、酸碱储存、再生系统、除盐水箱。
2、编制依据2.1《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》(1996年版);2.2《电力建设施工及验收技术规范》化学篇(2004年版);2.3《火电工程调整试运质量检验及评定标准》(1996年版);2.4《火电工程启动调试工作规定》(1996年版);2.5《电力建设安全施工管理规定》(1995);2.6《工作场所安全使用化学品规定》劳部发[1996]423号;2.7《电力建设安全工作规程(火力发电厂部分)》DL5009.1-2002;2.8《电力建设安全健康与环境管理工作规定》国电电源[2002]49号;2.9 中南电力电力设计研究院图纸和设计说明书;2.10 设备制造厂图纸和说明书。
660MW超临界机组过热蒸汽温度的控制系统及运行调整
660MW超临界机组过热蒸汽温度的控制系统及运行调整摘要:大型火电站当中,一项较重要的运行调整就是过热蒸汽温度控制和调整。
过热蒸汽温度控制系统,对于火电机组热效率的提升具有重要意义,能够保障机组发电过程中所产生的热量得到应有的利用,使发电效率大大提升。
因此在本文当中就将对某火力发电企业机组过热蒸汽温度控制系统设计工作进行分析,将设计工作当中对过热蒸汽温度控制系统大延迟、大惯性以及时变性和非线性内在机理问题,进行攻克的过程进行研究,同时对过热蒸汽温度的运行调整提出相关建议。
关键词:660MW;超临界机组;过热蒸汽温度;控制:调整1.前言浙能乐清一期2*660MW超临界机组,锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π型结构、露天布置燃煤锅炉。
DCS系统用的是北京ABB贝利控制系统有限公司的Industrial IT Symphony 系统。
在本文当中,将主要对机组当中的过热蒸汽温度控制系统进行研究,过热蒸汽温度控制系统主要存在大延迟,大惯性以及时变性和非线性内在机理问题,并提出相应的运行调整分析。
2.过热蒸汽温度控制系统解析2.1工艺流程分析过热器喷水减温系统工艺流程:炉膛上部布置有前屏过热器和后屏过热器,水平烟道依次布置高温再热器和高温过热器,共有二级喷水减温器,将每一级减温器都进行左右两侧均匀布置。
在第一级减温器当中,主要是将减温器布置在后屏过热器的入口处,该级减温器的喷口量达到了总设计喷水量的2/3,对第一级减温器进行控制的是两个喷嘴和调节阀门。
在第二级减温器当中,主要是将其设置在末级过热器的入口处,该级减热器喷水量达到了总设计排水量的1/3。
图一过热减温水DCS画面2.2过热汽温控制系统2.2.1减温控制系统在第一级减温控制系统(以此为例)当中,进行温度调节时的被调量是前屏过热器出口处的气温,同时该控制系统还能够保护屏式过热器的管壁不会出现温度过高的现象,并与末级过热汽温控制系统进行配合协同工作,保证整体控制系统温度得以调节。
660MW超临界直流炉主、再热蒸汽温度的运行调整分析
崇信 电厂 2 号 机 组 的给 水 自动 优 先跟 踪 负 荷 , 即 一定 的 负 荷对 应 着 一 定 的给 水量 。在 负 荷不 变 的情 况 下 , 给 水 根据 过 热 度 的设 定 值 与实 际值 的偏差 来 调整 给 水 。 由于 实 际运 行过 程 中 煤水 比在 小幅 度 不停 变 化 , 这 时就 要 通过 加 减 煤量 来 维持 煤 水 比, 虽然 中间 点 温度 和 主蒸 汽 温度 也 是在 小幅 度变 化 , 但 总 体 来 说 变 化 不大 , 可 以将主 蒸 汽 温度 维 持在 一 定 范 围 。需要 注 意 的是 , 在 控 制 中 间点 温度 的过程 中 , 一二 级 减温 应 有 一定 的 开
1 锅炉 概 况
崇信 发 电有 限 责 任公 司 2号锅 炉 为 哈 尔滨 锅 炉 厂有 限 责任 公司 设计 、制 造 H G ~ 2 1 4 5 / 2 5 . 4 - Y M 1 2型超 临界 、 一次 中间 再热 、 单 炉膛 、前后墙 对 冲燃烧 方式 、固态排 渣 、 平衡 通风 、 全钢 构架 、 全 悬 吊结构 兀 型变压 运行 直流 锅炉 。
2 )改变 二 次风 箱 的挡板 开度 , 使 同层 制 粉系 统 的两 次二 次 风 量不 同 , 从而 改变 炉 内燃 烧情 况 。
3 )改变 运 行制粉 系统 的 出力 , 调 节 不 同制 粉 系统 的供煤 量 , 由于制 粉系 统各 粉管 出粉量 的差 异 , 从而 影响 炉 内燃烧 情况 。
临界 直 流炉正 常运行 中主 、再 热 蒸汽温度 调 整操作 , 为运行 人 员的调 节提 供理 论指 导 。 关 键 词 6 6 0 M W; 超 临界 直流 炉 ;主蒸 汽温度 调整 ; 再 热蒸 汽温度 调 整 中 图分 类号 : T M 6 2 l 文献 标识 码 : A 文章编 号 : 1 6 7 1 — 7 5 9 7( 2 0 1 4 ) 2 1 — 0 0 8 2 一 O 1
660MW超超临界机组中间点温度控制策略优化
660MW超超临界机组中间点温度控制策略优化摘要:在超超临界机组中,水煤比的控制对于主汽温的调节至关重要,水煤比的控制也是水煤比控制的基础。
因主气温存在较大的滞后性,因此需要将中间点温度作为水煤比的控制对象。
本文针机组在变负荷情况下主气温及过热度波动较大,无法投入水煤比自动的情况,对中间点温度的控制策略进行优化研究。
通过对中间点温度的调节实现水煤比的控制,进而对给水量和燃料量进行修正,在根本上改善主汽温、主汽压摆动大的问题。
关键词:超超临界机组;水煤比;中间点温度;Intermediate point temperature control strategy for 660MW Ultra Supercritical UnitPeng Ming JianAbstract: in ultra supercritical units, the control of water coal ratio is very important for the regulation of main steam temperature, and the control of water coal ratio is also the basis of water coal ratio control. Due to the large lag of main air temperature, itis necessary to take the middle point temperature (the outlet temperature of vertical water wall in our plant) as the control object of water coal ratio. In this paper, aiming at the situation that the main air temperature and superheat of the unit fluctuate greatly under variable load and can not be put into automatic water coal ratio, the control strategy of the middle point temperature is optimized. The control of water coal ratio is realized by adjusting the middle point temperature, and then the water supply and fuel quantity are corrected to fundamentally improve the problem of large swing of main steam temperature and main steam pressure.Key words:Main air temperature control;Derivative before Key words: ultra supercritical unit; Water coal ratio; Intermediate point temperature;引言随着火电机组的设计装机容量越来越大,对锅炉运行的压力、温度等重要参数的要求也越来越高,特别是对于超超临界直流机组,水煤比的控制不但涉及到机组的安全运行,也涉及到机组的经济效益。
660MW超临界直流炉主、再热蒸汽温度的运行调整分析
660MW超临界直流炉主、再热蒸汽温度的运行调整分析摘要:超临界技术的应用可以提高电厂生产效率,减少环境污染,节约设备能源,因此,在世界上许多国家和地区都得到了广泛使用,由于直流锅炉没有热包,热应力问题尤为突出,因此,保证主蒸汽的稳定是一项尤为重要的工作。
由于超临界直流机组在我国商业运行的时间还较短,直流炉的特性注定了机组主汽温度自动控制与机组的协调控制存在紧密联系,要解决机组主汽温度自动控制,机组协调控制及给水控制必须稳定。
660MW 超临界机组的主、再热蒸汽温度的运行调整在正常运行中是非常重要的,是保证机组稳定运行的一个重要方面,汽温过高会影响机组的寿命,过低会降低机组的效率。
关键词:超临界直流炉;主蒸汽温度调整;措施电站锅炉过热汽温、再热汽温影响着机组的安全经济运行。
由于超临界压力锅炉没有汽包,热水受热面、蒸发受热面和过热受热面之间没有固定的界限,运行工况发生变化时,各受热面的长度会发生变化,控制锅炉过热器出口温度(主汽温) 在允许范围内对整个电厂的安全运行和生产具有非常重要的意义,主汽温度过高或过低都会影响整个机组的正常运行。
超超临界机组运行参数高,其控制要求也比常规机组更为严格,尤其超超临界直流锅炉的主汽温变化特性就比汽包锅炉更为复杂,控制和调节也更为困难。
因此,研究直流锅炉的汽温变化特性就有着很重要的现实意义和理论价值。
一、超临界直流炉汽温控制的必要性及特征超临界直流炉技术的汽温是受水煤比、机组负荷、风量和燃烧情况等因素影响。
汽温过热以及大幅度偏离等因素,会导致超临界直流炉技术汽温在经济和设备安全等方面都受到影响。
超临界直流炉技术汽温如果超高会降低金属设备的强度,超临界直流炉技术气温较低又会导致汽轮机的损耗加强,同时,系统的热效率会降低。
超临界直流炉技术突破了传统的自然循环锅炉的汽包,在水进入到锅炉后,因为各种因素的影响,导致各受热面之间分界线不固定。
一般来说,超临界直流炉技术汽温的特征有两个:一是,动态特征。
660MW机组中间点过热度控制调整及优化分析
660MW机组中间点过热度控制调整及优化分析摘要:中煤哈密电厂配置2×660MW超临界机组,近些年来,随着天中直流越来越多新能源并网运行,导致火电机组启停调峰、变负荷调峰越来越频繁,也给机组安全稳定运行带来了新的挑战。
直流锅炉中间点过热度作为反应锅炉是否正常运行的一个重要参数,它既可以迅速反应炉内燃烧情况的变化,又能及时地反映出主、再汽温的变化。
锅炉中间点过热度过高时容易导致锅炉壁温、过热汽温、再热汽温超限等,从而影响设备安全。
基于以上原因,控制好锅炉中间点过热度对机组安全稳定运行来说具有重大意义。
关键词:锅炉;过热度;设备安全自从投入AGC运行以来,因给煤机频繁断煤、AGC指令频繁波动、燃煤掺烧不均匀、锅炉结焦等各种原因导致锅炉中间点过热度过高或过低的工况多次出现,为了避免此类情况多次出现,现对我厂锅炉中间点过热度控制做出深入分析并就预防锅炉中间点过热度超限提出解决方案。
1.锅炉湿态转干态操作过程中中间点过热度控制1.1锅炉湿态转干态操作⑴保持锅炉参数稳定,入炉煤量在150t/h左右、给水总流量在700t/h左右、炉水循环泵出口调门维持在5%—10%之间、锅炉压力稳定在9Mpa左右、同时应尽量避免锅炉溢流调门开启。
⑵转态负荷应在210—240MW之间进行,不宜过早也不宜过晚。
⑶保持三台磨煤机运行,缓慢增加给煤量,加煤过程应严密监视折焰角温度上升速度。
分隔屏壁温过高时,应及时增加入炉风量至1000t/h以上。
⑷正常情况下,控制中间点过热度缓慢增长,正常情况下储水箱液位应缓慢下降至炉水循环水泵自动跳闸。
⑸当过热度升高且储水箱液位无下降趋势,应及时开启储水箱至二减电动门,将多余的水排至二减[1]。
⑹开启溢流管暖管电动门及调门,保持调门5%开度、开启炉水循环泵暖泵电动门。
⑺转入干态运行后,应及时投入给水自动和中间点过热度自动,视燃烧情况退出等离子助燃,并入另一台汽泵运行,快速加负荷至最低稳燃负荷270MW,防止重新掉入湿态运行.1.2锅炉湿态转干态注意事项⑴尽量避免锅炉湿态转干态与给水主旁路切换同时进行,切换过程维持给水流量稳定。
660MW超超临界机组主蒸汽温度控制策略优化
l
3 优 化措 施
31 对控 制 策略 进 行优 化 .
原控 制 系统 采 用常 规 串级 汽 温 控 制 系统 ,采 用双 回路 汽 温 控制系统代替原常规串级汽温控制系统 ,此控制策略具有适应 大 迟 延 、 干 扰能 力强 等 特点 。 抗
32 系 统 调 试 及 扰 动 试 验 .
65 6
60 2
- 5
- 5
< o 无 超 调 > 0 ri l n .5 1C 2 n 3mi 07 1 a
< ℃ 无 超 调 > 0mi 2 1 2 n 0mi .5 1 n 07  ̄
1
l
60 2
+ 5
< o 无 超 调 > 0 mi 1 i 07  ̄ 1C 2 n 8r n .5 1 a
0 引 言
表 1 A侧 主蒸 汽温 度优 化 前定 值 扰动 试 验数 据
某 电厂# 机组(6 M 锅炉是由上海电气集团股份有限公 3 60 W) 司设计 制造 的D 902 . I 型超超临界变压运行直流炉 , G10 / 4 I 5一1 单 炉 膛 四 角切 圆燃 烧 、 次 中间再 热 、 衡通 风 、 天 布 置 、 一 平 露 固态 排 渣、 全钢构架 、 全悬吊结构n型锅炉。主蒸汽 、 再热蒸汽均采用单 元制 , 管道按2 12 — — 方式布置。主蒸汽管道和再热热段管道分别 从过热器和再热器两个出 口集箱接 出后 , 合并成一根管道 , 到汽 轮机前再分成两根支管分别接入高压缸和中压缸左右侧主汽关 断阀和再热关断阀。过热器设有三级喷水减温, 每级喷水分两侧 喷入 , 每侧喷水均可单独控制。再热汽温的调节是通过布置在低 温再热器和省煤器后的平行烟气挡板来调节的,喷水减温仅用 作事故减温。汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的超超 临界 、 中 一次 间再热 、 单轴 、 双背压 、 凝汽式汽轮机 , 其主蒸汽和再热蒸汽 系统 均采用单元制系统。本机组采用炉、 、 机 电集中控制方式 。 两台机 组设 一 个单 元控 制 室 。分散 控 制 系统 (C ) 北京 日立 控 制系 D S采用 统有 限公 司生产 的HA 一 0 0 分散 控 制 系统 。 ICS 50 M
660MW二次再热机组汽温优化控制方案
660MW二次再热机组汽温优化控制方案作者:邵长军夏绍标来源:《科学与财富》2020年第03期摘要:本文针对某电厂二期智能发电ICS系统中智能运行优化功能群组的再热汽温优化控制进行了分析,以供同仁参考。
关键词:机组;气温;优化控制1项目概况在常规DCS系统上通过部署开放应用控制器、高级应用服务器、大型历史实时数据库、高级值班员站等部件,建立基本控制、智能控制和智能运行监管等层级之间的闭环联系,纵向打通直接控制与运行监督控制的界限,提供开放的高级应用环境,将常规DCS系统升级成ICS系统平台。
在ICS平台中对控制优化、运行优化、智能报警和预警、设备监测与诊断、高温受热面分析、三维可视化等功能模块进行深度优化,实现智能控制与运行优化,带来机组发电效益的提升、污染物排放的降低。
目前ICS功能群组已完成初步部署,开始进行参数寻优和智能优化控制的调试工作。
2汽温控制优化策略2.1原主汽温控制概况为了能够让机组在负荷剧烈波动工况下,能够快速跟踪汽温设定值,提升控制系统对大惯性大迟延对象的控制品质和抗干扰能力,在主蒸汽温度优化控制策略中,以广义预测控制算法(GPC)作为核心控制,GPC控制算法是基于模型的控制算法,可以实现对减温水流量的精准控制,减少减温水流量的波动,提升汽温的控制品质;其次,为了能够实现控制作用的超前性,避免减温水流量过调等问题,提取运行过程中的提前变化量作为参考,通过对汽温变化的提前预知,实现超前调节,减小主蒸汽温度的波动。
2.2 一级过热蒸汽温度优化控制策略a)一級减温水控制以一级过热器出口温度作为控制目标,其设定值按照锅炉热力特性说明书,根据不同负荷段拟合得到;b)在一级过热器出口温度控制中,以广义预测控制器(GPC)作为核心控制算法,GPC控制器输出为一级减温水流量设定值,结合一级减温水流量反馈值,构建PID控制器实现对一级喷水阀门的调节。
以GPC作为核心控制器,可以很好的克服系统惯性和迟延对控制性能的影响,提升一减温度的控制品质;以GPC控制器输出为减温水流量设定值,并串联PID控制器,可以有效克服阀门非线性对控制性能的影响;c)为了实现一减过热蒸汽温度的超前控制,以一级减温器前温度作为参考,其一方面耦合至GPC控制算法的前馈预测通过,即时感知未来一减汽温的变化情况,实现超前控制;同时将一级减温器前温度作为导前微分信号,对一级过热器出口蒸汽温度设定值进行修正;d)为了考虑一减和二减之间的分配和均衡,以二级减温器出入口温度差值作为修正量,对一级过热器出口蒸汽温度设定值进行修正,实现以一级减温水主调,二级减温水精调的作用;e)同时考虑一级减温器出口温度测点是否具备一定的惯性和迟延,考虑是否采用串级控制方式,提升系统的抗扰动能力。
660MW超超临界机组主蒸汽温度控制策略优化
660 MW超超临界机组主蒸汽温度控制策略优化摘要:现阶段,电厂在运行期间还存在着各种各样的问题,具体表现为机组主蒸汽温度负荷增减期间调节速度比较缓慢且滞后,温度波动幅度非常大,根本不符合标准的调节要求。
当受到巨大干扰以及持续性加减负荷期间,相关人员一般是擦去干预气温设定值以及规范性调整和改善气温的方式实施各项作业,使主汽温度与标准的机组运行需求相符合,以免产生气温超出标准要求或者是持续降低。
在本篇文章中,全面分析了主蒸汽温度控制系统的相关问题,实施了相关优化工作,完成优化以后的主蒸汽温度控制系统效果极高,除了能够提升系统运行速度之外,还可以的达到该项系统利用率的提高,缓解人员自身压力,将经济效益发挥到最大化,从而推动机组安全运行。
关键词:主蒸汽温度;控制优化策略现阶段,伴随着机组工况的不断改变机组被控制对象的动态性特征也发生了一系列的变化,其存在着明显的滞后性。
非线性和时变性的特征也极为明显,在这一现状下,要想提升机组的运行效率,确保安全性,发挥出良好的经济效益。
就需要提前判断自动化控制系统的特征,优化和改进调节性能不佳,调节品质较差的自动化控制系统,在发挥出机组作用的基础上,为后期运行奠定坚实的基础。
1.案例说明以某项电厂锅炉为例,该项#3机组锅炉(660MW)属于上海电气集团公司设计的一项超超临界变压运行直流炉,该项锅炉包含了全悬吊结构、全钢架构、和中间再热以及固态排渣等,一般是在露天内布置。
对于主蒸汽和再热蒸汽来讲,一般是以单元制为主,遵循合理的原则对管道本身进行规范性设置。
在这其中,两种类型的管道分别是从再热器以及过热器两项出口集箱接出以后相互整合成完善的管道,然后从汽轮机前面划分为两根只管,和高压缸以及中压缸左右侧的主汽关断阀以及再热关断阀紧密连接。
通常来讲,过热器内设置了三级喷水减温,各项喷水从周围两侧逐渐喷入,单独控制每一侧的喷水。
其中,汽轮机属于哈尔滨汽轮厂生产的的超超临界和单轴、双背压以及凝汽式汽轮机,不管是再热蒸汽系统还是主蒸汽等,均是以单元制系统为主,借助该项系统的优势实施各项作业,以此实现相关目标。
浅谈660MW超超临界锅炉汽温的影响因素及调整方法
浅谈660MW超超临界锅炉汽温的影响因素及调整方法发布时间:2021-08-02T03:47:35.816Z 来源:《电力设备》2021年第4期作者:李建民[导读] 需适应大范围深度调峰的要求,因此,这给超超临界机组汽温控制提出更高要求。
(苏晋保德煤电有限公司山西忻州 036600)摘要:针对我厂660MW超超临界锅炉在168试运期间,主再热汽温一直未能达到设计值,严重偏低,远远达不到设计值的情况进行分析,通过超超临界直流锅炉的主再热汽温的特性、变化特点提出了汽温调整的一些方法,并结合发电厂实际情况对锅炉汽温的扰动因素进行了简要分析。
关键词:超超临界;汽温;调整方法1.660MW 超超临界直流锅炉超超临界机组是在常规超临界机组的基础上发展起来的新一代高参数、大容量发电机组,与常规超临界机组相比,超超临界机组的热效率比超临界机组的高 4% 左右。
但由于超超临界机组运行参数高,锅炉为直流炉,需适应大范围深度调峰的要求,因此,这给超超临界机组汽温控制提出更高要求。
2.汽温调节的重要性维持锅炉蒸汽温度稳定对机组安全稳定运行至关重要,汽温过高或过低,都将严重影响机组安全稳定运行。
蒸汽温度过高,将使锅炉受热面及蒸汽管道金属材料的蠕变速度加快,影响使用寿命,严重超温将会导致金属管道过热爆管,使汽轮机的部件的机械强度降低,导致设备损坏或使用寿命缩短。
蒸汽温度过低,将会降低机组热效率,使汽轮机末级叶片湿度增加。
蒸汽温度大幅度快速下降会造成汽轮机金属部件过大的热应力、热变形,甚至会发生动静部件摩擦,严重时会发生水冲击,威胁汽轮机安全稳定运行。
因此,机组在运行中,在各种内、外扰动因素影响下,如何通过运行分析进行调整,用最合理的控制措施保持汽温稳定,是汽温调节的首要任务。
3.影响汽温的因素水煤比。
若给水不变而增大燃料量,由于受热面热负荷q成比例增加,热水段长度和蒸发段长度必然缩短,而过热段长度相应延长,主蒸汽温度就会升高;若燃料量不变而增大给水流量,由于q并未改变,所以热水段长度和蒸发段长度必然延伸,而过热段长度随之缩短,主蒸汽温度就会降低。
浅析660MW超临界机组过热汽温控制
也将 出现较大 的变动, 因此 , 工作人员必须做好煤水 比的控制工作 , 从 而有 效 的确 保 汽温 维 持 在额 定 温度 内。 2 . 1 . 2焓值的控制措施 。 就 目前我国的实际情况来说 , 焓值控制 措施 虽 然 已经 得 到 了重 要应 用 , 但 是 还 没 有在 超 临 界 机组 中得 到广 泛应用, 焓值控制 的重要特点是其具有快速 的失配反应力 , 同时不 仅能 够 快速 、 系统 的进 行 校 正 , 而 且 还有 非 常 明确 的焓 物 理 概念 , 过 热蒸 汽 做 功能 力 的大 小 就是 通 过 焓值 来 体 现 的 , 焓值 控 制 措 施 的 主 要功能体现在 以下两个方面 : 一方面能够有效 的控制负荷 , 另一方 面还 能 确保 过 热汽 温 实 现有 效 的调 整 。 工作 人 员设 定 好 过热 器 的人 口焓 就 是做 好 焓值 控 制 的重 要 前 提和 基 础 。
温 问题 进行 了深 入研 究。 关键词: 6 6 0 MW; 超 临界机 组 ; 直流 炉
随 着科 技 的 发展 , 常规 的 超 临界 机 组 已经 不 能 满 足人 们 日益 增 长 的需 求 , 促 使着 人 们 不 断 对 其 进 行创 新 和改 革 , 超 临 界 机 组应 运 而生 , 无 论 是 起 参 数 还是 容 量 都 得 到 了 很 大 提升 , 主 蒸 汽 压 力 和 温 度分别达到了 2 0 M P a以上 、 5 5 0  ̄ C 以上 , 相 比较 于常 规 的超 临 界 机 组 来说 , 其热效率得到了显著提升 , 大大满足 了人们实 际生产的需求 。 然 而超 临界 机 组 也存 在 着 一些 问题 , 尤 其 是其 在 实 际运 行 过 程 中具 有 很 高 的参 数 , 而 且 又是 直 流 炉 的锅 炉 , 所 以其 调 峰 范 围 非 常大 , 这 就要求超临界机组汽温必须具有更强 的控制力。 下面我们就对控制 6 6 0 MW 超 临界 机组 过 热 汽 温进 行 详细 的 探讨 和 分析 。 1超临 界 机组 的主 要控 制 特点 相 比较 于 常规 超 临 界机 组 来 说 , 超 临界 机 组 有 着更 为 明显 的 特 征 。下面我们就超临界机组 的主要控制特点进行详细的分析 : ( 1 ) 常 规 超 临界 机组 中设 有 汽 包 环 节 , 从 而 能 够 间 断性 的 给 水 进行加热 , 但是超 临界直接炉没有设置该环节 , 其一次性不 间断的 完成加热 、 蒸 发 以及 水 受 热 变 成 水 蒸 气 的过 程 , 在 以上 三个 阶段 中 没 有 特别 明显 的分 界 线来 区分 。 另外 处 于亚 临 界或 超 临 界状 态 下 运 行 的锅 炉 , 在遇 到 不 同运 行 工 况 时 , 蒸 发 点 也 会适 当 的发 生 移 动 , 移 动范围是在一个或几个加热 区内进行 , 所以超临界机组 的一个主要 特征是给水 、 燃 烧 以及 汽 温 这 三 个 系统 之 间具 有 紧 密 的 联 系 , 而 且 减温水 、 风燃 比 和燃 水 比具 有 较 高 的 调节 品质 , 同 时还 能够 以整 体 的形 式 进行 相 应 的控 制 。 ( 2 ) 直流 炉 机 组 的水 泵 、 汽机 、 汽 水 这 三者 之 间是 紧密 联 系 的 , 因此 , 超 临界 机 组 的一 个 重要 特 征 就 是 耦 合 特 性非常强, 这 也 是 其 得 到广 泛 应用 的重 要 前 提 。 ( 3 ) 超 临 界机 组 中 , 不 同区段 中的比容 、 比热都具有很强的波动性 , 同时工 质也 没用非 常规律的流动和传热 。 工质压力随着负荷的不断改变也会发生相应 的变 化 , 其 变 化 范 围是 在 亚 临 界 跟 超 临界 之 间 , 进 而工 质特 性 也 会 出现较大的变化 , 以上各种变化直接决定 了超临界机组具有较强 的 非线性特征 。 ( 4 ) 由于超临界机组 中没有设置汽包 , 从而就直接导致 直流锅炉没有较大的蓄热量, 而且蓄热 能力也很低 , 大概 为汽包 炉 的3 0 %。从 而使得超临界机组具有较高灵敏度 的负荷调节力 , 确保 设备的快速启动和停止。 2 6 6 0 MW 超 临 界 机组 过 热 汽温 控制 策 略 2 . 1 中间点 控 制 2 . 1 . 1煤 水 比。 临界 压力 工 况 点 在 由亚 临 界 、 超临界 、 超 临界 变 化过程 中, 会有较大的 比热容区存在 , 从而使得直流炉 的工质定压 的比热容不断变大 , 焓值在变化过程中工质温度基本上不会发生变 化, 因此就导致其具有非常显著 的动态差异 。这就需要相关工作人 员, 做好 煤 水 比和 减 温 喷 水 的 协 调 工作 , 从 而来 实 现 对 过 热 气 温 的 有 效控 制 ,也就 是 对 这两 者 汽 温 调整 的各 自优 势 有 效 的利 用 起 来 , 从而让气温 的整体调整和响应能力达到最佳。由此看 出 ,控制好 6 6 0 MW 超 临界 机 组 过 热汽 温 的一个 重 要 措 施 就是 做 好 煤水 比的调 整工作 , 但该措施也有延迟 比较大的不 足, 这需要相应工作者 给予 足够的重视 。目前 , 煤水 比主要有 以下两种控制措施 : 一是 , 稳燃调 水, 该措施 主要是控制好过热汽温的快速变热 , 但是会导致负荷 出 现 一定 的波 动 现象 ; 二是 , 稳 水 调燃 , 该措 施 主 要是 控制 过 热 汽 温过 慢, 具 有精 确 控 制 负荷 的 优势 。 当工况处于较为稳定状态时 ,随着直流炉给水量由初始 的 G 0 上升到 G 时 ,也会 使 燃 料 量 发 生相 应 的 变化 ,即从 开 始 状 态 的 1 5 年 第 2 9 I 科技创新与应用
660MW机组升降负荷的汽温调整策略分析
托盘,并将钢板托盘牢固地焊接在千斤顶下面和上面,下面托盘使千斤顶牢固地与移动小车通过焊接熔为一体,以增强千斤顶的受力。
(3)使用时维修小车移动到主变压器风扇下面,通过操作液压千斤顶的升降,使千斤顶上面的钢板托盘牢牢托住主变压器风扇,这样就可以轻松拆卸主变压器故障风扇了。
2.3现场成效使用本实用新型维护检修主变压器风扇时,将钢板托盘升至待修风扇电机的位置,拆卸主变风扇电机,放置在钢板托盘上,再降低至合适的维修位置进行检修。
检修完毕后,再将主变压器风扇升至安装位置,结构简单,操作方便,不需要吊装工具就可以完成检修工作,可以明显提高工作效率,降低劳动强度,避免人身伤害,安全性能较好。
2.4应用前景该维修小车结构简单,制作成本低,便于两人协作,实现了在拆装冷却器风扇时,最大限度地减少设备重量对人员造成的伤害,且两人协作更换,减少了工作量,降低了工作难度,提高了工作效率;通过液压千斤顶的升降,减少了抬高操作平台时的人工,降低了作业人员的工作强度,且便于操作,更加人性化。
3结语此次研究成功研制出了能重复使用,具备较高经济效益,操作灵活方便简单,能有效提高安全措施可靠性的通用变电站主变风扇拆装维修小车,成果拟在变电站现场工作所做的安全技术措施中进行普及与推广。
[参考文献][1]王林.大型变压器冷却装置的检修维护[J].安徽电力科技信息,2006(1):1-3.收稿日期:2019-07-16作者简介:吉宏浩(1971—),男,广东五华人,电力工程技术高级工程师,长期从事电力相关工作。
660MW机组升降负荷的汽温调整策略分析贾志勇(山西漳电同华发电有限公司,山西忻州034100)摘要:随着目前我国火电机组逐渐向大容量、高参数方向发展,鉴于直流炉机组在协调运行方式下的特性与汽包炉的区别,在机组升降负荷时汽温的调整就显得非常重要。
现针对目前660MW机组在升降负荷下的汽温调整及控制机理做了详细分析,旨在解决目前直流炉机组在汽温调整方面的突出问题。
660MW超超临界机组的汽温调整研究
660MW超超临界机组的汽温调整研究我国第一座超临界机组于1992年在上海石洞口建立,通过超临界技术的应用,能够在提高机组锅炉容量的基础上,节约能源并降低污染,同时相应的参数高,能够实现安全可靠运行,因此,该项技术工程的落实则为我国电力实业迈入节能环保时代奠定了基础。
标签:660MW超超临界机组;汽温调整660MW机组超超临界锅炉其参数与容量都得到了大幅度提升,相应的气温蒸汽压力在24MPa以上,相应的蒸汽气温达到了580摄氏度以上,能够在提高热效率的基础上,提高能源使用效率。
为了确保这一锅炉能够适应大范围调峰需求,则就需要针对锅炉气温特性进行研究,为实现对气温的有效控制奠定基础。
1、660MW机组超超临界锅炉气温特性分析本文以参数变压运行π型直流锅炉为例,其主要是以一定一滑的方式进行运行的,主要的结构特点为:采用钢构架、全悬吊、单炉膛、四角燃烧等。
相应的制粉系统采用的核心系统为中速磨煤机直吹式系统,每一台锅炉都是配备了六台HP1043型号的磨煤机,其中有五台是处于正常运转状态的,剩下一台则是应对突发状况的,将磨粉细度定位为两百目筛,其能够实现近百分之八十的通过量。
燃烧器系统的构造为:以LNCFS系统为主,采用紧凑燃尽风等构件来实现运转,相应的点火方式为常规二级点火与微油点火,相应NOx排放的浓度在每平方米三百毫克以下。
与常规600MW超临近机组相比较而言,相应的水冷壁型式下螺旋角度等比例提升,进而能够将一次汽组力降低,这就能够为实现机组的安全稳定且高效运行奠定基础。
再热器的调温方式上是以尾部烟气挡板为结构的,这一结构还融入了防振技术,相应过热器与再过热器的机构也得到了进一步的优化与升级。
从锅炉习惯运行工况的历史数据中能够看出,苏日安参数设计在合理范围内,相应热效率也远超过了设计值,但是,低温再热蒸前气温A/B侧偏差过大,相应的偏差温度为22摄氏度,再热器出口蒸汽温度低,此外省煤器出口氧量过高。
660MW机组汽温调整控制浅析
660MW机组汽温调整控制浅析摘要:针对皖能马鞍山发电公司新上两台660MW直流锅炉实际运行中由于操作人员自身或设备原因等,造成主再汽温及主再金属壁温经常超限,严重威胁锅炉的安全运行的情况,特作此文做班组技术培训之用。
文中详细分析了各种影响主再汽温的因素,并针对性的提出实际操作中的难点和采取对策,提醒运行人员控制汽温的安全重要性,汽温控制调整的必要性,防患于未然。
一、汽温控制的重要性维持稳定的过热汽温与再热汽温是锅炉设计、运行的重要任务。
汽温控制要求十分严格,一般不允许偏离额定汽温±5℃,在不利条件下,负偏差可到-10 ℃(我厂主汽温为571 ±5℃,再热汽温为569 ±5℃)。
从提高蒸汽循环热效率来看,应当在许可范围内尽可能维持较高的汽温,但要留有一定的安全裕量。
汽温过高,会引起过热器、再热器、蒸汽管道以及汽缸、转子部分金属强度降低,蠕变速度加快,特别是承压部件热应力增加。
严重时造成金属管壁爆裂,缩短使用寿命;汽温过低,会增加汽耗,降低机组效率,据分析,汽温每降低5℃,热经济性下降1%,使汽机末级湿度增大,加速对叶片的水蚀,严重时可能带水产生水冲击,威胁汽机安全运行。
汽温波动幅度过大,汽温突升或突降,对锅炉各受热面焊口及连接部分产生热应力,造成汽轮机的汽缸和转子间的相对位移增加,即胀差增加,严重时甚至使叶轮和隔板动静摩擦,造成汽轮机剧烈振动。
两侧汽温偏差过大,会使汽轮机的高压缸和中压缸两侧受热不均,导致热膨胀不均,影响汽轮机安全。
二、影响过热汽温的因素直流炉无固定汽水分界面,且热惯性小,水冷壁的吸热量变化会使热水段、蒸发段和过热段的比例发生变化。
因而汽温变化速度快,汽温调节比较复杂。
烟气传给蒸汽的热量Q的变化是很复杂的,主要是由于燃料量和空气量的变化所致。
这些因素的改变必将影响炉内辐射传热和烟道内对流传热的条件,从而改变两种传热量比例。
在稳定工况下,这个比例是一定的,过热汽温能维持一定的温度,在工况变动时,这个比例变化就导致汽温发生变化,只有采用适当的措施,过热汽温才能维持一定温度。
660MW超超临界机组主汽温调整分析
660MW超超临界机组主汽温调整分析发布时间:2021-12-06T05:55:15.571Z 来源:《中国电业》2021年第19期作者:王振帅[导读] 本文主要讲述了枣泉电厂#1机组汽温调整过程中存在的问题及调整对策,有效避免超温,及提高蒸汽质量,为同类型机组的汽温调整提供参考。
作者:王振帅宁夏枣泉发电有限责任公司,宁夏银川市750411摘要:本文主要讲述了枣泉电厂#1机组汽温调整过程中存在的问题及调整对策,有效避免超温,及提高蒸汽质量,为同类型机组的汽温调整提供参考。
关键词:超超临界机组锅炉一次再热螺旋炉膛0引言枣泉电厂#1锅炉为北京B&W公司制造的超超临界参数、螺旋炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、紧身封闭的Π型锅炉。
锅炉配有无启动循环泵的内置式启动系统,汽水分离器及贮水箱布置在炉前,整个炉膛由下部螺旋水冷壁和上部垂直水冷壁构成。
炉膛出口布置屏式过热器,炉膛折焰角上方布置后屏过热器和末级过热器,高温再热器布置在水平烟道处。
尾部竖井由隔墙分隔成前后两个烟道,前烟道布置低温再热器和一组省煤器,后烟道布置低温过热器和两组省煤器。
锅炉过热器系统设有二级喷水减温器,过热器一级喷水减温器布置在低温过热器出口集箱到屏式过热器进口集箱的管道上,过热器二级喷水减温器布置在屏式过热器出口集箱到后屏过热器进口集箱的管道上。
再热器调温方式主要采用烟气调节挡板,并在低温再热器进口管道和高温再热器进口交叉管道上装有事故喷水减温。
1 汽温调整中存在问题1.1两侧汽温偏差大(锅炉A侧汽温偏高),低负荷下尤其明显,最大偏差可超过20℃。
1.2锅炉A侧汽温变工况时,会出现骤升骤降现象。
过热器减温水调阀特性差,锅炉A、B侧一级减温水和A侧二级减温水在30%以下几乎不过水。
1.3过热器减温水调节滞后性大,过热器二级喷水减温器布置在屏式过热器出口集箱到后屏过热器进口集箱的管道上,锅炉出口蒸汽温度控制困难,过热器二级减温水后汽温变化到主蒸汽出口汽温下降有1.5至3分钟延迟。
浅谈660MW超超临界锅炉主、再热蒸汽温度的调整
浅谈660MW超超临界锅炉主、再热蒸汽温度的调整针对我厂660MW超超临界锅炉在168试运期间,主、再热汽温一直未能达到设计值,严重偏低,远远达不到设计值的情况进行分析,对进一步提高主、再热汽温,提出新的吹灰方式及及磨煤机的组合方式,努力提高锅炉主、再热汽温,以提高锅炉运行效率,降低煤耗。
标签:660MW锅炉;主、再热汽温;调整1 660MW超超临界锅炉简介我厂锅炉采用上海锅炉厂超超临界锅炉,为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π型露天布置、刮板捞渣机机械除渣装置、全钢架悬吊结构。
锅炉配置6台中速磨煤机,正压直吹式制粉系统设计,煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。
不配置油枪,采用无油点火方式,E、F二层为为等离子燃烧器。
2 存在的问题(1)在168试运期间,主、再热汽温一直未能达到设计值,严重偏低,主、再热蒸汽温度只有565℃左右。
(2)锅炉低负荷(负荷330MW以下)运行时,一次风率过大,主、再热蒸汽温度低至550℃。
(3)AGC投入时,主、再热汽温随负荷的变化而变化,且波动较大;过热度波动大。
3 原因分析(1)负荷的影响。
AGC投入后,负荷波动大,经常出现大幅度减(加)负荷的情况,造成机组协调控制过调严重。
在大幅度减负荷时,锅炉减燃料速度远大于减给水速度,造成煤水比失调,分离器出口温度(过热度)降低,煤量的过调量在25吨左右,炉膛出口烟温降低,主、再热汽温明显下降,尤其是主蒸汽温度远低于正常运行值。
(2)受小机调节性能的影响。
负荷稳定正常运行时,小机转速差波动在50-80r/min左右,造成给水流量波动70-90吨,引起过热度大幅波动,特别是大幅加(减)负荷时,小机转速波动有时达到180 r/min左右,造成给水跳为手动,机组协调控制退出CCS,小机转速输出指令已变化,实际转速跟踪不了,给水流量波动大达200吨,过热度在20-70℃之间波动,造成主、再蒸汽温度远低于正常运行值。
660MW超超临界直流炉汽温调节探讨
660MW超超临界直流炉汽温调节探讨发布时间:2022-04-24T05:28:17.446Z 来源:《中国电业与能源》2022年1期作者:李朋涛[导读] 本文通过分析影响超超临界直流炉蒸汽温度的主要因素,介绍了机组各阶段的蒸汽温度调节注意事项,并对部分异常情况下的操作处理进行了概述,总结出超超临界直流炉汽温调节的思路和方法。
李朋涛陕西商洛发电有限公司,陕西商洛 726000摘要:本文通过分析影响超超临界直流炉蒸汽温度的主要因素,介绍了机组各阶段的蒸汽温度调节注意事项,并对部分异常情况下的操作处理进行了概述,总结出超超临界直流炉汽温调节的思路和方法。
关键词:直流炉汽温调节1 前言众所周知,蒸汽温度是机组运行中最重要的控制参数之一,蒸汽温度的高低对机组运行的安全性和经济性有着直接影响。
传统的亚临界汽包炉由于汽包蓄热量大,汽温的动态响应慢,而超超临界直流炉由于贮水箱容量小,汽温受其它参数变化的动态响应速度快,因此汽温调节方法有别于汽包炉。
下面就以某电厂660MW超超临界直流炉为例,分析影响直流炉汽温的因素,结合运行工况,总结出各阶段汽温调节的主要手段和方法。
2 影响直流炉汽温的主要因素2.1水煤比直流炉以水煤比作为主蒸汽温度的主要调节手段,锅炉在干态方式下运行时,贮水箱将垂直水冷壁与过热器系统连为一体,给水经过螺旋管水冷壁和垂直水冷壁吸热后,在垂直水冷壁出口已为微过热蒸汽,炉膛内的传热主要以辐射为主,屏式过热器的传热主要也是以辐射为主,末级过热器的传热主要是以对流为主,所以过热器系统的吸热是以辐射为主,水煤比的变化直接影响着过热器系统的吸热,在机组负荷、煤量稳定的情况下,水煤比的大小由给水量决定,给水流量增加水煤比增大,反之减小。
通过调整得出随着给水量的增加,过热度随之降低,主汽温度也随之降低,给水流量与主汽温度的变化趋势几乎是同步的,但趋势是相反。
2.2中间点温度直流炉正常运行时,垂直水冷壁出口蒸汽温度与其对应压力下饱和温度的差值称之为中间点温度。
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第23卷第2期2006年4月现 代 电 力Modern Electric PowerVol123 No12Apr12006文章编号:100722322(2006)022******* 文献标识码:A 中图分类号:T K22317+3一台660MW单元机组主蒸汽温度控制系统的设计与调试刘 敏1,2,张 智1,吴飞君3,朱明成3(11北京国电智深控制技术有限公司,北京 100085;21中国农业大学,北京 100083;31北仑电厂,浙江宁波 315800)The Design and Debuging of M ain Steam T emperature C ontrol System of660MW U nit Liu Min1,2,Zhang Zhi1,Wu Feijun3,Zhu Mingcheng3(11Beijing State Power Zhishen Control Technology Ltd.,Beijing 100085,China;21China Agricultural University,Beijing 100083,China;31Beilun Thermal Power Plant,Ningbo 315800,China)摘 要:浙江北仑发电厂2号机组的主汽温控制系统在改造前采用了串级PID控制策略,其调节效果不太理想,经常会发生主汽温与其设定值偏差较大、过热器壁温超限等现象,在机组控制系统改造以后,主汽温控制系统采用了基于增量式状态观测器的状态反馈控制与串级PID控制相结合的控制策略,采用基于增量式状态观测器的状态反馈能够预测主汽温变化的趋势,使得控制系统能够及时的进行调节,而采用常规的串级PID控制能够消除主汽温的稳态偏差,对于两侧过热器的热偏差问题,本文基于北仑电厂2号机组过热器的结构特性,加入了偏置发生器及跟踪功能,为运行人员提供了方便,实际运行效果表明,主汽温度的动态特性得了明显改善,过热器壁温得到了很好的控制,取得了较好的控制效果。
关键词:单元机组;主汽温度控制;状态观测器;状态反馈;火电厂Abstract:PID cont rol st rategy is used in main stea m temper2 ature cont rol system f or Beilun Thermal Power Pla nt in Zhe2 jia ng p rovince,a nd its eff ect is not good.The error between main stea m temperature a nd its set p oint is big.Super heater wall temperature ca n exceed limit.Af ter t he reconst ruct of t he unit plant,a state f eedback cont rol st rategy based on in2 crement state observer is p resented,which is combined wit h PID cont rol.The state f eedback ca n f orecast t he t rend of main stea m temp erature,a nd t he PID cont rol can avoid t he state error.The bias and t rack f unction is given to solve t he heat error,so it is convenience f or workers.The actual run2 ning result shows t hat t he dyna mic characteristic of main steam temperature has been imp roved distinctly,t he wall temperature of sup er heater has been cont rolled greatly,a nd it has excellent eff ects.K ey w ords:unit pla nt;main stea m temperature cont rol;state observer;state f eedback,p ower plant0 引 言主蒸汽温度是锅炉运行中的主要参数,它的高低直接影响锅炉安全稳定运行。
汽温太高容易烧坏过热器及损坏汽机的进汽部件,过低则不仅会影响到机组的经济性(对高压锅炉而言,汽温每降2℃锅炉效率会减少011%~012%),而且也会造成汽机末级蒸汽湿度过大而损坏叶片[1]。
故电站主汽温度必须严格控制在规定范围内。
采用常规PID串级控制策略往往难以取得好的控制品质。
有些电厂当机组负荷以不大的速率变化时,汽温超调就已经很大,故常常只能通过手动操作来控制汽温,且很多情况下会降低汽温设定值,这样就降低了机组运行的经济性,增加了运行人员的劳动强度。
浙江北仑电厂2号机组采用喷水减温来调节主汽温度,由于存在以下原因使得常规的控制效果欠佳:①汽温被控系统的惯性较大;②被控对象动态特性随负荷变化十分明显,常规控制系统不能保证整个锅炉负荷内均有效。
在低负荷时,即使喷水阀全关,主汽温仍达不到定值。
③在A、B两侧二级过热器的末端没有温度测点,只有在两侧蒸汽混合后的主蒸汽母管上有温度测点,从而造成两侧减温执行机构及导前温度偏差可能过大,两侧喷水难以协调,也可能会出现某侧过热器壁温超警戒温度限值的情况。
1 对象分析浙江北仑电厂2号机组为亚临界、一次再热、自然循环、平衡通风、单汽包、半露天煤粉炉,锅炉的最大蒸发量为2026t/h ,额定过热蒸汽压力和温度分别为1712M Pa 和537℃,采用喷水减温来调节主蒸汽温度。
图1 锅炉主汽温被控对象的系统结构整个主汽温控制系统的结构如图1所示,其汽温调节分为两级,每一级均分为A 、B 两侧,蒸汽经过A 、B 两侧二级过热器后进入联箱混合,最后通过蒸汽管道进入汽轮机高压缸。
通过A 、B 两侧一级减温水流量来调节A 、B 两侧一级过热器的出口蒸汽温度,通过A 、B 两侧二级减温水流量来调节蒸汽母管中的主蒸汽温度;对于A 、B 两侧的一级汽温来说,由于其出口均有温度测点,且温度设定值可相互单独设定,故其调节策略可设计为两套独立的控制策略;而对于二级汽温控制系统来说,其被调量只有一个,即混合母管中的主汽温度,故其控制策略只能设计为一个,即通过A 、B 两侧的二级减温水来调节主汽温度。
通过扰动试验得到主汽温惰性区传递函数为G 2(s )=θ2(s )W (s )=01495(44s +1)4 在实际运行中,不仅严格要求主汽温度在规定的范围内,而且要求两侧过热器壁温不能超限,同时尽量保证两侧喷水调节阀位置偏差不能过大。
2 控制策略211 基于增量式函数观测器IFO -K Δx 的状态反馈控制技术 状态反馈的主要思想为:当锅炉负荷发生变化时,在过热器中蒸汽流程上的各点温度总是先于主汽温的变化,如果控制系统根据这些流程上的各点温度进行调节,一旦这些温度发生变化,控制系统马上动作及时调节,就能取得好的控制效果。
但是,在高温过热器上加装温度测点是不现实的,故使用过热器的动态数学模型来估计这些温度值(即称状态变量),然后根据这些估计出来的温度值来进行调节,这就构成了状态反馈控制系统。
采用状态反馈控制技术,可以加快及提前喷水阀的动作,从而有效抑制汽温的最大动态偏差。
文献[2]明确提出增量式函数观测器的概念,理论分析表明,增量式函数观测器的稳定鲁棒性要优于鲁棒L uenberger 函数观测器。
文献[3]导出了几个重要概念,进而证明了基于哈默斯坦(Ham 2merstein )模型[7]的非线性系统,应用增量式函数观测器设计状态反馈控制系统时,其控制器和观测器可以独立设计。
文献[4]给出了被控对象为高阶惯性环节,扰动造成被控对象时间常数变化时,应用状态观测器重构状态并进行极点配置的鲁棒性的充分条件。
文献[5]进一步揭示应用高阶等容惯性环节作为锅炉过热器蒸汽温度受控对象的状态观测器这一方法内在的数学与物理基础,进而得出在设计锅炉过热器蒸汽温度受控对象的状态观测器时,不必受对象阶数的限制,通过调整观测器的参数,同样可以很好地完成重构状态并进行极点配置,起到改善受控系统动态特性的设计效果。
212 主汽温观测器及状态反馈的设计图2为汽温被控对象的增量式函数观测器的结构示意图:图2 过热器的增量式观测器及其状态反馈示意图16第2期刘 敏等:一台660MW 单元机组主蒸汽温度控制系统的设计与调试其中,导前温度的偏差等于导前温度减去导前温度的设定值;主汽温度的偏差等于主汽温度减去主汽温度的设定值,其反馈系数K 1…K 5通常设置初始参数为011、014、016、014、011,并在实际的调试过程中进行微调[6]。
213 主汽温控制策略的总体设计方案北仑电厂2号660MW 单元机组的主汽温控制系统总体设计方案如图3所示。
图3中虚线框起来的部分为控制策略组态方案中新增的部分,包括了一个切换装置和一个给运行人员提供手动干预接口的偏置发生器;而在切换器出口的虚线则为原控制方案中的接线。
图3 过热汽温控制系统总体设计方案其特点为:①构造了基于增量式函数观测器的状态反馈,将其叠加在串级PID 的输出,利用状态反馈能够根据需要进行极点配置来改善系统动态响应特性的特点,以及PID 能够消除稳态偏差的特点,使得过热汽温的喷水调节得到了很好的效果;②左右侧热偏差的消除:为了减小两侧过热器入口温度偏差,避免两侧喷水调节阀开度偏差过大,在PID 主调节器后面加入了偏置发生器,根据实际运行中两侧过热器的热负荷情况,适当加入偏置,由于两侧使用同一偏差,故当入口温度高的一侧温度设定值减的时候,另一侧温度设定值可增加相同绝对值数值,从而实现两侧导前温度的基本相同,同时调节过程中以控制过热器壁温为优先;③为了防止过热汽温控制系统投入自动时产生过大的扰动,系统应设有跟踪功能,西屋公司的O 2V ATION 系统提供了跟踪设定功能,但在本方案中设计跟踪两侧导前温度的平均值,故在主调节器后面加入了切换器,使得A 、B 两侧喷水调节器均在手动状态时,系统切换到A 、B 导前温度的平均值一侧,从而实现对两侧导前温度的平均值的跟踪;④考虑到机组低负荷运行时,主汽温达不到额定温度,因而需要建立蒸汽温度设定值与蒸汽流量之间的函数关系,然后经过蒸汽流量校正后的设定值与手动上限设定值一起组成设定值回路,向汽温调节器提供设定值。