提高火电机组AGC投运率的方法探讨.pdf

内 蒙 古 电 力 技 术 I N N E R MO N G OL I A E L E C T RI C P O WE R 2 0 1 { } 年第 2 8卷第 5期 提 高火电机组 AG C投运率的方法探讨 Di s c u s s i o n o f Me t h o d o l o g y f o r Up g r a d i n g AGC Ope r a t i o n Ra t i o o f T he r ma l Po we r Ge n e r a t i o n Un i t s 秦成 果 ， 王彪 ， 辛晓钢 ， 张怀 文 ， 孙 建 国 。 1内蒙 古 电力 科 学研 究院 ， 内蒙 古 呼和 浩 特 f 】 1 f 2 0 ； 2 ． 和林 发 电厂 ， 内 蒙古 和林 格 尔 1 1 5 1 I 3 ． 北方 联 合 电 力达 拉 特 发 电 厂 ． 内蒙 古 达 拉 特 1 4 3 0 0 【 摘要]为 了完善 自动发电控制 A G C试验方法， 提高 A G C投运率， 对 A G c的试验方法及 内容进行 了解析 ， 明确 了A G C指令区间的含义 ， 确认 了A G C方式下锅炉最低 负荷、 最高负荷 变化率。分析 了影响 A G C投运的因素 煤质差 、 机械磨损和 电气元件老化等。提 出提高 A G C 投运 的具体措施 A G C负荷指令区间的界定、 负荷指令下限的确 定、 适应煤质差的控制策略、 优化 燃烧控 制 系统等 。 【 关键词1 A G C试 验 ； 协 调控制 ； 负荷 指令 区 间； 负荷跟 随试验 f 文献标 志码1 B f 文章编 号1 1 0 0 8 6 2 1 8 2 0 1 0 0 5 0 0 4 4 0 2 0 引言 火 电机组 自动 发 电控 制 A u t o m a t i c G e n e r a t i o n C o n t r o l ， 以 下简 称 AG C 试 验 是在 单 元 机 组 协 调 控 制系统有效投入的前提下 ， 通过 网调 A G C控制指令 实现有功功率闭环调节 。一般情况下 ，具备进行 A G C联 调 试 验 的 机组 已经 完 成 5 0 ％～ 1 0 0 ％额定 负 荷下的负荷变动试验， 并满足 A G C试验所要求的负 荷上 、 下限 ， 负荷变化率 ， 负荷响应时间等技术指标。 而 实 际上 ， A G C指 令 区 间为 机组 额 定 负荷 的 5 O ％～ 1 0 0 ％， 在这一区间需要进行启／ 停磨组操作 针对直 吹式制粉 系统锅 炉而言 ，这会影 响单 元机组对 A G C指令的响应速率 ， 无法实现 A G C的连续控制。 针对此种情况． 本文对 AG C跟随试验方法进行了分 析 ， 比较 了 D L ／ 1 ’ 6 5 7 --2 0 0 6 { 火力发 电模拟量控制 系统验收测试规程 以下简称测试规程 和 内蒙古 电 网 自动发 电控制 A G C 运行 管 理办 法 Ⅲ 以下 简 称 A G C运行管理办法 间存在的差异 ， 分析 了影响 A G C投运的主要因素 ，提出提高 A G C投运率 的主 要措 施 1 A G C试验的一般方法 根 据 A G C运行 管理 办法 ，通过 A G C试 验来 验 证单元机组在负荷上、 下限值内的负荷变化率 ， 机组 对 增／ 减负 荷 的响应 特 性 和 负荷 调 节线 性 度 的真 实 情 况 。机组 协 调 控制 系统 即 C C S系统 通 过 R T U 来 实现 A G C投／ 切试验 ，确认单元机组 C C S系统 A G C运行方式下切换信号的可靠性与稳定性 ； 在一 定 的负荷变化率下 ， 阶跃增减负荷， 验证机组在指令 变化全过程中的负荷变化情况及负荷响应时间。 2 A G C试验几个关键量的确定 2 ． 1 AG C指令 区间 对于燃煤机组 ，磨煤机出力决定着机组带负荷 的能力 3 0 0 MW 机组配备 4台磨 ，正常运行 3台， 备用 1台； 若配备 5台磨 ， 正常运行 4台， 备用 1台。 如果 机组维 持 5 0 ％的额 定 负荷 ， 需要 投运 2台 或 3 台 磨 ， 以保证负荷上升时磨 出力有一定裕量 ； 如果 机组维持 1 0 0 ％的额定负荷 ， 一般需要备用 1台磨 ， l 收稿 日期】2 0 1 0 0 6 1 3 【 作者简介J秦成果 1 9 6 7 一 ， 男， 内蒙 占人， 学士 ， 高级T稃师 ， 从事热控 自动化技术臆 H { 研究J 作 2 0 1 0 年第2 8 卷第5 期 内 蒙 古 电 力 技 术 4 5 其他 磨 以不 低 于 8 0 ％的 出力 运行 已考 虑 到 煤 质变 差 和投油 助燃 的情 况 。A G C指 令 区间 的确定 ， 意 味 着磨组投运数量及其出力范 围区间的确定 。由于是 在 A G C指令 区间 ，因此必须确定启停磨组的负荷 点 。 对 比测试 规程 和 A G C运行 管理 办 法可 以发现 ， 测试 规程 中 A ． 5 ． 3 ． 1 负 荷变 动试 验和 A ． 5 - 3 ． 2 A G C 负荷跟随试验 所要求的负荷调整区间为额定负荷 的 7 0 ％～ 1 0 0 ％， 而 A G C运行管理办法 第二章第八 条 规定 负荷调 整范 围为 机组额定 功率 的 5 0 ％～ 1 0 0 ％，A G C负荷跟随试验也按此要求进行 。通常， 机组 协调 控制 系统 各 子系 统 在机 组 额定 功 率为 7 0 ％以上 时投 入 ，此 时各 辅 助 系统 运行 参数 接 近或 达到额 定 指标 ． 各 调 节 系统 的特性 在最 佳线 性 区间 ， 机组 负荷适 应性 也最 好 。 2 ． 2 A G C方 式下 锅炉 最低 负荷 的确 定 在协调控制系统负荷变动试验期间，需要对在 协调控制方式下的负荷调节范围予 以确认。在合理 配风情况下 ， 磨组运行 台数采用机组 5 0 ％额定负荷 的投运 数量 ， 如 3 0 0 MW 机 组 运行 3台磨 ， 逐 渐 减少 机组 负荷 ， 通过 锅炉 控制 器减 少给煤 量 ， 直 到负 荷达 到 5 0 ％额定负荷值为止。 2 - 3最 大负 荷变化 率 的确 定 在 协调 控制 方式 下 ， 以不 低 于 A GC运行 管 理办 法所规 定 的值为 起始 值 ， 进 行 负荷 的增 减试 验 。 在此 期间 ，如果 机组 负荷 及机 前压 力波 动小 ，按 1 MW／ mi n增速 逐 步增 加负 荷进 行 负荷 增 减试 验 ．负荷 变 化量为额定负荷的 5 ％～ 1 0 ％ 参见测试规程 [ 2 1 ； 在线 修改各调节系统参数 ， 以机组压力 、 负荷 、 温度 的波 动在许可范 围为准 ，一般压力偏差最大不超过 0 ． 6 MP a ，由于机 组 一般 在 以锅 炉跟 随 为基 础 的 协调 控 制方式 下运 行 锅 炉 主控控 制 机前压 力 ， 汽机 主控 控 制机组 负荷 ， 负荷 偏差 不超 过 4 MW 。 根据这 些指 标 来确定机组可以运行的最大负荷变化率 。 3 影响 A G C投运率的因素 除 受试验 方 法制 约外 ， 机组 投运 AG C的效果 还 受多种因素影 响， 在某 些恶劣工况下 ， 将导致 A G C 功能被 切除【 3 I 。影 响 A C C投 运 的主要 因素 如下 1 煤质差。由于煤质差 ， 机组辅机出力 特别 是制粉系统 减小 ， 燃烧系统效率降低 ， 机组负荷适 应性变差 ， 导致辅机 自动调节系统调节品质降低 ， 随 之 协调 控制 系 统对 压 力 和 负荷 的控 制效 果 变 差 ， 直 至协 调控 制 、 A G C功能 的切 除 。 2 辅机系统故障。由于机械磨损和电气元件 老化等因素造成辅机系统故障 ，机组 出力受限或被 迫减小 如 RB工况 ， 机组 A G C功能也会被切除。 3 系统 调节 特性 变差 。 自动调 节设 备 的改 造 如 电动 给水 泵 改 汽动 给 水 泵 、风 机 改 为 变频 控 制 等 ， 随之 可 能带 来 系 统 调节 特 性 的 变化 ， 无 法 满 足 A G C方 式 下 机 组 负荷 调 整 的要 求 ，也 会 造成 A G C 功 能被切 除 。 4 改进试验方法， 提高 A G C投运率的措施 通 过 改进试 验 方法 ， 并 对燃烧 系 统进行 优 化 ， 可 提高 A G C投 运率 ， 主 要措 施如 下 1 A G C负荷 指令 区间 的界定应 以机组在设 计煤种条件下进行 A G C跟随试验所获得的经验值 ， 即为机组参与 A G C调整范 围的最大及最小值 ， 以通 常燃烧 煤 种条 件下 进行 A G C跟随试 验 或 检查 性试 验 值为正常调整工作区问 ， 这样 ， 既兼顾 了机组的 安全性 ， 又可保 证 电 网负荷 的稳定 性 。 2 AG C负荷指令下限应以从机组带 1 0 0 ％额 定负荷所投运的磨组为前提 ， 逐渐减小负荷 ， 直至达 到这些磨组 出力 的最小值 ， 以此作为 A G C负荷指令 低 限值 一 般 为高 于 5 0 ％、 低 于 7 0 ％额定 负 荷 。例 如 3 0 0 MW 机组 4台磨 运 行 ， 可 以带 满 负荷 ， 此 时 ， 在 4台磨 均投运 的情 况 下 ，按照 给定 的负 荷变 化率 来 减少 机 组 负荷 至 4台磨 出 力 低 限 不 低 于机 组 5 0 ％额定负荷所需燃煤量 ， 此时机组负荷作为 A G C 负荷指令低限值 。 该方式不利于降低厂用电率 ， 但可 以减少操作量 ， 减少负荷过渡时间 ； 同时 ， 由于不存 在 启／ 停 磨负 荷点 ， A G C指 令无 执行 断点 ，保 证 了机 组 的稳 定性 。 3 协 调控 制 方 式 下 ， 通 过 三 角波 形 式 负荷 指 令变化扰 动试验H 1 ， 提高机组对 AG C负荷指令变化 的适应能力 A G C负荷指令具有频繁升降特点 。符 合变化的幅值和负荷变化率要不低于测试规程的要 求 。 4 燃煤机组煤质差 ， 在负荷变化率较低时投 运 A G C可 以提高整个 电网 AG C机组投运率 ，一般 可在规定 的负荷变化率基础上再 降低 0 ． 5 ％P e ／ mi n 为额 定 电 负荷 ，如 3 0 0 MW 机组 在规 定 的 1 ． 5 ％P e ／ mi n 4 ． 5 MW／ mi n 基础 上降至 1 ％P e ／ ra i n 3 MW／ m i n 。 [5 1 这样 对 于燃烧 低发 热量 煤种 投入 协调控 制系 统 和 A G C控 制 的机组 ， 负 荷 、 压 一 F 转 第 5 l页 2 0 1 0 年第2 8 卷第 5 期 内 蒙 古 电 力 技 术 5 1 表 2拆 除 GGH 后 的 污染 物浓 度与 国家 二 级 标 准 的 对 比 S O 地面最大有 G G H 落地浓度 ” 无 G G H N 地面最大 有 G GH 落地浓度 ”无 G G H 粉尘地面最 大 有 G G H 落地浓度 ” 无 G G H O ． 5 O． 1 5 0- 3 7．5 8 8 ．6 6 51 ． 5 3 58 ． 8 7 6．4 4 7 36 注 1 指 不 l 司抬 升 商 度 F最 大 一 次 ，Fl百 J ；2 指 1 h的半 均 值 。 大落地浓度 占国家二级标准浓度限值的比例大于有 G G H时， 但仍在标准合格范围之内。虽然拆除 G G H 后排烟温度降低 ，但 国家有关烟气排放标准并未明 确规定烟气的排放温度 ， 所 以单从环保角度讲 ， 拆除 G G H是 可行 的 。 3 结论及建议 1 对 现有 脱硫 系统直 接 拆 除 G G H， 会 加剧 净 烟气 对 烟 囱内部结 构 的腐蚀 ，严 重影 响 烟 囱的安 全 运行 。 所 以 ， 如果拆 除 G G H， 必须 对 烟 囱 内壁 采取 更 严密的防腐措施， 才能保证烟囱的安全运行， 延长烟 囱的使用寿命 。 2 由于 排放 烟气 中含 水量 增 大 ． 且 处 于 饱 和 状态 ，所 以烟 囱内酸水 凝结 量 较大 ，烟 囱底部 易 积 水 ，同时烟 囱排放 口有 时也 会有 冷凝 酸 液沿 着烟 囱 外壁流下来 ， 对水泥构件造成腐蚀 ， 尤其在冬季 ， 还 存在结冰问题 。 这样就对排水系统提 出更高要求 不 但要 考虑 排放 管道 容量 ，而 且还 需要 将 积水 引至 脱 硫 系统 的排水 坑 。 3 拆 除 G G H 后 ， 脱 硫净 烟气 对环 境 的影 响要 大 于有 G G H 时 的情 况 ，虽 然并 没 有 带 来新 的污 染 源， 各项污染物影响浓度也在国家标准要求范围内， 但是排放 的湿烟气还是会带来 一 些不利的影 响 如 脱 硫 系统 运行 不稳 定 ， 除雾 器除雾 效 果变差 、 吸 收塔 内流 场工 况恶 化等 ；净 烟气 中携 带浆 液液 滴量 大 幅 增多 ， 容易导致 电厂周围出现小范围“ 下酸雨 ” 和落 石 膏 颗粒 的情 况 ， 同 时还 会 加 重 排 炯 的“ 白羽 ” 现象 尤其是 冬 季 ， 造成 视觉 污染 ， 对 附近 居 民的生 活环 境产生不利影响。所 以如果拆除 G C H， 最好还是请 环评单位预先进行评估。 [ 参考文献1 [ 1 】唐志永． 湿法脱硫后燃煤电站尾部装 置惰蚀研究【 1 1 _ 南京 东南大学 ． 2 0 0 6 ． 6 ． [ 2 ]国家环境保 护局 ．G B 3 0 9 5 1 9 9 6环境空 气质量标 准[ S l 北京 中国标准出版社 ． 1 9 9 6 ． 编辑 张俊 英 ◇ 一 ⋯一 一 一 ⋯ 一-一 一一 一 一一 一一 ．． ．- 一 ～～ 上接 第 4 5页 力 波动 不 大 ， 有 利 于 机组 稳 定 运行 ． 也 利于 提高 网频 质量 和 网问联 络线 控制 水平 。 5 优 化 燃 烧 控 制 系统 ， 可 以很 好 地 解决 因煤 质改变带来 的设备运行故障 如 由堵煤 引发的跳 磨 、 燃烧稳定性差等问题 ， 有效提高机组对 A G C负 荷指 令 改变 的适 应能力 。 5 结论 在充分考虑单元机组负荷调节特性基础上 ， 合 理的确定锅炉最低负荷和最大变化率 ， 改进 A G C试 验方法，并对燃烧控制系统进行优化 ，可有效提高 A G C的投用率 ， 在兼顾电厂安全性和经济性的前提 下 ， 提 高 电网负荷 稳定 性 。对 A G C试 验方 法 及考 核 办法 的完 善也 具有 一定 的指 导意 义 。 l 参考文献1 f 1 】内蒙 古 电力凋通 中心． 内蒙 古电 网 自动 发电控 制 A G C 运 行 管 理 办法 【 M] ．呼 和浩 特 内蒙 古 电 力 渊通 L l _l 心 ， 2 00 8． 【 2 ]中华人民共和国国家发展和改革委 员会． D I d F 6 5 7 --2 0 0 6 火力发 电厂模 拟量控制系统验 收测试规程f S } 一 E 京 q 国 电 力 出版 社 ． 2 0 0 7 ． 【 3 】段南， 李 国胜 ． 影响火 电机组 A G C投运指 标的符干问题及 对策l J 1． 华北电力技 术 ， 2 0 0 2 ， 5 9 - 1 2 ． [ 4 】张秋生． 提高 机炉协调控制 系统 A G C响应速率 的方法⋯． 电网技术 ， 2 0 0 5 ， 2 9 1 8 4 9 5 2 ． 5 1秦成果， 陈世 慧， 刘海涛． 内蒙 占西部 电网 A G C运行机组状 况分析与对策l J 1 ． 内蒙 占电力技术 ， 2 0 0 8 ， 4 3 3 3 5 ． 编 辑 王金 丽 鼯 ， ， 啷