华能玉环电厂4×1000MW超趣隘界燃煤发电机组协调控制系统浅析.pdf

科 学论坛 华能玉环电厂 J 4 x l 0 0 0 MW 超趣 隘界燃煤发电机组协调控制 系统浅析 张 国英 中煤第九十二工程处 摘要锅炉是设计的超超临界变压运行直流锅炉， 采用 n 型布置、 内螺纹 管垂 直上升膜 式水冷壁、循环泵启 动系统 、一次 中间再热、 关键词 变压 运行协调控制 1 ．概 述 玉 环 电厂 4 x 1 0 0 0 MW 超超 临 界燃煤 火 力发 电机 组 锅炉 是设 计的超超 临界变 压运行 直流锅炉， 采用 n 型布置、单炉膛 、低 NOX P M 主燃烧器和 MAC T 燃烧 技术 、反 向双切 园燃烧 方式， 炉膛采用 内螺纹管垂直 上升膜式 水冷 壁、循环 泵启动 系统 、一次中 间再热 、 调温方 式除煤／ 水 比外， 还采用烟气分配挡板 、 燃烧器摆动 、喷水等 方式． 锅炉采用平衡通风 、 露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结 构 ， 设计 煤种 为神 府东 胜煤 ， 校 核煤 种为 晋北 煤， 锅炉最 大连续 蒸发量 2 9 5 3 t ／ h ， 主 蒸汽额定 温度 为 6 0 5 。 C， 主汽压力 2 7 ． 5 6 MP a ， 再热蒸汽 额定温度 为 6 0 3 。 C， 再热压力 5 ． 9 4 MP a ． 汽轮机 由上海 汽轮机厂 德 国西 门子 公司提供技术支 持 设计 的一次 中间再 热、单轴 、四缸 四排汽 、 双 背 压 、 凝 汽 式 汽 轮 机 ， 额 定 参 数 2 6 ． 2 5 MP a ／ 6 0 0 。 C ／ 6 0 0 。 C ． 发 电机 由上海 发 电机 厂 德国西 门子公 司提供技 术支持 设 计， 额 定 参 数 1 0 5 6 MVA ／ 2 7 k V／ 1 0 0 0 MW， 冷 却方 式水 一 氢． 氢． DC S 采用艾默生公 司的 O VAT I ON 系 统 ，DE H 采用 西门子公司 S P P A． T 3 0 0 0系统 ． 单元 机组采用协调控制． 2 ．超超临界燃煤火力发电机组协 调控制系统 我厂机 组协调 控制系统 根据锅 炉侧控 制 对象总 的分为机 炉协调 、锅炉跟 随 、锅炉 输 入和锅炉手 动四种运行方 式， 同时锅炉有湿 态 方式 汽 水循环工况 和干态方 式 直流 工况 两 种运 行方 式， 实际细 分 为八种 运行 方式 机 炉 协调湿态 、锅炉 跟随湿 态、锅 炉输入湿态 、 锅炉手 动湿态和 机炉协 调干态 、锅炉跟 随干 态 、锅炉 输入干态 、锅 炉手动干态． 每种运行 方 式 的逻辑 判 断详 见 图 4 控 制 方式 判 断逻 辑1 ． 2 ． 1 负荷指 令处理 负荷变 化率设定 负荷速率 由运 行手动给 定或 由负荷产生 自动的负荷变化率 ． 负荷变化 率 的限制加在 目标 负荷信号上， 以消除负荷 需 求信 号的突然变化 ． 可 以用手动或 自动 的方法 设 定负荷 变化 率 ． 在 自动方 式情 况下 ， 给 出 了 由功 率需求 指令或锅 炉输入指 令所形成 的 自 动 负荷变 化率 ． 在 手动 方式 情况 下， 运 行人 员 在画面上 手动设定 负荷 变化率． 作 为速率限制 条件还要 考虑汽机应力 情况， 由汽机 应力所 引 起的负荷率 的上 限送给 负荷 目标信号． 2 ． 2机炉协调控制 回路 2 ． 2 ． 1锅炉主控 回路 在锅炉 输入方 式 B I F， 锅 炉输入 需求 指 令可 由操 作人 员通过 BI D 设 定器来 设定． 当 单炉膛 、低 N 0 X P M 主燃烧器 和 M A C T燃 烧技术 、反 向双切 园燃烧方 式， 炉膛采 用 调温方 式除煤／ 水 比外， 还采用烟气分配挡板 、燃烧器摆 动、喷水等方式． 发 生了 RB 工况时， 锅炉输入需求指令 是根据 预 先设定的 R B 目标负荷 和负荷变化率产 生 的． 在 锅炉手动方式 B H 下 ，锅 炉输入需求 指 令 在卡态运 行 时根 据给水 流量 MW 偏 置 生 成 ， 而在湿态运行时根据实 际功率 生成 ． 锅 炉采用滑压 运行方式 ，在 各种工况下 严 格 按照 负荷 压力 曲线 运行 ， 一般 情况 下不 允 许 运行人员干 预汽压设定 ． 当机 组负荷 指令 在 0 ． 3 1 0 MW 之 间 为 定 压 方 式 ， 压 力 定 值 为 8 ．4 MP a ；当机组 负荷 指令在3 1 0 ． 9 0 0 MW 之 间为滑压方式， 压力定值 为 8 ．4 ． 2 7 ．5 6 MP a之 间；当机组负荷 指令在 9 0 0 1 0 0 0 MW 之 间为 定压方式， 压力定值为 2 7 ． 5 6 MP a ． 即在 低、高 负荷 段为机 组安 全运 行考 虑， 采用 定压 方式 ； 在负荷 中间段 为机组运行 经济性考虑， 采用滑 压方式． 函数 发生器 fi x 根 据负荷需求 指令 或 锅炉输入指 令整定 出对应 的压力定值， 为防止 压力定值变 化过快， 设置速 率限制模块 和迟延 环节． 2 ． 2 ． 2汽机主控 回路 当主汽 压 力偏 差在协 调控制 运行期 间超 出了预 先确定 的范围 ／ ． 0 ． 7 MV a 时， 汽机 主控 将控制 主汽压力而不 是功率， 以稳定 锅炉输入 与汽机 输出之 间的平衡 ． 这就是汽机 调速器 的 超驰 控制． 在 锅炉输 入 B I 或锅炉 手动 B H 方 式下。 通过单 独的主汽压 P I调节 器， 控制主汽 压 以改进控制 性能． 2 ． 3协调控制方式 2 -3 ． 1机炉 协调方式 CC 这 是机 组正常运 行方式． 把机组 负荷需求 指令 就是 功率需求 送 给锅炉 和汽机， 以便使 输 入给锅炉 的能量 能与汽 机的输 出能量相 匹 配 ． 汽轮发 电机控 制将直接跟 随 MW 功率 需 求指令． 锅炉输入 控制在干态 方式时跟 随经 主 蒸汽压力偏 差修正 的 Mw 需求指令 ， 在湿 态 方式运行 时直接跟 随 Mw 需求指 令． 期望 在 这种方式下 能稳定运行， 因为汽机调速器 的阀 门能快速 响应 Mw 需求 指令， 因此也会快 速 改变锅炉 负荷 ． 这种控制方 式可 以极大 地满 足 电网的需求． 2 _ 3 l 2锅炉跟踪方式f B F 汽 机主控 在协 调控制 方式 C C 运 行期 间 切换 到手动时， 运行方式就会从 CC 方 式切 换 到 BF方式 ． 在这种运行方式下， 机组 负荷 由操 作人员手动设定， 锅炉的需求指令由逻辑 自动 生成 ． 锅炉主控在 干态方式 时控 制主蒸汽压 力 这个主 蒸汽压力信 号是用实 际的 Mw 信号 修正 的 ， 并且实 际的 Mw 信 号跟踪 Mw 需 求信号； 湿态 时 BI D 跟 随 MWD 速率 限制 ． 水 2 22 w ww ． s p y z l z z ． o o m 商 品与质 量 学术观 察 燃料 L L WF R 控 制在干 态 时为水分 离器 入 口 温度 T ws i 过 热． 2 ． 4协调控制 系统 的安全保护功能 我厂协调 控制系统设计 了 R B 和 负荷 闭 锁功能． 2 ． 4 ． 1负荷 闭锁 增减 负荷增／ 减 闭锁 功能的作用就 是维 持机组 稳定运行 ， 它是机组控 制系统保护 功能的 一部 分 ． 如果 某些 子控 制回路 如汽 机调 速器 、给 水 、燃料和 风1 的指令输 出在 协调 控制方式／ 锅 炉控制 输入方 式下超 过 了其控 制范 围的 限制 值， 那么机组就 不能稳定运 行 ，当负荷增／ 减 闭 锁 条件存 在 时， 负 荷变 化率 被强制 设 置为 零， 并且 闭锁负荷增减 ． 直到相关 的子控 制回路 回 复 到其控 制 的范 围 内， 闭锁 功 能才复 位， 此时 才允许机 组增 减负荷 ． 2 ．4 ．2RB 功 能 机 组运 行 时， 当主要 辅机 突然 发 生故 障， 造 成机 组承担 负荷 能力下降， 要 求机组 的负荷 指 令处理装 置将机 组的实 际负荷指令 迅速 降 到机 组所能承担 的水平， 这种辅机 故障 引起机 组 实际负荷指令 的快速下 降称 为快速减负荷 ， 简称 V , ．B R UN B ACK 1 ． R B 功能使机组在 主要 辅 机跳 闸， 出力达 不 到设 定负荷 要求 时， 自动 将 负荷快速 稳定地 降到机 组允许 的负荷设 定 点上， 从而使机 组在一个较低 的负荷点维 持安 全 稳定地运行 ， 避免停机或 设备 损坏事故 的发 生．RB 负荷返 回的速率 以及所应 返回到 的新 的负荷 水 平与发生故障 的辅机有关 ． 3 ．在调试中应注意的问题 1 在调试 前应严 格按照厂家 的设计 原理 仔细检查控制 系统组态 检 查功率形成 同路、 负荷变 化率 回路 、负荷 高低限 回路及 闭锁增 减逻 辑 ； K r 查主 蒸 汽压 力设 定 点变 化速 率 回 路 、负荷压力 曲线 检 查系 统工作 切换逻辑等． 并确认现组态逻辑与 设计的完全吻合． 2 在静态试验时应注意的问题 静态参数 整定， 检查各功能块的静态参数、高低报警设 置 、偏差报警 限值． 开环试 验， 检查信号流程和 方 向、调节器方 向、手 自动无扰切换、跟踪 、 动作 方 向、连 锁、越 限报警 、工作方式 之 间 的无 扰切 换． 必须 保证 上述逻 辑 的正确 无 误 3 要以全局的观点看待协调控制系统的投入． 在投入协调控制系统之前， 必须逐步投入各控 制子 回路 ， 如给水 、燃料 、水燃 比、风 、炉膛 负压、丰汽温、再热汽温等控制。 并且确保这 些回路 自 动控制系统工作稳定， 才允许逐步进 行带负荷的 D E H 特性试验、燃料量变动试 验 、系统 的整 定和投入， 最终进 行变负荷 的 协 调控制 系统试验． 万方数据