1000MW超超临界机组_mcs

1000MW超超临界机组_mcs
1000MW超超临界机组_mcs

2.模拟量控制系统(MCS) (1)

2. 1 机炉协调控制 (1)

2. 2 机组目标负荷、负荷上限和下限、目标负荷变化率的设定 (2)

2. 3 机组一次调频投入 (3)

2. 4 主汽压力设定 (3)

2. 5 主汽压力自动运行的投入 (4)

2. 6 锅炉跟踪方式下锅炉主控指令的形成 (4)

2. 7 协调控制方式下锅炉主控指令的形成 (4)

2. 8 锅炉主控 (5)

2. 9 汽机主控 (5)

2. 10 RUN BACK (6)

2. 11 煤主控 (6)

2. 12 给煤机煤量控制 (7)

2. 13 磨煤机入口一次风量控制 (8)

2. 14 磨煤机出口温度控制 (9)

2. 15 燃油压力调节阀 (9)

2. 16 锅炉给水及启动循环系统控制 (9)

2. 17 锅炉过热蒸汽一级减温控制 (11)

2. 18 锅炉过热蒸汽三级减温控制 (11)

2. 19 燃烧器喷嘴摆动控制 (12)

2. 20 锅炉再热器事故减温水(A、B侧)控制 (12)

2. 21 一次热风差压控制 (13)

2. 22 炉膛压力控制 (14)

2. 23 送风控制 (15)

2. 24 除氧器水位控制 (16)

2. 25 二次风箱挡板控制 (17)

2.模拟量控制系统(MCS)

系统说明

2. 1 机炉协调控制

本机组的机炉协调控制设计了四种运行方式,根据锅炉主控和汽机主控两个操作器的状态组合,分别形成以下四种运行方式

机炉协调方式(锅炉主控自动,汽机主控自动);

汽机跟踪方式(锅炉主控手动,汽机主控自动);

锅炉跟踪方式(锅炉主控自动,汽机主控手动);

机炉手动方式(锅炉主控手动,汽机主控手动)。

按照设计,机组正常运行时应该运行在机炉协调方式。

本机组的协调控制系统采用以锅炉跟踪为基础的协调控制方式。

汽机调门以控制负荷为主,用锅炉燃烧率控制主汽压力,当主汽压力偏差过大时,汽机侧协助锅炉调压。

在机炉协调控制方式下,机组的目标负荷可以由运行人员手动设定,也可投入AGC方式,接受中调来的负荷指令。

本设计方案对锅炉侧采用水跟煤的控制方案,即用燃料量校正主汽压力的稳态偏差,燃料量改变时,根据一个函数发生器改变给水流量设定值,以粗调水煤比,用主给水流量校正中间点温度的稳态偏差。

2. 1. 1 AGC投入允许条件

机组在机炉协调控制方式,中调负荷指令(来自AGC) 与目标负荷设定值偏差小于60MW(可调整)时允许运行人员手动投入AGC功能。

2. 1. 2 AGC强制退出条件

机组控制不在协调方式、发电机调度端AGC退出命令、中调负荷信号故障或遥控装置不正常时AGC功能强制退出。

2. 1. 3 机组负荷指令信号

中调来的机组负荷指令或运行人员手动设定的目标负荷经速率限制和机组负荷上、下限限制后作为机组的负荷指令信号。

2. 2 机组目标负荷、负荷上限和下限、目标负荷变化率的设定

2. 2. 1 机组目标负荷设定

a、在协调控制方式没有投入时,机组目标负荷设定值跟踪发电机实际

功率。

b、AGC没有投入时,中调负荷指令应该跟踪机组目标负荷。

c、机炉协调控制方式投入:

在“协调控制”画面可以看到在画面左右分别有锅炉主控和汽机主控操作器,在该画面上将汽机主控和锅炉主控操作器同时投入自动方式,即进入机炉协调控制方式。

关于汽机主控和锅炉主控操作器投入自动的联锁条件见下文。

2. 2. 2 机组负荷上限和下限值设定

机炉协调控制方式没有投入时,机组负荷上限设定值强制为发电机实际功率加20 MW(可调整),下限设定值强制为发电机实际功率减20 MW (可调整)。这样在投入协调控制方式前,运行人员不需要手动设定机组负荷上下限值。在投入协调控制方式后,运行人员可根据需要手动设定机组负荷上限和下限值。逻辑中考虑了机组负荷下限值不能高于上限值和上限值不能低于下限值的连锁。

2. 2. 3 机组目标负荷变化率的设定

运行员可以手动设定机组负荷变化率。

2. 3 机组一次调频投入

2. 3. 1 机组一次调频投入允许条件:机炉协调控制方式投入。

2. 3. 2 机组一次调频投入强制退出条件:不在机炉协调控制方式或发电机频率信号故障时,机组一次调频功能强制退出。

2. 3. 3 机组一次调频功能投入方法:

在协调控制画面上投入。

2. 4 主汽压力设定

2.4.1锅炉主控和汽机主控操作器都没有投入自动时,机组主汽压力设定

值跟踪机侧实际主汽压力。

2.4.2在锅炉跟踪方式、汽机跟踪方式和机炉协调方式时,主汽压力设定

值可以由运行人员手动设定。

2.4.3在协调控制方式或汽机跟踪方式投入时,如果选择压力自动运行方

式时,这时机组主汽压力设定值根据机组负荷对应的滑压曲线自动设定。

2.4.4主汽压力设定值的投入和设定在协调控制画面上操作。

2. 5 主汽压力自动运行的投入

2.5.1主汽压力自动运行的投入允许条件:协调投入或汽机跟踪方式投入

或,且主汽压力自动设定值和手动设定值的偏差小于0.3MPa。

2.5.2主汽压力自动运行的强制退出条件:

z不在汽机跟踪方式

z机组目标负荷小于90 MW(可调整)

2.5.3主汽压力自动运行投入方法:在协调控制画面可以进行压力自动、

压力手动的切换操作。

2. 6 锅炉跟踪方式下锅炉主控指令的形成

2.6.1在锅炉跟踪方式未投入时,锅炉跟踪方式下锅炉主控指令跟踪锅炉

主控的输出。

2.6.2根据汽机调节级压力,汽机主汽压力和主汽压力设定值三个信号组

合成的汽机能量需求信号作为锅炉主控指令(要求锅炉燃料量)的前馈。

2. 7 协调控制方式下锅炉主控指令的形成

2.7.1在协调控制方式未投入时,机炉协调方式下锅炉主指令跟踪锅炉主

控的输出。

2.7.2将机组目标负荷的比例加微分信号作为锅炉主控指令前馈(要求锅

炉燃料量)。当压力设定值改变时,通过微分环节作为锅炉主控指令前馈。

2. 8 锅炉主控

2.8.1在下列情况下锅炉主控强制手动:汽机主汽压力信号故障、协调方

式下发电机功率故障、锅炉跟踪方式下调节级压力信号故障、煤主控手动、给水泵手动、RUNBACK。这种情况下通过人为控制锅炉主控输出,改变锅炉燃料量,调整机组负荷。煤主控未在自动,锅炉主控输出强制跟踪锅炉实际燃料量。

2.8.2在锅炉主控自动投入后,锅炉主控输出由协调或锅炉跟踪方式下的

相应锅炉主控控制指令决定。

2.8.3在协调方式下,如辅机出力小于机组目标负荷的需求,则机组

RUNBACK动作,锅炉主控强制手动,锅炉主控输出跟踪RUNBACK 目标值(燃料量),RUNBACK目标值和燃料变化率由不同RUNBACK 原因决定。

2.8.4当煤主控在自动、锅炉主控手动、机组RUNBACK没有动作时,锅

炉主控输出由运行人员人为设定。

2. 9 汽机主控

2.9.1当汽机调门的控制权没有从DEH切换到DCS以前,汽机主控强制

手动,输出值跟踪DEH来的汽机负荷参考指令。当汽机主汽压力故障、协调方式下发电机功率故障时,汽机主控强制手动。

2.9.2当锅炉主控在手动方式,汽机主控在自动方式时,机组运行在汽机

跟踪方式下,汽机主控根据主汽压力设定值与主汽压力偏差,改变汽机高压调速汽门开度,维持汽机主汽压力等于设定值。

2.9.3当汽机主控和锅炉主控均在自动方式时,机组运行在协调方式下,

汽机侧以调负荷为主,当主汽压力偏差过大时,汽机侧协助锅炉调压。

为了防止机组带额定负荷时主汽压力过高引起机组过负荷,设计中考虑了汽机最大负荷限制。

为了使汽机特性和锅炉特性相匹配,在变动负荷时汽机侧考虑了一定的延时,但机组参加一次调频的负荷改变量未加延时。

用机组给定负荷信号作为汽机侧协调方式下的前馈信号。

2.9.4汽机主控自动投入方法:

在机组正常运行时,如果汽机主控没有强制手动条件,即可在协调控制画面将汽机主控投入自动。

2. 10 RUN BACK

2. 10. 1本机组的RUN BACK功能考虑了以下辅机:送风机、引风机、

一次风机、给水泵和磨煤机。

在机组协调控制方式下,如果出现上述辅机跳闸,机组负荷大于运行辅机出力的情况下,锅炉主控强制手动,输出快速下降到运行辅机所能承受的最大出力。这时机炉协调控制方式自动退出,控制系统自动转为汽机跟踪运行方式。

RUN BACK发生后锅炉主控的最终目标值和下降速率根据跳闸辅机种类的不同可以单独设定。

2. 10. 2如果机组原来在压力自动运行方式,RUN BACK发生后主汽压

力设定值将根据机组负荷曲线自动下降。

2. 10. 3如果机组原来在压力手动运行方式,RUN BACK发生后主汽压力设定值需要运行人员手动干涉。

2. 11 煤主控

2. 11. 1煤主控操作器在自动方式下根据锅炉主控输出(经函数发生器将

锅炉主控输出转换为以t/h为单位的总煤量要求信号)和总燃料量的实际值经调节器后产生投入自动的给煤机的公用煤量指令,总燃料量信号由投入运行的给煤机的煤量之和和燃油流量相加产生,根据设计煤种的低位发热量和燃油的发热量换算出油煤折算系数。设计中考虑了风煤交叉限制功能,以确保燃料量指令不大于总风量所允许的最大燃料量。

为了防止投入自动的给煤机台数太少时,投入自动的给煤机煤量波动太大,当投入自动的给煤机台数少于两台时不允许煤主控投入自动。

煤主控操作器在手动方式时,其输出作为投入自动的给煤机的公用煤量指令。

当所有给煤机都在手动控制时,煤主控输出强制手动,输出值跟踪运行给煤机平均煤量指令。

2. 11. 2下列情况下煤主控强制手动:总风量信号故障、实际燃料量信号

故障、送风机都不在自动、任一运行给煤机给煤率信号故障、给煤机全部手动。

2. 11. 3 本设计中考虑了燃煤发热量自动校正(BTU校正)功能,根据

稳定负荷下总给水流量和实际燃料量的比例将实际煤种校正到设计煤种,考虑了省煤器入口温度变化对水煤比的影响。当机组变动负荷或主汽压力偏差过大时,BTU校正停止计算;当设计煤种与实际煤种的发热量偏差很小时,BTU校正停止计算; BTU校正的PID调节器仅采用积分作用。

2. 12 给煤机煤量控制

给煤机煤量操作器在自动方式下接受煤主控操作器来的给煤机公

用煤量指令,当至少两台给煤机煤量操作器在自动且本给煤机煤量操作器在自动时,允许运行人员对本给煤机的煤量进行手动偏置。

设计中考虑了投入自动的给煤机煤量自动平衡功能。给煤机运行后最小给煤量指令为25%(可调整)。

下列情况下给煤机煤量控制强制手动:

z给煤机没有运行

z给煤率信号故障

z磨煤机热风调节门不在自动

z磨煤机冷风调节门不在自动。

当磨煤机停止运行时,给煤机煤量指令强制为零。

2. 13 磨煤机入口一次风量控制

正常运行时,用磨煤机热风调节门控制进入磨煤机的一次风量。磨一次风测量经过温度和压力修正。

给煤机实际煤量经函数发生器作为磨入口一次风量的基本设定值,热风调节门投入自动后,可以由运行人员对磨入口一次风的设定值进行手动偏置。

设计中考虑了给煤指令的改变对热风调节门的前馈。磨热风调节门投入自动是给煤机煤量投入自动的必要条件。

下列情况下磨煤机热风调节门强制手动:

z磨跳闸

z磨热一次风信号故障。

当磨煤机跳闸时自动关热风调节挡板;当磨程控进行时,接受磨程控投自动指令,自动将磨热风调节挡板投自动。

2. 14 磨煤机出口温度控制

正常运行时,用磨煤机冷风调节门控制磨煤机出口的一次风温度。冷风调节门投入自动后,可以由运行人员对磨出口一次风温度的设定值进行手动设置。

设计中考虑了冷热风门控制多变量控制系统的单向解耦。

磨冷风调节门投入自动是给煤机煤量投入自动的必要条件。

下列情况下磨煤机冷风调节门强制手动:

z磨出口风粉混和温度信号故障

z磨跳闸。

当磨程控进行时,接受磨程控投自动指令,自动将磨热风调节挡板投自动,并且将磨的出口温度设置为80℃。

2. 15 燃油压力调节阀

2.15.1 燃油压力调节阀

燃油压力调节阀根据点火油压力设定值与点火油压力的偏差控制燃油压力调节阀开度。

当MFT动作,燃油压力调节阀强制跟踪至0%;当FSSS要求置点火位动作,燃油压力调节阀开至20%(可调整);当FSSS要求置泄漏试验位动作,燃油压力调节阀开至20%(可调整)。

下列情况下燃油压力调节阀强制手动:

z燃油压力信号故障

z MFT动作

2. 16 锅炉给水及启动循环系统控制

对于直流炉来讲,为了确保水冷壁在低负荷时有效的冷却,通过水冷壁的流量不能小于某个值,即最低直流负荷。当机组启动和停炉时,

启动系统投入使用,由于启动系统要经历不同的运行状态(湿态和干态),故须采用不同的控制方式(湿态和干态)且能平稳自动地切换。

在锅炉点火以前,循环泵启动系统投运;分离器水位由控制锅炉母管给水流量来实现。此时给水旁路调节阀控制分离器水位,循环泵出口调节阀控制给水流量,并有循环泵进出口差压保护回路。

锅炉点火后,省煤器入口的给水流量保持在某个最小常数值;当燃料量逐渐增加时,随之产生的蒸汽量也增加,从分离器下降管返回的水量逐渐减小,锅炉给水流量逐渐增加,以保证省煤器入口的给水流量保持在某个最小常数值,分离器入口湿蒸汽的焓值增加。

当分离器入口蒸汽逐渐达到饱和状态,蒸汽流入分离器,此时没有水可分离,锅炉给水流量等于省煤器入口的给水流量,但仍保持在某个最小常数值。此时给水调节切换到给水流量控制。

随着燃烧率继续增加,在分离器中的蒸汽慢慢地过热。分离器出口实际温度仍低于设定值(由锅炉主控指令经函数发生器产生),温度控制还未起作用。所以此时增加的燃烧率不是用来产生新的蒸汽,而是用来提高直流锅炉运行方式所需的蒸汽蓄热。

当分离器出口的蒸汽温度达到设定值,进一步增加燃烧率,给水量也相应增加,锅炉开始由定压运行转入滑压运行。汽温信号通过选大器,温度控制系统投入运行,分离器出口的蒸汽温度由“煤水比”控制。当锅炉主蒸汽流量增加至40%BMCR,锅炉转入干态运行。

在干态自动方式时,循环泵自动停,随即暖管系统投入运行,启动系统暖管调节阀控制分离器下降管水位。

下列情况下锅炉给水主控强制手动:

z汽水分离器水位坏质量

z汽水分离器出口温度坏质量

z锅炉给水流量信号故障

z小汽机均手动

z电泵耦合器投自动

2. 17 锅炉过热蒸汽一级减温控制

本锅炉过热蒸汽温度采用三级喷水减温控制,每级喷水减温又分A、B侧。两侧控制结构基本相同,下文仅以A侧为例进行说明。

锅炉过热蒸汽一级减温控制系统采用串级调节系统,主、副调节器均采用PID调节器。采用机组给定负荷信号作为一级减温控制的前馈信号。

根据机组给定负荷自动产生二级减温器入口联箱温度设定值,如果二级减温器喷水调门开度过大或过小自动对一级减温的设定值进行修正。

下列情况下锅炉过热蒸汽一级减温水调节阀强制手动:

z机组负荷指令信号故障

z过热器一级减温器A出口蒸汽温度故障

z过热器二级减温器A入口蒸汽温度故障

z MFT动作。

当锅炉MFT动作时,锅炉主汽一级减温水调节门强制关闭至0%。

2. 18 锅炉过热蒸汽三级减温控制

锅炉过热蒸汽三级减温控制系统采用串级调节系统,主、副调节器均采用PID调节器,。主调节器和副调节器的调节参数都可根据机组负荷自动改变。采用机组给定负荷信号作为三级减温控制的前馈信号。

三级喷水减温的控制目标为锅炉出口过热蒸汽温度,当三级减温调节门投入自动时,可以由运行人员手动设定锅炉出口过热蒸汽温度的设定值。

下列情况下锅炉过热蒸汽三级减温水调节阀强制手动:

z过热器三级减温器出口A侧蒸汽温度故障

z末级过热器出口集箱蒸汽温度故障

z MFT动作。

当锅炉MFT动作时,锅炉主汽三级减温水调节门强制关闭至0%。

2. 19 燃烧器喷嘴摆动控制

本锅炉的再热蒸汽温度控制有两种手段,正常情况下采用燃烧器喷嘴摆动控制再热蒸汽温度,喷水减温作为再热蒸汽的事故减温手段。

燃烧器喷嘴摆动控制再热蒸汽温度时,采用单回路控制系统,再热蒸汽温度的设定值可以由运行人员在燃烧器喷嘴摆动操作器上手动设定。考虑了机组负荷变化时对燃烧器喷嘴摆动控制的前馈,调节器考虑了随机组负荷不同自动改变调节器参数。

下列情况下燃烧器喷嘴摆动控制强制手动:

z高温再热器出口蒸汽温度(A/B侧)故障

z MFT动作。

当锅炉MFT动作,燃烧器喷嘴摆动至50%(水平位置)。

2. 20 锅炉再热器事故减温水(A、B侧)控制

再热器喷水作为再热蒸汽温度的后备控制手段,分为A、B两侧。

再热器喷水减温控制采用串级控制系统。主、副调节器均采用PID调节器。主调节器和副调节器的调节参数都可根据机组负荷自动改变。

采用机组给定负荷信号作为再热喷水减温控制的前馈信号。

系统设计中考虑了主调节器的抗积分饱和功能。设计还考虑了防止再热喷水减温后温度进入饱和区的功能。

当燃烧器喷嘴摆动控制在自动方式时,再热喷水减温的设定值自动加上一定的偏置,以确保再热喷水阀门全关。如果再热蒸汽温度过高,燃烧器喷嘴摆动即将失去调节余量或燃烧器喷嘴摆动在手动控制时,该偏置自动切换到零。

下列情况下锅炉再热器事故减温水调节门强制手动:

z MFT动作

z再热器减温器后蒸汽温度故障

z高温再热器出口蒸汽温度故障

z低温再热器入口蒸汽压力故障。

当锅炉MFT动作,锅炉再热器事故减温水调节门强制手动并关闭至0%。

2. 21 一次热风差压控制

通过改变一次风机入口导叶的角度来控制一次热风母管压力,本系统采用单回路控制系统,根据最大给煤量自动产生炉膛一次风差压的设定值,在至少有一台一次风机投入自动的情况下,可以由运行人员对上述设定值进行手动偏置。

当两台一次风机都投入自动时,可以在B侧一次风机入口导叶操

作站上对两台一次风机导叶指令进行手动偏置,以达到两台一次风机出力平衡。

两台一次风机都可以达到自动/手动双向无扰切换,并可根据投入自动一次风机台数的不同自动改变控制系统增益。

下列情况下一次风机入口导叶控制强制手动:

z差压信号故障

z锅炉MFT动作

z相应一次风机未运行。

当只有一台一次风机运行时,未运行的一次风机入口导叶强制关闭至0%。

2. 22 炉膛压力控制

炉膛压力为单回路控制系统,在至少有一台引风机投入自动的情况下,可以由运行人员手动设定炉膛压力设定值。两台送风机动叶平均开度作为炉膛压力控制的前馈信号。

当两台引风机都投入自动时,可以在B侧引风机入口导叶操作站上对两台引风机导叶指令进行手动偏置,以达到两台引风机出力平衡。

两台引风机都可以达到自动/手动双向无扰切换,并可根据投入自动引风机台数的不同自动改变控制系统增益。

当锅炉炉膛压力过低时闭锁引风机增加,当锅炉炉膛压力过高时闭锁引风机减少。当炉膛压力低于最低允许压力时,设计了另一路信号自动减少引风机出力。

在锅炉发生MFT时,根据MFT前机组负荷的不同,自动将引风

机入口导叶关闭一定幅度,以减小锅炉MFT时炉膛压力的下降幅度。

该超驰信号维持一定时间后将自动缓慢回到零。

下列情况下引风机入口导叶控制强制手动:

z锅炉炉膛压力信号故障

z相应引风机未运行。

当只有一台引风机运行时,未运行的引风机入口导叶强制关闭至0%;当SCS来引风机入口导叶全关指令,引风机入口导叶控制强制关闭至0%。

2. 23 送风控制

送风控制系统的目标是根据锅炉输入燃料量的大小自动控制进入炉膛的总风量,并用锅炉尾部烟道的烟气含氧量作为总风量是否合适的校正指标。根据机组负荷自动产生出锅炉尾部烟道烟气含氧量的设定值,在氧量校正操作站投入自动的情况下可以由运行人员对氧量设定值进行手动偏置。

锅炉总燃料指令与总燃料量大选经函数发生器后再加上氧量校正操作器的输出信号作为总风量的设定值信号。总风量调节器的输出作为两台送风机动叶控制的公共指令。

当两台送风机都投入自动时,可以在B侧送风机动叶操作站上对两台送风机动叶指令进行手动偏置,以达到两台送风机出力平衡。

两台送风机都可以达到自动/手动双向无扰切换,并可根据投入自动送风机台数的不同自动改变控制系统增益。

当锅炉炉膛压力过低时闭锁送风机减少,当锅炉炉膛压力过高时闭锁送风机增加。

当以下任一条件满足时氧量校正操作站强制手动:

z任意氧量信号故障

z送风机动叶控制全部在手动时。

氧量校正操作站在手动状态时不影响送风机动叶操作站投入自动。

下列情况下送风机动叶控制强制手动:

z总风量信号故障

z相应送风机未运行

z没有引风机在自动状态。

当只有一台送风机运行时,未运行的送风机动叶强制关闭至0%;

当SCS来送风机动叶关闭指令,送风机动叶控制强制关闭至0%。

2. 24 除氧器水位控制

除氧器水位控制设计有单冲量和三冲量控制两种方式。按照设计,正常情况下单冲量控制范围采用副调节阀控制除氧器水位,三冲量控制范围采用主调节阀控制除氧器水位。为了避免单冲量和三冲量控制范围频繁切换,当机组给定负荷大于30%转为三冲量控制方式,当机组给定负荷小于25%转为单冲量控制方式。如果主调节阀和副调节阀同时投入自动,转入三冲量控制范围后副调节阀将自动缓慢关闭,转入单冲量控制范围后主调节阀将自动缓慢关闭。在三冲量控制范围内,如果出现锅炉给水流量信号故障、主凝结水流量信号故障,则自动转

为单冲量控制方式,这时用主调节阀的单冲量调节器控制除氧器水位。

除氧器水位的设定值在主调节阀的操作器上设定,在单冲量控制范围副调节阀投入自动或在三冲量控制范围主调节阀投入自动,除氧器水位设定值才允许运行人员手动改变;在三冲量控制方式下,除氧器水位设定值与实际水位的偏差经PID调节器输出加上锅炉给水流量的前馈信号作为主凝结水流量的设定值,此设定值与实际主凝结水流量偏差经调节器输出,控制除氧器水位主调节阀开度。

除氧器水位信号故障时除氧器水位调节阀强制手动。

2. 25 二次风箱挡板控制

炉膛风箱/差压设定值根据锅炉主控输出经函数发生器给出,炉膛风箱/差压取平均后作为实际测量值,设定值和测量值相减后再经乘法器,考虑随锅炉负荷不同变参数。PID调节器后设置一个辅助风总操作站,该操作站输出送至所有接受辅助风指令的二次风挡板。

z燃煤风挡板(包括A、B、C、D、E、F层)

-MFT:全开

-煤粉燃烧器投运:根据给煤率比例控制

-煤粉燃烧器停运:最小开度(根据锅炉主控输出经函

数发生器给出)

z燃油风挡板(包括AB、CD、EF层)

-MFT:全开

-油燃烧器投运:根据燃油母管压力比例控制

-油燃烧器停运:作为辅助风使用,控制炉膛/风箱差

压,有最小开度限制(根据锅炉主

控输出经函数发生器给出)另外,由于该工程所有燃油风门均为一对一输出,每个燃油风门都考虑点火位置输出,以利于油枪点火(点火位置暂时按10%考虑,现场可调)。

z 2. 3辅助风挡板1(包括AⅠ、BⅠ、CⅠ、DⅠ、EⅠ、FⅠ层)-MFT:全开

-如果该层煤粉燃烧器投运:根据给煤率比例控制

-如果该层煤粉燃烧器停运:作为辅助风使用,控制炉膛/风箱差

压,有最小开度限制(根据锅炉主

控输出经函数发生器给出)

z辅助风挡板2(包括BC、DE层)

-MFT:全开

-其他工况:控制炉膛/风箱差压

z辅助风挡板3(包括AA层)

-MFT:全开

-A层煤粉燃烧器投运:根据A给煤机的给煤率经函数发生

器比例控制

-A层煤粉燃烧器停运:作为辅助风使用,控制炉膛/风箱差

z燃烬风挡板(包括CCOFA-Ⅰ,CCOFAⅡ)

-任何工况:根据锅炉主控输出经函数发生器

比例控制

z附加风挡板(包括SOFA-Ⅰ,SOFA-Ⅱ,SOFA-Ⅲ,SOFA-Ⅳ,SOFA-Ⅴ)

-任何工况:根据锅炉主控输出经函数发生器

比例控制,再加上负荷变化时的微

分前馈信号

中国超超临界机组与电厂统计

中国已建、在建、拟建1000MW超超临界机组与电厂统计1.浙江华能玉环电厂 位于浙江台州玉环县的华能玉环电厂工程是国家“十五”863计划“超超临界燃煤发电技术”课题的依托工程和超超临界国产化示范项目,规划装机容量为4台1000MW超超临界燃煤机组,一期建设二台1000MW机组,投资约96亿元,机组主蒸汽压力达到兆帕,主蒸汽和再热蒸汽温度达到600度,是目前国内单机容量最大、运行参数最高的燃煤发电机组,该工程是国内机组热效率、环保综合性能最高,发电煤耗最低的燃煤发电厂。自2004年6月开工以来,按照华能集团公司总经理李小鹏提出的建设“技术水平最高,经济效益最好,单位千瓦用人最少,国内最好、国际优秀” 高效、节能、环保电厂的目标,在业主、设计、施工、调试、监理、制造各参建方的共同努力下,坚持技术创新,敢于走前人未走之路,攻克了一个又一个技术难题,创造了一个又一个国内电建史上的第一。 1#机组投产比计划工期提前6个月,2006年11月28日,华能玉环电厂1#机组顺利经过土建、安装、调试、并网试运环节,正式投入商业运行。2#机组于2006年12月投产。 二期3#、4#机组于2007年11月投产,成为我国最大的超超临界机组火力发电厂。 2.山东华电邹县发电厂 地处山东省邹城市。南面是水资源丰富的微山湖,北与兖州煤田相邻,向东4公里,有津浦铁路南北贯通。充足的煤炭,便利的交通,以及丰富的水资源,为邹县电厂的建设与发展提供了非常优越的条件。邹县发电厂一、二、三期工程,是“六五”至“九五”期间国家重点建设工程。现有1台300MW、1台330MW和2台335MW国产改造机组和2台600MW机组,装机总容量2500MW,是目前我国内地最大的火力发电厂之一。四期工程计划再安装2台1000MW等级超超临界机组,华电国际邹县发电厂国产百万千瓦超超临界燃煤凝汽式汽轮发电机组,是国家“863”计划依托项目和“十一五”重点建设工程,是引进超超临界技术建设的大容量、高参数、环保型机组的里程碑工程,也是2006年华电集团突破装机规模和经营效益的标志性项目。7号机组工程从开工到

我国超超临界发电机组容量和蒸汽参数选择探讨

我国超超临界发电机组容量和蒸汽参数选择探讨 国电热工研究院(西安 710032)李续军安敏善 [摘要]根据各国超超临界发电机组容量和蒸汽参数的演绎及发展历史的回顾,对一个超超临界发电机组的热力系统的不同蒸汽参数下的机组热效率进行了计算,并对目前超超临界机组的主要用钢进行了介绍和分析,提出了我国超超临界发电机组机组容量和蒸汽参数的选择方案。 [主题词]超超临界机组容量蒸汽参数 0.前言 从历史发展的过程来看,蒸汽动力装置的发展和进步就一直是沿着提高参数的方向前进的。提高蒸汽参数并与发展大容量机组相结合是提高常规火电厂效率及降低单位容量造价最有效的途径[11。根据我国的能源资源状况和电力技术发展的水平,发展高效、节能、环保的超超临界火力发电机组则势在必行。为此,国家有关部委已经制定了超超临界火力发电机组的研发计划和示范工程的试点。 1.国外超超临界发电机组发展历史和研发计划 1.1 世界主要发达国家超超临界机组的发展概况[11 [21 [31 前苏联限于燃料成本与奥氏体钢价格之间的关系,苏联的超临界机组蒸汽参数大多为常规超临界参数,选用24.12MPa、545/545℃。俄罗斯目前正在开发二次中间再热机组,今后计划研制功率为800~1 000MW,参数为31.5MPa、650/650℃的汽轮机,同时将研制单机功率等级为1600MW的汽轮机。 日本1989年日本投运了世界上第一台采用超超临界参数的川越电厂1号机组,该机组为中部电力公司设计制造的700MW机组,燃液化天然气,主蒸汽压力为31MPa,主蒸汽温度和再热蒸汽温度为566/566/566℃,机组热效率为41.9%。 日本在通过吸收美国技术,成功发展超临界技术的基础上,进一步自主开发超超临界机组。日本投运的超超临界机组蒸汽参数逐步由566℃/566℃提高到566/593℃、600/600℃,蒸汽压力则保持24~25MPa,容量为1000MW为多。 以三菱、东芝、日立等公司为代表的制造业,将发展超超临界汽轮机参数的计划分为三个阶段,第一阶段24.5MPa、600/600℃已完成。第二阶段计划采用31.4MPa、593/593/593℃参数。第三阶段则采用更高的34.5MPa、649/593/593℃的蒸汽参数。 美国美国是世界上发展超超临界压力火电机组最早的国家之一。 美国于1957年在俄亥俄州费洛(Philo)电厂投产了世界上第一台试验性的高参数超临界压力机组。机组容量为125MW,蒸汽参数为31MPa、蒸汽温度为621/566/566℃,二次中间再热。由B&W公司制造。 1959年,艾迪斯顿电厂又投运了一台325MW,34.4MPa((350kgf/cm2),蒸汽温度为650/566/566℃,二次中间再热机组,热耗为8630kJ/(kw·h), 该机组同时打破了当时发电机组最高出力、最高压力、最高温度和最高效率4项纪录。该机组后来将参数降为32.4MPa,610/560/560℃运行。 美国电力研究院(EPRl)从1986年起就一直致力于开发32 MPa、593/593/593℃带中间负荷的燃煤火电机组。 德国德国也是发展超超临界技术最早的国家,但其单机容量较小。1956年参数为29.3MPa、600℃(无再热)的117MW超超临界机组投运。德国近年来很重视发展超超临界机组,目前最具有代表性的超临界机组是1992年投运的斯道丁格电站5号机组,该机组容量

超超临界火电机组燃烧控制系统设计

, 毕业论文(设计)题目:超超临界火电机组燃烧控制系统设计 姓名林逸君 学号201100170220 学院控制科学与工程学院 专业测控技术与仪器 年级 2011级 指导教师刘红波 2015年 5 月 10 日

目录 摘要 (3) ABSTRACT (4) 第一章绪论 (5) 1.1课题背景及意义 (5) 1.2 超超临界火电机组控制技术应用现状 (5) 1.3 毕业设计主要内容 (5) 第二章超超临界火电机组燃烧控制系统概述 (6) 2.1 机组工艺流程简述 (6) 2.2 机组燃烧过程控制系统任务 (7) 2.3 机组燃烧过程控制系统组成与特点 (8) 第三章超超临界火电机组燃烧控制方案设计 (9) 3.1常规控制方案 (9) 3.2改进控制方案 (10) 第四章控制方案仿真验证 (10) 4.1 MATLAB简介 (11) 4.2 控制方案的Simulink仿真验证............................... 错误!未定义书签。结论. (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附录 附录1 Controller design for a 1000 MWultra super critical once-through boiler power plant 附录2 文献翻译

摘要 随着科学技术的进步,传统电厂的工作方式正在发生着革新,超超临界电厂得到了越来越广泛的应用。相比于传统电厂,超超临界电厂主要区别在于提高了锅炉内的工质,一般为水的压力,来提高电厂的发电效率。本文通过对电厂燃烧过程控制系统的改进来减少电厂控制变量之间的相互干扰,从而进一步提高电厂的发电效率。首先,根据电厂的工作原理分析出电厂各控制变量与各被控量之间的相互关系,建立电厂的简化数学模型。之后,根据各变量之间的相互作用关系采取PID增益控制、解耦等方式提出改进的控制方案。然后,根据从网上搜集到的超超临界电厂在实际工况下所采集到的数据完成数学模型的数据输入工作。最后,通过MATLAB下的Simulink工具箱对数学模型进行仿真实验,得出电厂输出量的波形图,通过对比研究改进后的控制方案的实际运行成果。 关键词:超超临界电厂, 燃烧过程控制系统, 数学模型, MATLAB, Simulink仿真

超临界大型火电机组安全控制技术

I If 编号:SM-ZD-71283 超临界大型火电机组安全 控制技术 Through the p rocess agreeme nt to achieve a uni fied action p olicy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly. 编制: 审核: 批准: 本文档下载后可任意修改

超临界大型火电机组安全控制技术 简介:该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划,达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针,明确执行目标,工作内容,执行方式,执行进度,从而使整 体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅 读内容。 目前,国内装机容量已突破 4亿千瓦,引进和建设低煤 耗、大容量的超临界大型火电机组可以提高我国发电厂的经 济性,同时也能满足节能、环保的要求,国内已投产600 MW 、 800 MW 、900 MW 级超临界燃煤机组多台,邹县电厂 2 X 1000 MW 超超临界燃煤机组立项在建。随着超临界燃煤机 组占国内装机容量的比重越来越大,其运行情况将对电网安 全产生很大影响。所以根据超临界大型火电机组的特点,实 施科学合理的安全控制监测,将对确保电力安全生产发挥积 极的作用。 1超临界机组安全生产的特点 温度》540 C),和亚临界机组相比在运行过程中存 题有所不同。其主要问题有:①过热器进出口的部分管子过 度磨损和水冷壁管、再热器管的泄漏,这些问题大多与燃料 的含灰量和烟气流速有关;②汽机高压缸第一级叶片根部腐 蚀,此种现象在机组投运 6?8年后渐渐严重,蒸汽品质是 主要的原因;③高压阀门的泄漏问题。 超临界大型火电机组的不可用率(包括强迫停炉、维修 与计划停运)的影响因素是多方面的,超临界压力锅炉的不 超临界大型火电机组蒸汽参数高(压力》 22.12 MPa 、 在的问

西门子超超临界电厂的现代汽轮机技术.pdf

October 2006 The Second Annual Conference of The Ultra-Supercritical KS12-1: 超超临界电厂的现代汽轮机技术 Dipl.-Ing. Werner Heine 西门子发电部汽轮机生产线管理部部长,德国 摘要 现代的超超临界级燃煤电厂需要高效的汽轮机,以承受高达300 bars 的蒸汽压力和高达600°C 及以上的蒸汽温度。除了经济原因,还有二氧化碳排放的环境问题,使得不仅需要在大型的1000 MW 电厂上采用最新的超超临界技术,也要在相对较小的机组,如600 MW 机组上使用该技术。除了边界条件外,电网波动的稳定能力也是一个关键要求。在这方面西门子公司非常重视,并通过使用额外的阀门,即补汽调节阀,提高进入高压汽机的最大主蒸汽质量流量。利用该技术,理论上可以将功率提高达20%。十多年来,西门子发电部已经积累了很多良好的运行经验,因此在该领域建立了完善的理论。从经济角度看,通过补汽调节阀来扩展功率的方法,比在标准运行工况下对整个汽机节流,或使用控制级要好。除概括地介绍西门子超超临界汽轮机技术外,还重点介绍了高压汽机的新特点,即所谓的内部旁路冷却。配汽方案及同其他方案,如控制级的比较。最后,介绍了一些改善600MW 机汽机热耗率研究的最终结果。 超超临界蒸汽发电厂用西门子汽轮机技术 图 1: 为超超临界开发的SST 6000的3D 视图

几十年来,西门子公司对于汽轮机的配置,一直倾向于单独的高压和中压模块与灵活的低压模块系统相结合,从而对不同的现场工况都能适应和优化。根据设备最高效率的要求,及随之而来的增高的蒸汽参数,西门子公司不断对模块进行地改良,从而确保西门子 汽轮机设备具有较高的可用率和可靠性。 图 2是超临界电厂用西门子高压汽机的典型设计的横向和纵向断面图。 外缸的蒸汽入口区域为铬含量10%的铸钢,其壁厚明显降低。而外缸的高压排汽部位为铬含量1%的铸钢。两个蒸汽入口通道都与汽机的下半部分相连。进汽室分别位于3点钟和9点钟位置。外缸没有水平中分线,汽机为圆筒形设计。 图 2: 典型的超临界电厂用西门子高压汽机断面图 针对最高蒸汽温度高达600 °C,西门子公司开发了高压汽机的内部冷却系统。如上述介绍,该技术可以提高运行的灵活性和安全性,降低材料使用,并改善汽机内部的温度分布。 高压汽机内部旁路冷却 内部冷却概念的示意图如图 3所示。该冷却方式的基本原理是用来自膨胀管路的温度相对较低的蒸汽替代热的节流蒸汽,以冷却推力平衡活塞的第二部分。 October 2006 The Second Annual Conference of The Ultra-Supercritical

大型超临界机组关键技术

大型超临界机组关键技术 一、技术概述 大型超临界火电机组已成为世界发达国家电力设备的主导产品,机组容量指600MW 及以上,超临界压力指蒸汽压力从亚临界参数过渡到超临界参数,即主蒸汽压力从17Mpa 提高到24~25Mpa;主蒸汽温度从530℃提高到540℃,由一级中间再热改进为两级中间再热,使温度再提高到566℃及以上;供电煤耗小于300克/千瓦时,机组效率比同容量亚临界机组提高2~2.4%。以60万千瓦机组为例,超临界机组比亚临界机组,每年可节省约2.5万吨标准煤。 大型超临界机组的研制需解决一批重大的关键技术,包括设计技术、生产工艺、材料技术、自动化技术、运行技术。 二、现状及国内外发展趋势 纵观国内外火电设备技术发展态势,其最主要的特点和要求是:不断提高供电效率和可靠性、降低能耗、减少环境污染;发电设备的技术结构从最初的小容量中压机机组,逐步发展到中等容量的高压机组和超高压机组,乃至近代水平的大型容量亚临界机组,及现代超临界机组和多种联合循环机组,供电效率从初期水平25%提高到现代水平40%以上。 从全世界电力工业的构成分析、火电仍是主要构成部分,只有少数国家如法国和北欧几个国家的核电、水电已成为该国电力工业的主体。近三十年来,世界发电机组的发展上已达到了很高水平,而且在制造、运行和可靠性上与亚临界火电机组相当或更佳,积累了丰富的经验。在欧洲一些国家和日本已开始研制超临界参数火电机组。 我国火电技术与当今世界火电技术的发展趋势是基本一致的。我国已引进并掌握了亚临界300MW,600MW机组技术。进口的超临界火电机组已投入运行。当前应抓紧落实超临界机组的依托工程项目,采取引进技术,技贸结合等方式,攻克超临界机组的关键技术,加

超临界火电机组

火力发电革命性变革 ——超临界(超超临界)机组运用 超临界(超超临界)是一个热力学概念。对于水和水蒸气,压力超过临界压力22.129MPa的状态,即为超临界状态。同时这一状态下对应的饱和温度为374.15℃。超临界机组即指蒸汽压力达到超临界状态的发电机组。蒸汽参数达到27MPa/580℃/600℃以上的高效超临界机组,属于超超临界机组。 超临界(超超临界)机组最大的优势是能够大幅度提高循环效率,降低发电煤耗。但相应地需要提高金属材料的档次和金属部件的焊接工艺水平。现在全世界各国都非常重视超临界(超超临界)机组技术的发展。 超超临界机组蒸汽参数愈高,热效率也随之提高。热力循环分析表明,在超超临界机组参数范围的条件下,主蒸汽压力提高1MPa,机组的热耗率就可下降0.13%~0.15%;主蒸汽温度每提高10℃,机组的热耗率就可下降0.25~0.30%;再热蒸汽温度每提高10℃,机组的热耗率就可下降0.15%~0.20%。在一定的范围内,如果采用二次再热,则其热耗率可较采用一次再热的机组下降1.4%~1.6%。 超临界(超超临界)机组的发展在20世纪60~70年代曾经历过低谷时期,主要是因为当时的试验条件所限,没有认识到超临界(超超临界)压力下工质的大比热容特性对水动力特性以及传热特性的影响,因而引发了水冷壁多次爆管等事故。经过理论和技术方面的不断发展,发现了超临界压力下的工质存在类膜态沸腾导致传热恶化问题,克服了技术发展障碍。与此同时,随着金属材料工业的发展,超临界(超超临界)机组获得了新的生命。 超临界(超超临界)机组具有如下特点: (1)热效率高、热耗低。超临界机组比亚临界机组可降低热耗约 2.5%,故可节约燃料,降低能源消耗和大气污染物的排放量。 (2)超临界压力时水和蒸汽比容相同,状态相似,单相的流动特性稳定,没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难,并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合,回路比较简单。

国外超超临界机组技术的发展状况

国外超超临界机组技术的发展状况 一、超超临界的定义 水的临界状态点:压力 22.115MPa,温度374.15℃;蒸汽参数超过临界点压力和温度称为超临界。锅炉、汽轮机系列(通常以汽轮机进口蒸汽初压力划分等级):次中压2.5 MPa,中压3.5 MPa,次高压6.5 MPa,高压9.0MPa,超高压13.5 MPa ,亚临界16.7 MPa,超临界24.1 MPa。 超超临界(Ultra Super-critical)(也有称高效超临界High Efficiency Supercritical))的定义:丹麦人认为:蒸汽压力27.5MPa是超临界与超超临界的分界线;日本人认为:压力>24.2MPa,或温度达到593℃(或超过 566℃)以上定义为超超临界;德国西门子公司的观点:从材料的等级来区分超临界和超超临界;我国电力百科全书:通常把蒸汽压力高于27MPa称为超超临界。 结论:其实没有统一的定义,本质上超临界与超超临界无区别。 二、国外超超临界技术发展趋势 (一)超超临界机组的发展历史 超超临界机组发展至今有50年的历史,最早的超超临界机组于1957年投产,建在美国俄亥俄州(Philo 电厂6#机组),容量为125MW,蒸汽进汽压力31MPa,进汽温度621 / 566 / 566 C(二次再热)。汽轮机制造商为美国GE公司,锅炉制造商为美国B&W公司。 世界上超超临界发电技术的发展过程一般划分为三个阶段: 第一阶段(上世纪50-70年代)

以美国为核心,追求高压/双再的超超临界参数。1959年Eddystone 电厂1#机组,容量为325MW,蒸汽压力为34.5MPa,蒸汽温度为 649 / 566 / 566 C(二次再热),热耗为8630kJ/kWh,汽轮机制造商美国WH 公司,锅炉制造商美国CE公司。其打破了最大出力、最高压力、最高温度和最高效率的4项记录。1968 年降参数(32.2MPa/610/560/560 C)运行直至今,但至今仍是世界上蒸汽压力和温度较高的机组。 结果,早期的超超临界机组,更注重提高初压(30MPa或以上),迫使采用二次再热。使结构与系统趋于复杂,运行控制难度更难,并忽视了当时技术水平和材料水平,使机组可用率不高。 第二阶段(上世纪80年代) 以材料技术发展为中心,超超临界机组处于调整期。锅炉和汽轮机材料性能大幅度提高,电厂水化学方面的认识更趋深入,美国对已投运的超临界机组进行大规模的优化和改造,形成了新的结构和新的设计方法,使可靠性和可用率指标达到甚至超过了相应的亚临界机组。其后,美国将超临界技术转让给日本,GE公司转让给东芝和日立公司,西屋公司转让给三菱公司。 第三阶段(上世纪90年代开始) 迎来了超超临界机组新一轮的发展阶段。主要原因是国际上环保要求日趋严格,新材料的开发成功,常规超临界技术的成熟。大规模发展超超临界机组的国家以日本、欧洲(德国、丹麦)为主要代表。日本以川越电厂31 MPa /654℃/566℃/566℃超超临界为代表,开拓了一条从引进到自主开发,有步骤有计划的发展之路,成为当今超超临界技术领先国家。其值得我们认真学习。 三、各国超超临界发电技术情况

超临界和超超临界发电机组

Latest Developments in the World ′s Wind Power Industry Luo Chengxian (Former SINOPEC Center of Information ,Beijing 100011) [Abstract]In recent years ,renewable energy source-based power generation ,particularly wind power ,has been growing rapidly.Pushed by some wind power foregoer countries ,significant progress has been made in the de -velopment of large-capacity wind turbine power generating sets with single-generator capacity having quickly broken through the key level of 1MW.10MW wind turbine power generating sets are expected to enter the market soon.The development of larger-capacity generators has enhanced the economic viability and competi -tiveness of wind power.The utilization rate of wind turbines will rise to 28%by 2015from the current about 25%and the investment cost will drop considerably.Under GWEC ′s high-growth scenario ,the investment cost will fall to 1093Euro/kW by 2030from 1350Euro/kW in 2009.Given the intermittent and stochastic nature of wind ,power storage technology is an effective approach to introducing renewable energy on a large scale.Japan and many American and European countries have invested in the research and development of power storage technology.A recent IEA research note shows that use in combination with heat and power cogenera -tion technology ,which focuses on heat supply ,can greatly expand the scale of use of renewable energy sources.Smart grids will be the fundamental approach to resolving the problems relating to the large -scale grid integration of wind power and power transmission.Smart grid technology will greatly enhance the overall utilization efficiency of the power system and can effectively reduce the fossil fuel consumption of power plants.China has made some progress in developing smart grids although there are still many problems yet to be resolved.The renewable energy -derived power purchasing policies enacted by countries around the globe have promoted the development of the global wind power industry.Germany ′s wind power purchasing policies can be used by China for reference. [Keywords]wind power generation ;larger generator ;equipment utilization rate ;investment cost ;power storage technology ;smart grid ;wind power purchasing policy ·39· 第5期罗承先.世界促进风电产业发展最新动向·能源知识· 超临界和超超临界发电机组 火电厂超临界和超超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水,水的临界压力是22.115MPa ,温度为347.15℃。在这个压力和温度时,水和蒸汽的密度是相同的,这就叫水的临界点,炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉,大于这个压力就是超临界锅炉,炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31MPa 则称为超超临界。 超临界机组具有无可比拟的经济性,单台机组发电热效率最高可达50%,每千瓦时煤耗最低仅为255g(丹麦BWE 公司),较亚临界压力机组(最低约327g 左右)煤耗低;同时采用低氧化氮技术,在燃烧过程中减少65%的氮氧化合物及其他有害物质,且脱硫率超98%,可实现节能降耗、环保的目的。超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果,超超临界机组与超临界机组相比,热效率还要高1.2%,一年就可节约6000t 优质煤。未来火电建设将主要发展高效率、高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组。我国已成功掌握先进的超超临界火力发电技术,并为百万千瓦超超临界机组产业化创造了条件。目前一批百万千瓦超超临界机组项目正在建设中。(供稿舟丹)

世界火力发电机组的发展历史及现状

世界火力发电机组的发展历史及现状, 论证采用超临界和超超临界参数将是新世纪初火力发电厂主要发展方向之一,近而说明我厂三期建成一台超临界机组符合时代发展的要求。 关键词:火力发电机组;超临界 1 前言 对我厂三期工程建设一台亚临界机组还是超监界机组的问题进行分析论证。并最终得出结论。 2 超临界化发展模式的成功实践 超临界火电机组是常规蒸汽动力火电机组的自然发展和延伸。提高蒸汽初参数一直是提高这类火电厂效率的主要措施。当蒸汽压力提到高于22.1MPa时就称为超临界机组,如果蒸汽初压力超过27MPa,则称为超超临界火电机组。目前一些发达国家中,超临界和超超临界机组巳是火电结构中的主导机组或是占据一个举足轻重的比例,也就是说火电结构巳经"超临界化"了。以超临界化为特点的对火电结构的更新换代早在20世纪的中叶就已开始。超临界化可以说是火电发展的一种模式,一条道路,是被多国实践证明的成功模式。 美国于1957年投运的第一台125MW超临界机组的参数为31MPa/621℃/566℃/560℃,1958年投运的325MW机组的参数为34.4MPa/649℃/566℃/566℃,实质上它们已是迄今最高参数的超超临界机组。到60年代中期,新增机组中有一半采用超临界参数,但到70年代订货台数急剧下降。根据EPRI的一份调查报告认为,这一下降的原因是多方面的,当时美国缺乏超临界机组调峰运行的经验,最重要的是核电站担负起了基本负荷,因而对带基荷的超临界机组的需求量出现了下降,在采用超临界参数方面出现了反复。在日本和欧洲则情况则有所不同。尽管如此,从宏观上看美国在1967年-1976年的10年期间,共安装118台超临界机组,单机最大容量为1300MW,到80年代初,超临界机组仍增至170余台,占燃煤机组的70%以上,占总装机容量的25.22%,其中单机容量介于500-800MW者占60%-70%,至1994年共安装和投运了9台1300MW的超临界机组。 日本在1967年第一台超临界的600MW机组系从美国引进,在长崎电厂投运。此后日本的超临界压力火力发电得到了迅速的发展。截止1989年3月,日本各大电力公司的48个主要火电厂的总装机容量75870 MW中,超临界压力的为49350MW,占总装机量的65%,比重很大,致使火电机组全国供电煤耗由1963年的366g/kWh 降低到1987年335g/kWh 。1989和1990年在川越电厂投运的两台700MW机组的参数是两次再过热的31MPa /566/566/ 566℃℃℃,在满负荷下的热效率达41.9%,投运以来情况很好。目前在日本,450MW以上的机组全部采用超临界参数。从1993年以后已把蒸汽温度提高到566/593℃℃和593/593℃℃,一次再过热,说明这种等级的超超临界参数已达到成熟阶段。 原苏联也是世界上拥有超临界机级最多的国家,共有224台,总容量达79300MW,凝汽式汽轮机中,超临界机组的容量占48.7%。1963年,苏联投入第一台300MW超临界机组,其热耗率比超高压的200MW机组降低了5.2%。这一成功促使苏联决定,300MW以上的机组全部采用超临界参数。300MW 机组在70年代中期的可用率已达86.4%,1984年雷夫提恩电厂的300MW机组的利用小时达7043小时。德国早在60年代开始发展超临界机组,是研究和制造超临界机组最早的国家之一,但初期容量较小。1972年投运了一台430MW的超临界机组,1979年投入了一台475MW二次再过热的机组。德国VEAG电力公司在1999和2000年于Lippendorf电厂投产的两台900MW褐煤机组,蒸汽参数为26.8MPa/ 554/ 583℃℃,净效率为42%;计划于2002年在Niederaussen 发电厂投产的985MW褐煤机组,使用的蒸汽参数为26MPa/580/600℃℃,由于采用了以超超临界参数为主的多项提高效率的措施,净效率高达45.2%,机组滑压运行,可超负荷5 %。最低负荷为50%,电厂大修期最少为4年。 丹麦是热能动力方面很先进的国家,在火电机组上也处于领先地位。在1998年在Skaebaek发电厂投产的

700℃超超临界燃煤发电机组发展情况概述

700℃超超临界燃煤发电机组发展情况概述(一) 目前,在整个电网中,燃煤火力发电占70%左右,电力工业以燃煤发电为主的格局在很长一段时期内难以改变。但是,燃煤发电在创造优质清洁电力的同时,又产生大量的排放污染。为实现2008年G8(八国首脑高峰会议)确定的2050年CO2排放降低50%的目标,提高效率和降低排放的发电技术成为欧盟、日本和美国重点关注的领域。洁净燃煤发电技有几种方法,如整体煤气化联合循环(IGCC)、增压流化床联合循环(PFBC)及超超临界技术(USC)。目前,超超临界燃煤发电技术比较容易实现大规模产业化。 超超临界燃煤发电技术经过几十年的发展,目前已经是世界上先进、成熟达到商业化规模应用的洁净煤发电技术,在不少国家推广应用并取得了显著的节能和改善环境的效果。据统计,目前全世界已投入运行的超临界及以上参数的发电机组大约有600余台,其中美国约有170台,日本和欧洲各约60台,俄罗斯及原东欧国家280余台。目前发展700℃超超临界发电技术领先的国家主要是欧盟、日本和美国等。700℃超超临界机组作为超超临界机组未来发展方向,本文对其发展情况进行概述,供参考。 一、概念 燃煤发电机组是将煤燃烧产生的热能通过发电动力装置(电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置等)转换成电能。燃煤发电机组主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、发电系统(汽轮机、汽轮发电机)和控制系统等组成。燃烧系统和汽水系统产生高温高压蒸汽,发电系统实现由热能、机械能到电能的转变,控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。 燃煤发电机组运行过程中,锅炉内工质都是水,水的临界点压力为22.12MPa,温度374.15℃;在这个压力和温度时,水和蒸汽的密度是相同的,就叫水的临界点。超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力22.12 MPa的机组,而亚临界机组是指主蒸汽压力低于这个临界压力的机组,通常出口压力在15.7~19.6 MPa。习惯上,又将超临界机组分为两个类型:一是常规超临界燃煤发电机组,其主蒸汽压力一般为24兆帕左右,主蒸汽和再热蒸汽温度为566~593℃;二是超超临界燃煤发电机组,其主蒸汽压力为25~35 MPa及以上,主蒸汽和再热蒸汽温度一般600℃以上,700℃超超临界燃煤发电机组是超超临界发电技术发展前沿。在超临界与超超临界状态,水由液态直接成为汽态,即由湿蒸汽直接成

600MW超临界机组控制技术.

超临界机组的自动发电(AGC)控制 江苏省电力试验研究院有限公司 2007 年 7 月

1. 超临界机组的特性 1.1 临界火电机组的技术特点 超临界火电机组的参数、容量及效率 超临界机组是指过热器出口主蒸汽压力超过22.129MPa。目前运行的超临界机组运行压力均为24MPa~25MPa,理论上认为,在水的状态参数达到临界点时(压力22.129MPa、温度374.℃),水的汽化会在一瞬间完成,即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的二相区存在,二者的参数不再有区别。由于在临界参数下汽水密度相等,因此在超临界压力下无法维持自然循环,即不再能采用汽包锅炉,直流锅炉成为唯一型式。 提高蒸汽参数并与发展大容量机组相结合是提高常规火电厂效率及降低单位容量造价最有效的途径。与同容量亚临界火电机组的热效率相比,采用超临界参数可在理论上提高效率2%~2.5%,采用超超临界参数可提高4%~5%。目前,世界上先进的超临界机组效率已达到47%~49%。 1.2 超临界机组的启动特点 超临界锅炉与亚临界自然循环锅炉的结构和工作原理不同,启动方法也有较大的差异,超临界锅炉与自然循环锅炉相比,有以下的启动特点: 1.2.1 设置专门的启动旁路系统 直流锅炉的启动特点是在锅炉点火前就必须不间断的向锅炉进水,建立足够的启动流量,以保证给水连续不断的强制流经受热面,使其得到冷却。 一般高参数大容量的直流锅炉都采用单元制系统,在单元制系统启动中,汽轮机要求暖机、冲转的蒸汽在相应的进汽压力下具有50℃以上的过热度,其目的是防止低温蒸汽送入汽轮机后凝结,造成汽轮机的水冲击,因此直流炉需要设置专门的启动旁路系统来排除这些不合格的工质。 1.2.2 配置汽水分离器和疏水回收系统 超临界机组运行在正常范围内,锅炉给水靠给水泵压头直接流过省煤器、水冷壁和过热器,直流运行状态的负荷从锅炉满负荷到直流最小负荷。直流最小负荷一般为25%~45%。 低于该直流最小负荷,给水流量要保持恒定。例如在20%负荷时,最小流量为30%意味着在水冷壁出口有20%的饱和蒸汽和10%的饱和水,这种汽水混合物必须在水冷

火力发电机组超临界化的发展趋势

中国?海南中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集 11 火力发电机组超临界化的发展趋势 李波 (通辽发电总厂) 摘要:从世界火力发电机组的发展历史及现状, 论证采用超临界和超超临界参数将是新世纪初火力发电厂主要发展方向之一,近而说明我厂三期建成一台超临界机组符合时代发展的要求。 关键词:火力发电机组;超临界 1 前言 对我厂三期工程建设一台亚临界机组还是超监界机组的问题进行分析论证。并最终得出结论。 2 超临界化发展模式的成功实践 超临界火电机组是常规蒸汽动力火电机组的自然发展和延伸。提高蒸汽初参数一直是提高这类火电厂效率的主要措施。当蒸汽压力提到高于22.1MPa时就称为超临界机组,如果蒸汽初压力超过27MPa,则称为超超临界火电机组。目前一些发达国家中,超临界和超超临界机组巳是火电结构中的主导机组或是占据一个举足轻重的比例,也就是说火电结构巳经"超临界化"了。以超临界化为特点的对火电结构的更新换代早在20世纪的中叶就已开始。超临界化可以说是火电发展的一种模式,一条道路,是被多国实践证明的成功模式。 美国于1957年投运的第一台125MW超临界机组的参数为31MPa/621℃/566℃/560℃,1958年投运的325MW机组的参数为34.4MPa/649℃/566℃/566℃,实质上它们已是迄今最高参数的超超临界机组。到60年代中期,新增机组中有一半采用超临界参数,但到70年代订货台数急剧下降。根据EPRI的一份调查报告认为,这一下降的原因是多方面的,当时美国缺乏超临界机组调峰运行的经验,最重要的是核电站担负起了基本负荷,因而对带基荷的超临界机组的需求量出现了下降,在采用超临界参数方面出现了反复。在日本和欧洲则情况则有所不同。尽管如此,从宏观上看美国在1967年-1976年的10年期间,共安装118台超临界机组,单机最大容量为1300MW,到80年代初,超临界机组仍增至170余台,占燃煤机组的70%以上,占总装机容量的25.22%,其中单机容量介于500-800MW者占60%-70%,至1994年共安装和投运了9台1300MW的超临界机组。 日本在1967年第一台超临界的600MW机组系从美国引进,在长崎电厂投运。此后日本的超临界压力火力发电得到了迅速的发展。截止1989年3月,日本各大电力公司的48个主要火电厂的总装机容量75870 MW中,超临界压力的为49350MW,占总装机量的65%,比重很大,致使火电机组全国供电煤耗由1963年的366g/kWh降低到1987年335g/kWh 。1989和1990年在川越电厂投运的两台700MW机组的参数是两次再过热的31MPa /566/566/ 566 ℃℃℃,在满负荷下的热效率达41.9%,投运以来情况很好。目前在日本,450MW以上的机组全部采用超临界参数。从1993年以后已把蒸汽温度提高到566/593 ℃℃和593/593 ℃℃,一次再过热,说明这种等级的超超临界参数已达到成熟阶段。 原苏联也是世界上拥有超临界机级最多的国家,共有224台,总容量达79300MW,凝汽式汽轮机中,超临界机组的容量占48.7%。1963年,苏联投入第一台300MW超临界机组,其热耗率比超高压的200MW机组降低了5.2%。这一成功促使苏联决定,300MW以上的机组全部采用超临界参数。300MW 机组在70年代中期的可用率已达86.4%,1984年雷夫提恩电厂的300MW机组的利用小时达7043小时。 德国早在60年代开始发展超临界机组,是研究和制造超临界机组最早的国家之一,但初期容量较小。 1972年投运了一台430MW的超临界机组,1979年投入了一台475MW二次再过热的机组。德国VEAG电力公司在1999和2000年于Lippendorf电厂投产的两台900MW褐煤机组,蒸汽参数为26.8MPa/ 554/ 583 ℃℃,净效率为42%;计划于2002年在Niederaussen 发电厂投产

亚临界,超临界,超超临界火电机组技术

亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别 一、定义 所谓的"临界"是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。可以查出水的临界压力为22.115MPa ,由此知,此压力对应下的状态叫临界状态; (1)水在加热过程中存在一个状态点——临界点 (2)低于临界点压力,从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过汽化过程,即经过水和水蒸汽共存的状态; (3)而如果压力在临界压力或临界压力以上时,水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。 T-S图 临界点 T 饱和水线饱和汽线 S 水的临界点 1.1 压力低于25MPa(对应的蒸汽温度低于538摄氏度)时的状态为亚临界状态;亚 临界自然循环汽包锅炉的燃烧室蒸发受热面与汽包构成循环回路。受热面上升管吸热量越大,则上升管内的含汽率增大,与下降管比重差增大,因此推动更大的循环量。其特性是带有“自补偿”性质的。而直流锅炉燃烧室内的平行上升管组吸热量越大则工质比容增大,体

积流速变大,阻力增大。对带有联箱的平行管组,吸热多的管子质量流量必然降低,其特点是“直流”性质的。 1.2 压力在25MPa 时的状态(对应的蒸汽温度高于538摄氏度)为超临界状态;超临界是物质的一种特殊状态,当环境温度、压力达到物质的临界点时,气液两相的相界面消失,成为均相体系。当温度压力进一步提高,即超过临界点时,物质就处于超临界状态,成为超临界流体。超临界水是一种重要超临界流体,在超临界状态下,水具有类似于气体的良好流动性,又具有远高于气体的密度。超临界水是一种很好的反应介质,具有独特的理化性质,例如扩散系数高、传质速率高、粘度低、混合性好、介电常数低、与有机物、气体组分完全互溶;对无机物溶解度低,利于固体分离,反应性高、分解力高;超临界水本身可参与自由基和离子反应等等。 1.3 压力在25-31MPa 之间(温度在600度以上)则称为超超临界状态。 二、 参数 水的临界状态参数为压力22.115MPa 、温度374.15℃ 2.1 亚临界火电机组蒸汽参数: P=16~19MPa ,T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540 ℃。超临界压力下朗肯循环过程的T —S 图

超临界大型火电机组安全控制技术示范文本

超临界大型火电机组安全控制技术示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

超临界大型火电机组安全控制技术示范 文本 使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 目前,国内装机容量已突破4亿千瓦,引进和建设低 煤耗、大容量的超临界大型火电机组可以提高我国发电厂 的经济性,同时也能满足节能、环保的要求,国内已投产 600 MW、800 MW、900 MW级超临界燃煤机组多台, 邹县电厂2×1000 MW超超临界燃煤机组立项在建。随着 超临界燃煤机组占国内装机容量的比重越来越大,其运行 情况将对电网安全产生很大影响。所以根据超临界大型火 电机组的特点,实施科学合理的安全控制监测,将对确保 电力安全生产发挥积极的作用。 1 超临界机组安全生产的特点 超临界大型火电机组蒸汽参数高(压力≥22.12 MPa、

温度≥540 ℃),和亚临界机组相比在运行过程中存在的问题有所不同。其主要问题有:①过热器进出口的部分管子过度磨损和水冷壁管、再热器管的泄漏,这些问题大多与燃料的含灰量和烟气流速有关;②汽机高压缸第一级叶片根部腐蚀,此种现象在机组投运6~8年后渐渐严重,蒸汽品质是主要的原因;③高压阀门的泄漏问题。 超临界大型火电机组的不可用率(包括强迫停炉、维修与计划停运)的影响因素是多方面的,超临界压力锅炉的不可用率约为汽轮机、发电机和电站辅机的3倍。水冷壁管泄漏是锅炉方面的主要问题,大部分是由于过热所致。管壁结垢和水冷壁中质量流量过低、管内紊流程度不够,使锅炉在高热负荷区发生核态沸腾所引起。造成上述问题的原因大多是锅炉水冷壁无法得到足够的冷却和缺少凝结水除盐设备或除盐设备不完善。水的品质对于超临界机组的可靠运行极为重要。

相关文档
最新文档