600MW机组协调控制系统优化
超超临界机组协调控制系统优化与AGC指标提升

摘 要 某厂 600 MW 超超临界直接空冷燃煤机组自商业运行以来,机组变负荷性能不佳、“ 两 个细则” 考核效果不理想,设计与实施了一套全新 的 智 能 型 协 调 控 制 系 统,通 过 控 制 策 略 的 调 整 和 参 数寻优,机组的运行稳定性和变负荷性能都有了较大的提升。 实际的投运效果表明,改进后的自动发 电量控制( AGC) 功能可以有效提高机组的负荷响应能力,在保证机组安全经济运行的同时,满足了 电网 AGC 运行的需求。
在变负荷过程中,当汽机调门响应负荷指令充分 利用锅炉蓄 能 时,主 汽 压 力 若 波 动 较 大 超 出 合 理 范 围,一方面通过汽 机 调 门 的 压 力 拉 回 作 用, 限 制 调 门 继续拉大压力偏差,另一方面在锅炉前馈环节上叠加 一预定的量,以加 快 锅 炉 主 控 的 调 节 作 用, 通 过 锅 炉 和汽机协同作用,使主汽压力快速回稳,并恢复被利 用了的锅炉蓄能。 3. 4 给水主控
给水控制的智能化处理体现在分离器出口温度 的智能化调节上,如加负荷时,为了提高变负荷性能, 要求给水快速增加,分离器出口温度一般会下降,此 时温度的调 节 作 用 会 降 低 负 荷, 为 了 保 证 变 负 荷 性 能,实现先变 负 荷 再 恢 复 汽 温 的 策 略, 分 离 器 出 口 温 度下降在安全范围内闭锁减少给水流量的调节作用。 在加负荷结束或温度偏差过大时,恢复分离器出口温 度的调节作用。 变负荷过程中允许分离器出口温度 在一定范围内波动,在一定程度上避免给水的温度修 正对负荷响应的反作用。 3. 5 智能超调的设计
机组负荷的变化本质上是依靠给煤量变化来实 现的,而该机组制粉系统配置 的 是 6 台 直 吹 式 磨 煤 机,对于该类制粉 系 统, 从 给 煤 机 转 速 的 变 化 改 变 给 煤量到磨煤机把煤加工成煤粉,最后通过一次风把煤 粉送到炉膛燃烧转化成热量需要 经 过 约 3 min,因 此 单纯靠 改 变 给 煤 量, 机 组 很 难 取 得 理 想 的 变 负 荷 性能。
平凉电厂2×600MW机组自动和保护系统优化

全稳 定运 行直接 关 系到 企 业的 效率和 信誉 ,电 网 已将一 次调 频调 节品质 纳入 考核 范畴 ,而一次调 频 和 A C功 C 能 的基础 是 协调 控 制 系统 ,如何 提 高协调 控制 系统 调 节品质 ,使 系统 能够在确 保机 组安全 、经 济运行 的情 况
下,迅速响应机组 网上 负荷要求是协调参数和控制策略优化的核心所在 。而优化保护 系统逻辑和设备是确保 机组安全稳定运行的基础 。华能平凉两台 6 OW 临界机组投产以来 ,由于设备安装、设计等原 因, OM 超 存在多 个安全 隐患 ,而协调 调 节品质 也 不够理 想 ,经过 以 下几个 方面 的 系统优 化 , 确保机 组 长期稳 定运行 。 ‘
1 机 组 概 况
.
形 导流 板 , 使得 风量 测 量装 置 处 的风 流成 层 流或 紊 流 ,而 不 是漩 涡 ,从 而成 功 解 决 了磨 煤机 测 量不 准
平 凉 5 6 机组 锅炉 采用 的是哈尔 滨锅 炉有 限责 、#
平 凉 电厂 2 0M X6 0W机 组 自动 和 保 护系 统优 化
投 入 自动 ,严 重影 响 了机 组协 调 投 入效 果 。针 对上
频 能否 顺 利投 入 直接 影 响企 业 的市场 竞 争 能力 。本
文 详 细 介 绍 了平 凉 电厂 6 0 W 机 组 一 次调 频 的 构 0M
成 、一 次调 频 的试 验 数 据和 一 次 调频 的 改进 情况 。
【 关键词 】 自动 保护 优化
0 前 言
随着 电 网容量 的增 加和 发 电机 组 容量 的增 大 , 电 网对 电厂 的 机 组 安 全 性 和 反应 速 度 要 求 越 来 越
任 公司制 造 的 H 一 0 2 2 . 一 M 2型 超 临界压力 、 G2 7/ 54Y I
超临界机组协调控制策略之给水控制优化

超临界机组协调控制策略之给水控制优化摘要:超临界机组蓄热能力差,是多输入的控制系统,且输入的耦合性高,运行参数的线性度差。
在实际运行中,超临界机组的协调控制策略不尽相同,部分存在需要优化的地方,本文通过优化机组给水控制逻辑,提高了煤水比在机组负荷变化过程中的稳定度,使机组在动态过程中过热度保持在合理范围内,同时主汽压力、温度、负荷等调节品质得到改善,同时对给水的优化控制基本上解决了给水超调滞后问题、幅度欠缺问题,使机组的低负荷阶段同样能满足AGC速度要求。
火电厂协调控制是自动化控制理论在火电过程控制中的最深度运用。
实现了厂内汽轮机、锅炉围绕调度下发的AGC负荷指令协调运行。
在汽包炉机组中,CCS控制策略运用已经较为成熟,对负荷的控制效果比较理想。
在超临界机组中,协调的控制策略种类繁多,实际运用中效果也表现不尽完美,需要进一步研究机组运行工艺,优化控制策略。
本文介绍了某电厂600MW超临界机组协调控制系统特点,并对机组给水自动进行优化,控制总给水流量,过程中维持锅炉燃烧过程中给水与燃料输入量之间合理关系,保证机组运行参数稳定。
超临界机组即直流炉,相对于汽包炉,直流炉没有汽包对机组运行工质进行缓冲存储,其蓄热能力较低。
直流炉中,给水及给煤发生变化时,水冷壁等受热面的热交换将发生变化,汽水分界面也随之变化,导致锅炉出口蒸汽压力、流量和温度都随之变化。
因此,直流炉的给水不能独立进行控制,要考虑着重考虑机组燃烧系统。
直流炉的多输入信号相互耦合。
表现为:给煤、给水、主气调门之间存在深度的耦合性。
如:调门的开度变化影响锅炉出口压力及蒸汽温度变化;给煤加大会使蒸汽压力、温度、流量均加大;给水加大,会在短时内加大锅炉主气流量、压力,经过延时后主气温度又开始下降,使主气压力及汽机功率有所降低。
直流炉运行参数非线性特性很强。
在机组滑参数运行时,随之机组运行负荷变化,机组的运行参数大幅变化,线性度很差。
在煤水比调节的温度对象中,在负荷于300~600MW负荷变化范围内,对象特性时间常数的变化也有近3倍,汽温响应特性惯性增加,时问常数和延迟时间增加,因此,从控制角度考虑,直流炉需要设计较汽包炉更为复杂化的控制手段,才能适应对象复杂特性的控制要求。
600MW超超临界机组热工控制系统设计与优化

中需要注意 的一些关键 点及相关措施 , 可供 国内同型机组参考 。
关键词 : 超超 临界 ; MC S ; 连锁保护 ; O M W 火 电机组工程 是华南地区首个超 超 临界燃煤机 组项 目, 其锅 炉采 用哈尔滨锅炉厂 引进三菱 公司 技术制造 的超超 临界变压直流炉 。本文从热工控制 角度 , 介 绍 其控制系统设计理念 以及调试, 生产过程 中的相关改进措施 , 以
是在 负荷指 令变化时 , 各子 系统 ( 水、 煤、 风、 摆 角、 挡板等) 按负 荷变化 速率提前 同步动 作, 尽快缩 短锅炉系 统惯性大 、 迟滞 时 间长 所 造 成 的影 响 [ 1 ] 。
的稳定性 大大提高 , 稳态 时全程可 以达到额定 温度参数 , 动态 时未再发 生汽温大幅下降的情况。 ( 3 ) R B控制系统设计。 从整体上讲, R B控制系统由触发 回路 、主汽压力 R B控制
2 MC S系统
超( 超) 临界机 组 MC S系统 的重 点和难 点在“ 协调 控制 ” 、 “ 汽温控制 ” 和“ R B控 制 ” : ( 1 ) 协调控制、 汽温控制及其相关性 。 随着 电网 A G C考核系统 的严格 执行 ,以锅 炉跟随为基础 的协调控制 系统 已成 为必然之选 。该策略由汽 机直接 响应机 组
①优 化原方案 中 自动调节 回路系统参数 , 包括 : 重新 调整 锅炉 B I D指令与水 、 煤、 风等各子系统之 间的参数 曲线 ; 重新调 整锅炉并行前馈 B I R — F F ; 增加温 降修正 回路 的强度 , 扩 大各级
过热汽温 的适应 范围; 调整过热度越 限工况下 的给水 流量 超弛 回路 的强度 ( 增加 当前负荷值 对回路强度 的变增益修 正 , 防止 给水过量) 。这些措施的实施, 有效增 强了控制 系统适应性 , 提 高 了调节精度 , 减小 了变负荷过程 中的汽温动态偏差。
对火电厂600MW超临界机组协调控制系统的分析

对火电厂600MW超临界机组协调控制系统的分析作者:曾有琪韦培元马军来源:《城市建设理论研究》2012年第30期摘要:就国内火电厂的火电机组发展现状来看,大规模、高效率的超临界机组已经形成了市场化规模,600MW超临界机组比传统的亚临界机组有着压倒性的性能优势。
超临界机组对煤耗量的大幅度降低,有效缩减了火电厂的运营投资,在减少能源消耗、缩减运营成本的同时,也减少了污染物向环境中的排放。
文章就600MW超临界机组内容进行了简单的概述,介绍了600MW超临界机组协调控制策略,阐述了600MW超临界机组协调控制系统。
关键词:600MW超临界机组;控制策略;控制对象;协调控制系统Abstract: Considering the development situation of the domestic thermal power units of thermal power plants, the large-scale, high-efficiency supercritical unit has formed the marketization scale, and600 MW supercritical units have the overwhelming performance advantages compared with conventional subcritical units. Supercritical units contribute to the huge reduction in the amount of coal consumption, effectively reducing the investment in thermal power plant operators, which also can reduce the pollution emission to environment. In this paper, the content of 600MW supercritical units is described simply, coordinated control system strategy of the 600MW supercritical units are introduced, as well as its coordinated control system.Key words: 600 MW supercritical units; control strategy; controlled object; coordinated control system中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)随着国内对火电机组内容研究的不断深入,以及火电机组相关技术、系统在近几年内的高速发展,高效率、大规模的超临界机组在火电厂中的应用越来越广泛和普及。
对我国大型火电机组协调控制系统的分析

对我国大型火电机组协调控制系统的分析摘要:目前我国火电站领域的技术具有快速的发展,单元机组的容量已从300mw发展到600mw,外高桥电厂单元机组容量已达到900mw。
dcs系统在火电站的成功应用,大大提高了电站控制领域的自动化投入水平。
本文主要对大型火电机组的两种主要炉型-汽包炉和直流炉机组的协调控制系统的设计机理进行概要性的说明。
关键词:火电站;汽包炉;汽轮机一、协调控制系统的功能和主要含义协调控制系统是我国在80年代引进的火电站控制理念,主要设计思想是将锅炉和汽机作为一个整体,完成对机组负荷、锅炉主汽压力的控制,达到锅炉风、水、煤的协调动作。
对于协调控制系统而言包含三层含义:机组与电网需求的协调、锅炉汽轮机协调以及锅炉风、水、煤子系统的协调。
锅炉汽轮机的协调被认为是机组的协调,主要是协调控制锅炉与汽轮机,提高机组对电网负荷调度的响应性和机组运行的稳定性。
从协调控制系统而言,对汽包锅炉和直流锅炉都具有相同的控制概念,但由于两种炉型在汽水循环上有很大的差别,导致控制系统具有很大的差别。
二、汽包锅炉机组的协调控制系统汽轮机、锅炉协调控制系统概念的引出,主要在于汽轮机和锅炉对于机组的负荷与压力具有完全不同的控制特性,汽轮机以控制调门开度实现对压力、负荷的调节,具有很快的调节特性,而锅炉利用燃料的燃烧产生的热量使给水流量变为蒸汽,其控制燃料的过程取决于磨煤机、给煤机、风机的运行,对压力、负荷的调节具有很慢的调节特性。
因此协调控制系统就是要以优良的控制策略实现对锅炉-汽轮机的统一控制。
以达到锅炉-汽轮机组对负荷响应的快速性和对压力控制的稳定性。
协调控制系统的设计包含了两种协调控制方式,一种是以炉跟机为基础的协调控制系统,这种协调控制方式是建立在锅炉控制压力、汽机控制功率的基础上,具有负荷响应快的优点。
另一种是以机跟炉为基础的协调控制系统,这种协调控制方式是建立在汽机控制压力、锅炉控制功率的基础上。
对于炉跟机为基础的协调控制系统有必要提到80年代中期引用的直接能量平衡控制系统,该控制系统的引用,使汽包锅炉机组的协调控制系统从探索趋于成熟,使汽轮机-锅炉协调控制系统趋于简单、响应性快、稳定性高。
600MW大惯性机组协调控制系统的优化

t e r i s t i c s o f c o a l , i t p r o p o s e d t h e u s e o f DEB +f e e d f o r wa r d c o n t r o l s c h e me f o r c o n t r o l o p t i mi z a t i o n, a n d i me l e me n t e d i n
No . 9 2 0 1 3
华 北 电 力技 术
NO RT H C HI NA E L EC T RI C P OWE R
3 7
6 0 0 MW 大 惯 性 机 组 协 调 控 制 系统 的优 化
苏 海 涛
( 大唐 国际 张 家 口发 电厂 , 河北张家 口 0 7 5 1 3 3)
( D a t a n g I n t e r n a t i o n a l Z h a n g j i a k o u P o w e r P l a n t , Z h a n g j i a k o u 0 7 5 1 3 3 , C h i n a )
托电公司600MW机组RB功能解析及改进策略

托电公司600MW机组RB功能解析及改进策略发布时间:2021-06-18T09:10:24.468Z 来源:《河南电力》2021年2期作者:高宝宏丰升彬张明军[导读] 当机组在比较高的负荷工况下运行时,若由于某种原因造成部分重要辅机跳闸,导致机组不能继续维持高负荷运行时,通过模拟控制回路和联锁保护控制回路相结合,自动计算出当前机组所能保证的安全稳定运行的最大负荷,并将此作为目标负荷,协调机组各个控制系统,来保证机组在允许的参数范围内继续运行的控制系统,称为RUNBACK,简称RB。
概况为重要辅机跳闸后快速减负荷运行。
(内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司内蒙古托克托 010206)摘要:在火力发电厂中,当机组处于高负荷运行时,重要辅机跳闸后,会触发RB功能,RB控制功能是对于机组重要辅机跳闸后的快速自适应过程,使机组负荷快速降到当前运行中的辅机能够满足的工况,因此,RB控制策略至关重要,设置不当时,会造成机组参数运行超限,甚至锅炉灭火、汽机跳闸等非停事件。
关键词:RB;协调控制;滑压1 RB概述当机组在比较高的负荷工况下运行时,若由于某种原因造成部分重要辅机跳闸,导致机组不能继续维持高负荷运行时,通过模拟控制回路和联锁保护控制回路相结合,自动计算出当前机组所能保证的安全稳定运行的最大负荷,并将此作为目标负荷,协调机组各个控制系统,来保证机组在允许的参数范围内继续运行的控制系统,称为RUNBACK,简称RB。
概况为重要辅机跳闸后快速减负荷运行。
托电公司1-8号机组为600MW机组,设置了一次风机、送风机、引风机、磨煤机、给水泵RB,托电公司给水泵配置了2台50%容量的汽动变速给水泵和一台30%容量的电动变速给水泵。
2 RB控制特性从控制过程来看,RB控制属于机组联锁保护控制范畴,是在机组的重要辅机发生故障时,为防止故障扩大而联锁相关设备动作,以保证机组安全可靠运行。
但从控制结果看,RB控制又属于机组负荷控制范畴,是在机组异常工况下的负荷控制。
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600MW机组协调控制系统优化
作者:孙涛
来源:《硅谷》2011年第18期
摘要:阐述河北国华沧东发电有限责任公司一期工程2×600MW机组采用的协调控制系统的原理,分析机组在进行升降负荷时锅炉与汽轮机之间能量平衡关系,针对机组投运初期协调控制系统在负荷升降过程中存在的主汽压力和负荷相互适应能力差的问题以及投入AGC后升降负荷速度慢的情况进行深入分析,找出问题的根本原因,通过采取有效的优化措施,并进行AGC方式下负荷升降试验,验证优化工作取得良好效果。
关键词:协调;控制;AGC;优化
中图分类号:TK39 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0920193-01
1 机组概况
河北国华沧东发电有限责任公司一期工程为两台600MW亚临界燃煤发电机组。
汽机岛由上海汽轮机厂供货,锅炉岛由上海锅炉厂供货。
2 协调控制系统控制原理
协调控制的设计方案是以锅炉跟随为基础的协调控制系统,原设计机组采用定-滑-定运行方式,从0到27%为定压方式运行,27%到77%负荷区间为滑压运行方式,77%以上为定压运行方式。
锅炉主控输出指令由以下几个部分组成:1)机组负荷指令给定值信号;2)机组负荷指令给定值的微分信号;3)机组负荷指令目标值的微分信号;4)机组滑压设定值的微分信号;5)频差信号;6)压力设定值与实际值偏差的微分信号;7)锅炉主汽压力PID调节器输出信号。
其中,机组负荷指令给定值信号为锅炉主控制器的主前馈信号,其他微分前馈用于在机组负荷升降过程中提高锅炉主控制器的响应速度,压力设定值与实际值偏差的微分信号用于在主汽压力与设定值偏差过大时快速动作锅炉主控制器帮助调节主汽压力。
在机组负荷指令变化的初期汽机侧调门是基本不变的,因为送到汽机控制器的机组负荷指令要经过一个四阶滞后,延时时间t为锅炉产生蒸汽时间的0.2倍。
经过四阶惯性环节延迟后的负荷指令还要加上压力拉回回路计算的结果,再与实际负荷值进行偏差运行,偏差值经PID 回路计算后做为汽机主控的输出送往DEH控制系统控制阀门开度。
汽机主控输出指令由以下
几个部分组成:1)机组负荷指令给定值经过四阶惯性延迟;2)锅炉主控送来的机组负荷指令给定值的一阶微分信号;3)频差信号;4)主汽压力偏差信号即压力拉回回路;5)实际负荷值。
以上信号1-4相加后同实际负荷求偏差送入汽机主控PID调节器,PID调节器的输出来控制汽轮机调速汽门的开度。
压力拉回回路就是计算设定压力与实际压力的偏差,当偏差值超过规定值后(原设计为±1.8%),就将这个偏差值经过处理放大后叠加到负荷命令回路中。
举例来说,当升负荷时,根据滑压曲线首先要增大压力设定值,如果在升负荷过程中,实际压力比设定压力低出太多,超过规定值,就会产生一个负数加到负荷命令上,从而减小负荷命令,减小调门开度,以便于增大实际压力,当实际压力与设定压力偏差小于规定值时,该值输出为0。
降负荷时也起到同样道理,因为该回路具有将压力拉回作用,因此称之为压力拉回回路。
一次调频功能就是当电网频率低于或高于某个限值时,不通过协调控制回路产生命令,直接将信号作用到汽机控制器负荷调节回路,使机组负荷迅速变化以响应电网需要。
3 存在问题
#1、#2机组协调控制系统在2007年机组投入商业运营后基本能满足现场生产的需要,但是在负荷升降和遇到机组吹灰或燃料等扰动的情况下,主汽压力、温度的摆动幅度过大,导致汽包水位剧烈波动。
同时快速负荷变化能力差,负荷命令变化后机组实际负荷响应慢,达不到调度中心对投运AGC机组的要求。
AGC投入合格标准:1)AGC机组负荷调节速率(MW/分钟)不小于机组额定出力的1.5%;2)机组投入AGC控制时,出力调整迟延时间应小于30秒(从调度中心侧命令发出至调度中心监视到命令完成的时间)。
协调投入情况:从负荷指令开始变化到机组实际负荷开始变化时间比较长,约为2-3分钟,且在负荷变化过程中主蒸汽压力与设定值偏差比较大,最大处达到0.7MPa。
这说明目前的调节系统在利用锅炉蓄热快速响应负荷和锅炉主控的调节能力上存在不足,需要对锅炉主控和汽机主控进行优化调整。
4 原因分析
1)从控制方案设计来看,没有利用锅炉的蓄热,当负荷命令变化后不是立即改变汽机调门的开度以响应负荷要求。
再就是对压力要求太高,不仅在锅炉测设计了压力拉回回路,而且在汽机控制器内部当压力偏差太大时就会切除负荷调节回路转而去调整压力;2)机组正常运行中,AGC负荷调整区间正是机组滑压运行区间,在此区间主蒸汽压力要对应负荷从11MPA 变化到16.7MPA,虽然机组滑压可以减少节流损失,对于经济运行是有利的,但对于投运AGC确是极其不利的。
因为升负荷时不仅要快速加强燃烧多发电,同时还要提高主蒸汽压力,这会更加导致锅炉燃烧跟不上汽轮机对能量的要求;同理,降负荷时不仅要快速减少燃烧,少发电,同时还要降低主蒸汽压力,这会更加导致锅炉燃烧远远超过汽轮机对能量的要求。
5 协调控制优化改造试验
5.1 提高汽机主控的快速响应能力。
从机组主控送来的汽机负荷指令要经过一个四阶延时后在同实际负荷进行偏差运算后作为汽机主控的输入,为了提高汽机主控的响应,利用锅炉的蓄热,我们缩短了四阶惯性环节的延时时间,从原来的10.5秒减少到8.3秒。
同时,对汽机功率调节器的调节参数进行优化,加强调节作用。
5.2 优化锅炉主控,提高主蒸汽压力的稳定性。
锅炉在负荷升降过程中,由于煤量匹配不合理,造成在升负荷初期压力提升过慢,滞后于压力设定值,但是到了负荷变化的后期,压力迅速提升,超过设定值,造成过调现象。
此种现象表明在变负荷全过程中,给煤量变化的不合理,在前期给煤量增加的量不够,后期给煤量又显得过多,造成整个主汽压力的调节在变负荷过程中呈现阶段性变化。
为此,我们采用MATLAB建立了锅炉主控的前馈调节模型,通过模型分析采取以下措施:1)增大机组负荷指令给定值信号的微分时间,适当减少系数;2)增大机组负荷指令目标值信号的微分作用,适当减少系数;3)适当减弱负荷变化过程中锅炉主控PID调节器的调节作用;4)修改逻辑使得机组压力设定值偏差拉大过程中和压力设定值偏差缩小过程中的积分时间分别控制。
通过以上几项方针,我们现场进行了实际的逐步调整,根据调节效果逐步修改调节参数,最终达到AGC投入合格标准。
6 结束语
通过对机组协调控制系统汽机主控、锅炉主控以及锅炉燃料风量调节系统的优化调整,提高了机组对负荷指令的响应速度,使锅炉和汽机之间的匹配关系更加合理,既充分利用了锅炉的蓄热,又保证了机组主要参数的稳定。
进而保证了AGC投入的可靠性,取得了很好的效果。
参考文献:
[1]李生泉、黄润泽、左世春、张丽,600MW机组甩负荷试验分析,热能动力工程,2003年,第04期.
[2]伍宇忠,台山电厂600 MW机组低负荷经济运行协调控制系统优化研究,广东电力,2009年,第12期.
[3]吴克锋,600MW超临在界机组模拟量控制系统工程实践与优化,华北电力大学(河北),2009.05.01.。