火电厂过热减温水自动控制调节品质对发电煤耗的研究

2014-03-14吴显亭

黑龙江科学 2014年4期

吴显亭

（中国华电哈尔滨热电有限责任公司热工分场，哈尔滨 150046）

1 影响火电厂发电煤耗的多种因素

以下是300MW机组主要参数波动对热耗变化和发电煤耗率变化的影响。（黑龙江省电科院自动化研究所提供）如下表所示：

从上表可以看出，自动控制系统直接控制的参数有主蒸汽压力，主蒸汽温度，过热器喷水增加量，再热器温度、给水温度等，控制这些主要参数都是通过自动控制系统来完成。如何测算其在节能降耗中的具体作用，以过热器出口温度为例，介绍了300MW机组主蒸汽温度自动控制系统在节能降耗中的作用。

目前火电厂过热器减温水控制主要采用二级减温控制，控制系统的逻辑图如图1所示：

图1

如图所示：其中一级减温、左右二级减温主要通过减温控制器控制减温调节门对过热器喷水，实现对过热器出口温度的控制。最终左右侧二级减温器出口温度在锅炉主蒸汽母管上汇合送至汽轮机主蒸汽母管，将主蒸汽母管温度控制在汽轮机的额定温度范围内。

要想量化测算自动控制系统在机组节能中的贡献，就必须让系统中各个相关参数直接、可见、可调。以300MW亚临界机组为例，机组额定压力为16.7Mpa，额定主汽温度为537℃，当燃煤进入炉膛后进行化学反应进行燃烧加热蒸汽，目的是将主蒸汽温度和压力达到额定，当额定温度超过537℃时，此时要对主蒸汽管道进行喷水减温，一般喷入的减温水温度为250℃左右。

可以根据一级、左右二级减温水流量的统计及其机组负荷的统计，科学分析出减温水用量和机组负荷及其煤量的关系。经过统计，调试前每天300MW机组二级减温水用量大约300t左右，经过统计后进行PID参数调整之后可以通过调整后的曲线对问题进行说明。如图2所示：

图2

2 自动控制系统方案设计及工程实施

2.1 方案设计

根据实际对象特性研究，以在计算机上仿真研究确定的控制方案为基础，设计了减温水过热汽温监督式自适应控制系统。系统主要包括以下创新性内容：

2.1.1 自动计算一级减温器出口汽温设定值

这是系统的主要新颖之处之一。一级减温水控制系统纳入了8个参数：一级减温器出口蒸汽温度及其变化率、分割屏出口蒸汽温度及其变化率、末级过热器出口蒸汽温度及其变化率、锅炉热负荷以及锅炉主控指令的变化率。另外，考虑蒸汽的过热度和饱和度。DCS控制系统根据上述诸项自动计算一级减温器出口汽温的设定值，同时运行人员也可以在操作器上对一级减温器出口汽温进行设定。

2.1.2 PID参数自动调整

系统中所有PID参数均根据机组负荷、磨煤机的启/停状态进行自动调整。

2.1.3 二级减温水控制优化

二级减温水控制在原来的基础上，增加了末级过热器出口汽温的变化率调节和锅炉主控指令的变化率调节，当变化率较大时，二级减温水会快速变化，且变化率越大，二级减温水变化越快。上述两个变化率的作用根据负荷自动调整。

2.1.4 两级减温水联动优化控制

研究两级减温水对汽温的影响及相互间的影响，通过协调两级减温水喷水量，使用两级减温水联动的方法，优化两级减温水控制。

2.2 工程组态实现

由于DCS控制系统组态算法库中的模块种类有限，模块算法简单，而设计出的控制系统是很复杂的控制规律。因此，需要将新算法简化，以能够用简单的模块来实现目的，同时又要满足：尽量使这种简化对系统性能的影响降到最小，组态算法适于现场参数调试，这也是项目的关键点之一。根据算法和DCS控制系统实际功能，最终设计出系统SAMA图，并完成组态。