大型循环流化床CFB机组AGC控制策略研究

2016-06-30董加福内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司内蒙古电力集团有限责任公司乌海电业局农电分局内蒙古乌海06000

山东工业技术 2016年13期

董加福，宁静（.内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司；.内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局农电分局，内蒙古乌海 06000）

董加福1，宁静2
（1.内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司；2.内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局农电分局，内蒙古乌海 016000）

摘要：本文针对现阶段使用的大型循环流化床CFB机组的AGC控制系统进行简单概述，分析在AGC控制系统中存在的主要问题，在此基础上，针对这些问题研究制定合理的优化措施，提高AGC控制系统对大型循环流化床CFB机组的控制效果，提高煤炭燃烧效率，从而提高发电机组的运行安全和经济效益，为后期更好的实现对大型循环流化床CFB机组的自动控制提供更好的理论借鉴和操作指导。

关键词：循环流化床；自动控制；优化

1　引言

自上世纪80年代开始，循环流化床CFB锅炉由于自身效率高、污染低的特点在火力发电厂就得到了广泛的使用。现阶段我国对于循环流化床CFB锅炉的研究不断深化，已投入使用的循环流化床CFB锅炉容量已经超过了300MW的等级。但是由于近年来我国在建设火电厂的时候，大部分的循环流化床CFB机组都是在工期比较紧迫的情况下投入使用的，导致在后期对发电机组进行控制的时候存在各种困难。因此在后期只能采用AGC自动发电控制，但是由于循环流化床锅炉机组系统在使用过程中滞后性比较大、输入输出比较多，导致系统的动态参数波动比较大，不利于进行控制，从而导致在利用AGC进行协调控制的时候运行状况差，不能满足实际生产需要，因此需要研究AGC控制系统存在的各种问题，研究制定更加合理的措施，对AGC系统进行优化，提高系统控制效果。

2　 AGC控制系统概述

2.1AGC概念

所谓AGC指的就是自动发电控制。用电量是由每个用电端自动生产的，为了实现供需平衡，必须由调度中心对发电机组进行控制，调整每个单元机组的发电功率。这种控制就是AGC自动发电控制。

2.2控制系统概述

电网自动发电控制是通过电厂的计算机调控系统对单元发电机组发送AGC指令，调整单元机组的负荷来实现的。单元机组在运行中将锅炉与汽轮作为一个整体进行控制，通过对对汽轮机和锅炉的协调控制，保持能量的供需平衡。控制过程中采用递阶控制结构，将自动调节、逻辑控制和系统的连锁保护进行结合，从而实现对各系统功能的综合控制，而且可以满足系统不同的运行方式和不同的工作状况。

3　AGC控制系统存在的问题

3.1控制响应滞后，调节速率低

在自动发电控制中，AGC控制是一个持续的过程，AGC指令发出后，机组的负荷需要一定的反应时间对指令做出反馈，从而导致在对机组的实际负荷进行考核，绘制调度计划曲线的时候在一开始进行响应的时候会出现许多不合格的地方。为了更好的实现控制效果，需要在反馈响应之前加偏置或者修改BTU，从而保证控制效果。不过有些时候也会出现造出反作用，当AGC并不是完全按照曲线变化的时候，人工干涉反而会加重负荷超点的情况。当机组的动态变化处于负荷增长的状态时，控制系统的负荷响应速度会明显加快，而处于负荷降低的状态时，响应速度则会降低。

3.2调节精度差

当机组的动态变化处于负荷增长的状态时，控制系统的负荷响应速度会明显加快，这就导致在负荷增加之后出现温度、压力过高的情况。尤其是在锅炉的主汽温度比较高的时候，会造成比较严重的负荷与压力调节的耦合震荡，从而导致调节控制系统失去平衡，同时会造成连续性的考核，出现大量的考核不合格点，致使控制系统的调节精度严重降低。当机组处于低负荷运转状态的时候，这种情况将更加严重。

4　AGC控制系统优化措施

4.1改进响应滞后和调节速率低的方法

4.1.1 启动煤量调整

通过分析AGC变化曲线可知，AGC在每天的初始动态响应值都是不一样的，但是基本都是在1分钟左右的时间达到5MW左右。系统设定的AGC电量的考核是针对5分钟的时间间隔内所达到的总的累积。针对这样的统计方式可以对系统调节进行优化来使5分钟内的积分量都负荷考核曲线。具体的优化设计如下：设AGC的一次加或者减负荷量为m，当m≥5MW的时候，实际发出10MW的标准的负荷指令来调整循环流化床锅炉的启动煤量；当2.5MW＜m＜5MW的时候，就按照实际的m值发出负荷指令；当m≤2.5MW的时候，不发送负荷指令。通过这样的优化，可以有效调整锅炉的启动煤量，使系统的负荷快速增加，加快调节响应。

4.1.2 采用定压-滑压联合的调节方式

传统的CFB机组都是处于滑压运行状态，锅炉的参数受机组负荷的影响而发生变化，而且变化方向是一样的，负荷需求越大参数变化也就越大。锅炉参数的变化是通过吸收和释放热量来实现的，这种改变参数的方式会降低机组调节负荷的响应速率。因此采用定压-滑压联合的调节方式，首先是稳定锅炉压力，不改变锅炉的蓄热，其次使用三阶惯性的滑压定值，同时增设变压速率回路。这样可以保证在时域上将机组负荷与气压偏差错开，避免两者的重合引发过度调节，从而保持物料平衡，保持调节速率的稳定。

4.2改进调节精度不够的方法

主要是通过优化风量控制系统来实现精度调节。首先是修正风煤比参数，当锅炉系统中的燃料量、送风量等参数出现变化的时候，锅炉的烟气也会受到影响，其温度和速度都会发生变化，对再热器产生比较大的影响，从而影响到机组的经济效益。通过调整风煤比系数，能够针对不同的负荷点给出符合需求的风量变化，避免风煤比的失调。另外调整风量回路和氧量曲线，降低CFB锅炉的热惯性，从而提高负荷调节的准确性。