凝结水节流控制技术研究与应用

王琳+华晓虎

摘 要：该文通过对凝结水节流的动态特性分析，提出将凝结水节流控制与机组传统协调控制系统两者相结合的控制策略，并在北方联合电力包头第一热电厂2号机组上进行工程应用。对工程实施效果分析可以得出，凝结水节流参与机组负荷调节是切实可行且有效的机组优化控制技术，该控制技术具有一定的推广价值。

关键词：凝结水节流 协调控制系统 控制优化

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（a）-0051-02

1 技术原理及试验

1.1 凝结水节流原理

凝结水节流技术，是指在机组负荷需求变化时，以机组各安全指标为前提，通过改变凝泵变频指令或除氧器上水调门，主动改变凝结水流量，并根据低加的自平衡特性，间接改变低加的抽汽量，从而暂时快速获得或释放一部分机组的负荷。机组加负荷时，减小凝结水流量，从而减小低加的抽汽量，使原本的低加抽汽进入汽轮机末级透平做功，增加蒸汽做功的量，使机组负荷增加；减负荷时原理类似，当抽汽量增加时，低压缸内可做功的蒸汽量减少，便可实现机组负荷的快速下降。

1.2 凝结水节流对负荷的影响

为了深入了解凝结水节流对机组负荷的具体动态特性，对电厂#2机组进行了凝结水节流试验。对其凝结水调负荷的能力和负荷响应的快速性进行了测试，进行了凝结水调负荷的对象特性试验，得到了类似的特性试验曲线。图1是#2机组负荷200 MW时，快速变化凝泵出口上水调门时的试验曲线。

试验时锅炉主控退出自动，保持煤量不变；汽机主控退出自动，保持调门不变；除氧器和凝汽器水位都退出自动，凝汽器补水门始终全关（保证系统中凝结水量不变）。系统参数平稳后，快速变化凝泵出口上水调门，开度从70%阶跃变化减小至50%，待机组相关参数相对平稳约4 min后，恢复调门开度从50%阶跃增加至70%。凝结水流量从680 t/h降低至490 t/h，随着系统恢复，凝结水流量恢复至680 t/h左右，系统趋于平稳。

负荷快速上升，从200 MW最终升到211 MW，在最初的30 s内快速上升近5 MW；除氧器水位最初变化很小，约2 min后，除氧器水位从2 813 mm降低至2 590 mm；凝汽器水位从776 mm上升至848 mm。

凝结水调负荷的特性试验证明了凝结水流量变化对负荷响应的有效性，这也是与理论分析与计算相符的。从凝结水节流试验可以得到基本的结论。

（1）作为#2机组变负荷的辅助调节手段，凝结水调负荷对快速的负荷需求是可行的。

（2）当凝结水流量变化约20%时，负荷变化量是当前负荷2.5%～5%左右。要获得负荷的快速变化，凝结水流量需要快速变化，凝结水节流试验曲线见图1。

2 控制策略设计

#2机组凝结水节流优化控制系统是在原有协调控制系统的基础上增加一个凝结水节流补偿模块，通过监测#2机组的负荷指令与实际负荷之间的偏差，采用一定的调节策略，主动配合协调控制系统的负荷调节，加快系统负荷响应速率。

3 工程实施及其效果

通过凝结水节流试验及对其进行动态特性分析，设计工程可实现的凝结水节流控制策略，并与原协调控制系统相结合，使整个机组负荷控制系统得以高效、节能、安全运行。

图2、图3是凝结水节流控制功能投运前/后的效果对比，可以看到投运凝结水节流控制功能后有了很好的负荷跟随性能。

4 技术创新点

（1）基于凝结水节流调负荷的高效节能控制技术，与原协调控制系统相结合，是对#2机组负荷调节的有效补偿手段，合理利用了#2机组凝结水/回热系统中的蓄能，使得#2机组整体蓄能充分利用；突破了传统机组控制策略的框架，是对#2机组负荷控制方式的全新尝试。

（2）采用凝结水节流控制技术后，#2机组产生一定节能效果。#2机组滑压曲线适当降低后，调门开度增大，阀门节流损失降低，高压缸效率上升，使得汽轮机热耗率下降；主蒸汽压力下降，使得循环热效率下降，两者相抵，#2机组的经济性仍会有提高。

5 结语

通过将凝结水节流控制策略与#2机组原协调控制系统相结合，并设计工程易于实施的控制组态。从实施效果来看，凝结水节流参与#2机组负荷调节技术是一种切实可行、高效的机组优化控制技术。

参考文献

[1] 高林，李尔堪，薛建中，等.基于凝结水变负荷技术的深度滑压节能控制[J].热力发电，2016（4）：121-124.

[2] 张宝，童小忠，罗志浩，等.凝结水节流调频负荷特性测试与评估[J].浙江电力，2013（2）：48-51.