电厂MW超超临界机组上凝结水负荷调节技术的应用研究

陈强

摘 要：随着社会用电需求量的增加，电厂在电网调频、调峰性能等方面面临着全新的挑战，各地区也分别围绕AGC与一次调频进行考核，而且提高了考核难度，为了达到优化考核的目标，就要努力克服传统电力系统运行中的不足，对此可以引进凝结水负荷调节技术。文章分析了凝结水负荷调节技术的运行原理，具体运用以及运行后的优势。

关键词：超超临界机组；凝结水负荷；调节技术；应用

中图分类号：TM62 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）33-0153-02

前言

现阶段，电厂超超临界机组急需一套先进技术来有效优化机组协调控制系统运行中的问题，从而有效地控制电网调频、机组变负荷等，实现机组的高效、安全、稳定运转。

1 凝结水负荷调节技术的基本控制原理

凝结水负荷调节主要指的是当机组的负荷发生调整时，而且处于凝气机、除氧器所能接受的水位變化区间，调整凝泵的变频速度，变化凝结水的流量，进而调整抽气量，在短时内收取、放出机组中的部分负符。如果机组处于载荷上升时，大范围控制凝泵的变频速度，从而控制凝结水的流量，以此来减少抽汽量，使得汽轮机内部的蒸汽能够有效做功，从而提升机组负荷，在这种情况下，除氧器与凝汽器的水位处于相反状态，前者下降、后者则上升。

此技术主要是对汽机回热的高效利用，因为负荷提升操作中，机组抽汽得到控制，相反，负荷下降中，机组的抽汽则处于上升状态。因此，充分运用蓄能技术能够充分利用汽机回热系统，控制成本，一方面能够控制抽汽阀门，提高其利用率，另一方面也能控制节流损失。凝结水调负荷的关键最显著特征为：围绕负荷调整初期，来增加负荷响应，调整因为锅炉侧滞后负荷相应的滞后，然而，总体来看，机组的真正负荷相应依然同锅炉能否充分燃烧密切相关。通过增加凝结水调频来控制负荷无法从根本上增加机组的一次调频，对于AGC性能也难以控制，其关键体现在能够提升汽机调门的平均开度，控制节流损失，但是其中难免存在问题，具体为：汽机侧负荷调节裕量下降，对此需要利用凝结水来非直接性地调整抽汽量达到弥补的目的。

2 凝结水系统运行中的问题分析

机组凝结水系统有着自身的结构与运行原理，通过深入地分析能够看出：因为安装工艺、技术的影响，同时除氧器水阀门的干扰，就算除氧器中的水调门彻底开放，除氧器中的水调门部分环节也存在一定的阻力，从而形成较大的节流损失，对此就需要控制水调门中的节流损失，对此需要控制系统的阻力，从中达到水泵节能、减排的效果。

3 凝结水优化系统的控制策略

凝结水优化系统由若干模块构成，每一个模块都发挥着自己的作用，此优化系统的控制流程如图1所示。

3.1 动态滑压优化模块

其主要功能是作用于计算机组，负责其动态滑压优化偏置，从而让汽机高压调门的现实开度和预期值大致相同。此系统的运行目标就是扩大汽机调门，控制节流损耗，以往的方法就是改动DCS内的滑压曲线，然而，其问题体现在：

（1）每逢高温、低温时期，真空有所差异，在确保相同高调门节流量的前提下，则会产生差异性的滑压曲线，对此就要增加修改难度，各个过渡曲线都必须修改。

（2）系统实际工作运转过程中，因为相关调节的需要，如果发现高调门同最初的设计位置有所差异，则增加了调节难度。

所以，此系统不应该调整机组静态滑压曲线，相反应该驱动运行人员锁定画面来设置汽机调门的期望开度。这样此系统就能参照此数值以及符合指令、真空类似的参数值等来适时地拟合历史曲线，并滚动优化计算来动态性地计算得出画押优化偏置，再对应调整、完善DCS中的静态滑压曲线，以此来确保工况差异条件下，汽机的现实调门开度同工作中的期望理想数值相当。

3.2 基于预测控制的AGC

我国范围内不同电网和相关省网都制定了极具个性特征的细则，用于电网考核与监管。不同的电网有着自身的考核模式，而且计算公式方面也有一定的不同，不同区域、不同地域机组的运行效果也会有所差异。对此，实际设计机组AGC以及一次调频控制策略过程中，就要首先创建起适合自身的电网调度考核规则，机组现实工作中，以预测控制为基础的AGC和一次调频优化模块都能凭借电网频率、机组负荷、主汽压力等作出动态、适时的运算。

3.3 基于模糊策略的凝结水调节负荷决策系统

参照上模块所提供的负荷调节需求，同时立足于已有的除氧器水位、凝结水流量等相关参数来形成一个安全边界条件，从而得出所需的关键参数，例如：凝结水量的动作时机、持续时间等。

3.4 凝结水调节负荷动作指导系统

通过此系统，模块可以进一步算的凝结水流量的相关参数值，例如：动作量、时间等。凝结水调节负荷动作指导系统能够在此基础上来动态化地调节、修改DCS内部凝结水系统的相关参数值，例如：流量指令、调节器参数等，同这种方式来确保凝结水流量可以高效地做出调整，达到同现实需求相符合的程度，防止由于凝水位的调节所导致的凝结水流量的反向调节，也不会对变负荷带来较大的影响，凭借调节器参数的不断调节、修改来对应进行水位调整，这样当凝结水参加到负荷调节时，也不能因为凝水位的不断变化而出现震荡、调节超标等问题。凭借智能前馈的方法，凝结水则可以直接指向负荷调整过程中凝水母管的压力，其他的低加水位也能相对稳定，任何凝结水量的调整都不会带来较大的影响。

4 凝结水优化系统投运后的优势分析

凝结水优化系统逐渐投入运行，机组处于AGC模式，使得机组运行效果得以优化，这一过程中，机组处于500-900MW范围内，经历了AGC的若干次调整。

优势性能体现在以下方面：

4.1 负荷控制

凝结水系统尚未使用时，因为主汽压力未能充分、牢固地控制，使得机组的现实负荷同AGC指令都有着较大的差异，偏差的极值达到30MW以上，可能无法通过调度考核，相反，有了凝结水优化系统，则能够确保机组的现实负荷根据设计的变负荷速率来进行调整，整个动态变化相对稳定、没有任何振动现象，不会出现较大的过调量。

4.2 主汽压力、温度稳定

未采用凝结水优化系统时，主汽压力动态性的偏差值较大，在1兆帕以上，而且通常一个小时都无法恢复到设定值，再热气温的变化范围也较大，最高温度达到30-50度，同时，存在超温问题。凝结水优化系统运行后，多次的大范围、大幅度的变化性负荷测试，主汽压力的动态偏差值只有0.6MPa。负荷平稳状态下，稳态偏差值也在-0.1MPa-o.1MPa，热气温的变化范围也在可接受范围内，总体来看，控制十分平衡、稳定。

5 结束语

凝结水负荷调控系统运用于电厂超超临界机组中，收到了良好的成效，控制了电网考核投入，使得机组高效运行，有效缓解了机组运行和电网考核二者间的不协调关系，此系统的成功运用，有效优化了机组的控制性能，维护了机组的可持续、健康运转。

参考文献：

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