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控制优化在火电厂节能减排中的应用
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2017 电力行业节能技术研讨会 452 控制优化在火电厂节能减排中的应用 华能国际电力股份有限公司长兴电厂, 董勇卫、朱峻、张剑民 摘要:国内大多新建火电机组在基建调试阶段通常采用常规的 PID 调节方式完成机组控制系统的组态、调试,使 得投产初期普遍存在机组控制品质差、参数波动大等问题,机组的实际性能无法达到设计指标。通过对机组的控制系统 进行改造优化,提高调节性能,在电厂节能减排中取得了明显的效果。 关键词:控制优化;节能减排;应用 0 引言 国内新建火电机组的控制策略大多由基建调试 单位或 DCS 厂家完成逻辑的组态和调试,通常采用 常规的 PID 反馈的调节方式,在基建试验及 168 小 时试运中控制系统性能基本能满足验收规程的品质 要求。 但当机组正常投入商业运行后,控制系统大多 出现调节性能差、主要参数波动大等问题,特别是 当机组在快速变负荷(AGC 方式) 、启停制粉系统、 吹灰、燃烧煤种变化等扰动情况下,控制系统往往 会出现控制不稳定,温度、压力、SO2 等主要控制参 数大幅偏离设定值的情况,使机组的性能无法达到 设计值,严重影响机组运行的安全性和经济性。 1 控制系统运行现状 华能长兴电厂 2×660MW 超超临界燃煤发电机组 为哈-上-上配置方式,控制系统为艾默生过程控制 有限公司的 Ovation 3.5 系统,涵盖了 DAS、MCS、 FSSS、SCS、ECS、DEH、MEH 等各项控制功能。机组 锅炉侧主汽压力 29.4MPa,主汽温度 605℃,再热汽 温 623℃, 是目前国内设计参数最高的一次再热发电 机组;设计供电煤耗 277.8 g/kWh,处于国内领先水 平;烟尘排放设计值 5 mg/Nm3,SO2 排放设计值 35 mg/Nm3,NOX 排放设计值 50 mg/Nm3,满足浙江省超 净排放标准。 机组自 2014 年 12 月正式投产以来,经常出现 控制参数的大幅波动,机炉主要指标无法达到设计 参数的要求,高效超超临界机组的性能优势不能充 分体现。现有控制系统无法有效满足运行参数快速 性、稳定性要求之间的矛盾,主要存在问题如下: (1)汽温度控制:主汽温度设定值在 605℃时, 汽温最高达 609.3℃,最低为 592.1℃;再热汽温最 低 602.1℃,最高 624.8℃。汽温波动幅度很大,超 温和低温情况都很明显,特别是在 AGC 模式下,负 荷的快速变化,经常发生锅炉管壁的大面积超温。 由于机组设计参数为国内一次再热机组最高参数, 但其材质仍沿用常规超超临界机组的相同材质,为 防止汽温波动引发超温对锅炉管壁金属材料造成影 响,实际运行中常常将汽温设定值设置较低,使机 组未能压红线运行,高效超超临界机组的经济性未 能有效体现。 (2)主汽压力控制:虽然机组的变负荷率可达 到 12MW/min,但 AGC 响应速度慢、一次调频动作准 确率低,主汽压力与设定值存在明显偏差,最大动 态偏差超过 1.2MPa 且波动非常频繁。 (3)高压调门开度控制:机组在 420MW~590MW 的负荷区间运行时, 高压调门的平均开度仅为 30%~ 35%左右。660MW 满负荷运行时,高压调门的平均开 度也仅为 38%左右。调门节流损失很大,机组的经济 性受损。 (4)SO2、NOx 等环保指标控制:SO2、NOx 等主

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