基于热值校正的适应煤质变化协调控制系统研究

针对火电机组普遍存在煤质差、煤质变化频繁、不能满足电网对机组控制要求的情况．分析了传统协调控制系统控制策略存在的问题。在研究热值校正技术基础上提出了适应煤质变化的新的协调控制策略,使机组协调控制系统具备适应多煤种变化的能力,煤量指令变化平稳,减少了煤量的频繁、大幅波动,对于满足电网调度要求、提高火电机组运行稳定性和节能降耗将起到重要作用。     

煤质自适应控制在超临界机组的应用

对超临界W火焰机组煤质自适应控制技术进行了研究,提出了快速的煤质热值软测量方法和燃料与给水等调节的煤质自适应校正方法,改进和优化了基于直接能量平衡（DEB）协调控制方法,结合采用经典方法构造的热量信号,实现了超临界机组的煤质自适应控制,保证了机组主参数调节的稳定性,提高了控制系统对煤质变化的鲁棒性.     

煤质低位发热量软测量技术原理及应用

基于煤质燃烧机理和能量守恒、物料守恒定律,提出一种锅炉入炉煤低位发热量的实时在线监测模型,该模型基于能量守恒和物料守恒原理,利用锅炉磨煤机进出口参数以及排烟气体成分等参数,实现煤质低位发热量实时监测,并结合实际工程,将入炉煤低位发热量引入机组协调控制系统,从而实现机组煤质自适应控制.     

大型燃煤发电机组煤质实时校正方法

大型火电机组目前面临着煤质多变的问题,煤质的大范围实时变化会影响锅炉燃烧控制系统的稳定性和经济性。提出了一种实时的煤质校正方法,通过定义煤质做功能力系数来构造煤质校正系数,引入燃料控制系统,实时修正入炉燃料测量值,改善控制系统动态品质。方法采用负荷、燃料量和发电煤耗等参数进行实时计算,简单易行,便于组态。通过数据验证和控制仿真验证了煤质校正的准确性和有效性。     

煤质自适应校正方案建模仿真

在超临界600MW机组简化模型的基础上,对现有3种火电机组煤质校正方案进行建模仿真,并将仿真结果与实际曲线进行了对比,分析了各校正方案的优缺点及控制指标,提出了一种煤质自适应校正方案,显著提高了机组协调控制对煤质变化的响应速度和精度,并已应用于多台超临界600MW火电机组。     

基于功煤系数的锅炉入炉煤量实时预测模型

锅炉入炉煤的投入量均按照电厂设计煤种进行计算,而电厂燃煤煤种较杂、煤热值波动较大,使得控制锅炉入炉煤量的准确性成为难题。对此,本文采用功煤系数法,依据组合预测模型与方差倒数理论建立了入炉煤量的预测模型,求取待预测时刻前1h功煤系数对当前时刻(待预测时刻)功煤系数的最优权重,实现了对当前时刻功煤系数以及入炉煤煤量的预测,并利用该预测模型对某660MW机组锅炉入炉煤量进行预测。结果表明,用实时入炉煤量的预测值作为实际给煤量,其平均准确度可达到97%以上,表明本文提出的基于功煤系数的入炉煤量预测模型具有较好的应用价值。     

350MW超临界CFB机组协调控制系统分析

结合某350 MW超临界循环流化床(CFB)机组协调控制系统,依靠锅炉主控前馈量的合理设置、煤水的精确耦合、汽轮机调节阀负荷响应能力的充分发挥等,克服超临界CFB燃烧响应慢、热惯性大等带来的控制困难,成功实现额定负荷速率(4.5 MW/min)协调变负荷;提出煤质校正确定基准煤量,煤焓回路确定基准水量,主要控制回路的耦合要点,以及针对超临界CFB机组多发的超压、超温问题的逻辑优化等,为同类型机组协调控制提供参考。     

基于煤量预测前馈的协调控制系统

直接指令平衡法的参数需通过试验反复整定,主观性较强。本文从现场试验辨识的机组传统协调控制系统采用数学模型出发,提出机组协调控制系统的煤量预测前馈方法,在制粉系统允许的范围内快速而准确地给出预估煤量,并对滑压曲线、机组变载率及风量等相关子回路进行前馈设计,更好地发挥了改进型DIB协调控制的作用,减轻了现场调试对经验的依赖。通过某300 MW机组进行煤量预测前馈协调控制系统实验验证表明,该方法调节速率、调节精度和响应时间均满足要求,胜任大幅度调峰任务,为当前自动发电控制系统调度模式下的优化运行提供了新方法。     

基于风煤比煤质校正的锅炉燃烧自动调整

在分析以往电厂控制系统中煤质校正方法不足的基础上,设计了基于风煤比煤质校正的新型控制方案;对煤质的变化进行实时判断,将推算出的煤质校正系数应用于锅炉燃烧方式的自动调整;以角式燃烧器锅炉为例,设计了用于燃烧自动调整的二次风辅助风风门的前馈参数,实现了当煤质发生变化时,自动调整二次风辅助风风门进行燃烧调整的目的。     

330MW循环流化床机组控制系统优化

针对京海煤矸石发电有限责任公司(京海电厂)330MW机组循环流化床锅炉控制系统存在的协调控制对煤质变化适应性差、炉膛压力高保护频繁动作、二次风量设定值不准确等问题,对控制系统进行了前馈量系数修正、通过惯性环节在机组升降负荷时实现先增加风量再增加煤量和先减少煤量后减少风量等优化。机组变负荷试验结果表明,优化后的控制系统调节性能和品质均满足控制要求,机组各主要指标均在合理范围,控制效果良好。     

考虑煤可磨性的协调控制系统智能优化

煤质复杂多变导致煤可磨性变化成为影响机组控制品质的主要因素之一。通过机理分析和现场调试发现，煤可磨性变化会显著影响磨煤机出力，使得制粉系统被控对象特性发生变化，进而影响协调控制系统锅炉主控回路的闭环控制特性。对给煤量与机前压力信号进行特性识别，确定制粉系统动态特性属于惯性、惯性加纯迟延以及非最小相位环节的隶属度，据此依托智能DCS中专家数据库柔性调整控制器参数实现智能发电控制。仿真及现场调试结果表明，优化策略能够显著改善煤可磨性变化时机组主要参数的控制品质，为提高火电机组煤质适应性提供技术支持。     

机跟炉协调控制在300 MW CFB锅炉煤质大幅波动时的应用

由于循环流化床(CFB)锅炉燃料颗粒大,燃烧过程滞后时间较长,在煤质大幅波动时,采用炉跟机协调控制的控制品质较差。在白马示范电站300MW CFB锅炉上,尝试采用以机跟炉为主的协调控制方案,并根据煤质频繁大幅波动的特点,在CCS控制回路中设计了煤质修正计算逻辑和氧量校正逻辑。调试中根据实际情况,在煤质修正逻辑的蒸汽吸热量计算中增加了汽包压力的微分信号,并将氧量校正逻辑中氧量控制的输出只作用于煤量。实践证明:投入机跟炉协调控制后,主汽压力稳定,机组负荷基本能控制在上网负荷的±2%以内,协调控制系统能长期稳定投入运行。     

600 MW机组协调控制系统投入技术难点及处理措施

针对元宝山发电厂3号机组(600MW)协调控制系统投入的技术难点进行了研究,指出锅炉系统延迟大、磨煤机出粉能力不适应负荷变化的要求、煤量变化大及煤质变化频繁是主要的问题。同时给出了上述问题的处理措施。     

模糊自适应控制在超临界660MW机组给水控制中的应用

以轩岗电厂一期超临界2×660 MW机组为例,对协调控制系统中给水控制系统的给水泵出力与液力耦合器出力不匹配造成的给水流量波动进行了分析和改进,提出了基于模糊自适应PID的给水控制策略,即应用模糊推理建立PID的比例系数(Kp)、积分系数(Ki)、微分系数(Kd)与给水流量偏差e及其偏差变化率△e之间的模糊关系,根据不同的e和△e在线调整Kp、Ki、Kd.给水控制系统改进后,使被控对象具有良好的动、静态特性及鲁棒性,给水流量稳定,能够满足机组负荷变化的要求.     

超临界600MW机组直流炉协调控制系统及AGC策略的改进与应用

自动发电控制(AGC)是电网自动控制的一项基本要求,但采用AGC控制的火电机组均存在响应速度慢等问题.为此,对机组协调控制系统进行分析,提出了优化负荷指令对燃料控制前馈环节的作用、取消风/煤间的交叉限制、预给煤、利用锅炉蓄热及压力拉回等改进方案,并将其用于江阴电厂1号和2号超临界600 MW机组协调控制系统的改进.实际应用表明,改进后的协调控制系统能够快速响应AGC负荷指令.     

协调控制系统在直吹式锅炉系统的应用

介绍了美国摩尔公司生产的DCS计算机集散控制系统在200MW机组中的系统构成，分析了直吹式锅炉给煤系统对协调自动控制系统的影响因素及机组协调自动控制系统的控制过程，重点阐述直吹式给煤系统锅炉主汽压力控制系统的自动投入过程及为消除直吹式锅炉给煤系统的滞后性和延时性所采取的措施，同时，简要说明机组在负荷稳定运行和变负荷控制时主要参数的整定。应用自动控制原理使机组协调控制系统达到安全稳定的投入。     

火电厂自动发电控制系统的优化设计

分析了山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司二期4号机组自动发电控制系统的运行现状,对该机组协调系统和相关的子系统进行控制技术改进和参数优化。针对机组煤质差及部分设备性能原因,设计了非协调方式下自动发电控制系统投运的新控制方式,该控制方式可在各种工况下长期稳定投入,为山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司"竞价上网"提供了必要基础和有利条件。     

330 MW循环流化床机组AGC控制策略分析及优化

对内蒙古京泰发电有限责任公司330 MW循环流化床机组协调控制系统进行优化:合理设计汽轮机、锅炉主控前馈,克服大比例掺烧煤泥造成的给煤机频繁断煤问题;燃料控制逻辑中增加断煤补偿速率和补偿总量可调的补偿逻辑,使用软测量技术构建煤发热量、床内残碳量等参数,形成BTU校正回路;设计氧量自动控制回路并投入,使得机组AGC调节性能指标满足电网要求。     

提高自动发电控制性能指标的协调控制策略优化与应用

分析了使火电机组协调控制品质较差且不能达到自动发电控制(AGC)性能考核指标的原因.采用分项动态自适应前馈技术和基于一次调频功能的AGC控制方案对机组协调控制系统进行了优化,优化后的机组协调控制系统应用于国投天津北疆电厂1号超超临界1 000 MW机组中.结果表明,机组在500～1 000 MW之间以20 MW/min的速率AGC变负荷时,机组负荷动、静态偏差均小于1％,主蒸汽压力偏差小于0.4 MPa,主蒸汽温度偏差小于6℃,微过热点蒸汽温度偏差小于10℃,AGC综合指标系数KP显著提高.     

一种自适应变积分调整策略在机组协调控制系统中的应用

针对传统的变积分参数调整回路存在的不足,通过对协调控制系统压力控制回路存在的时变、大惯性、纯迟延等特性进行分析,结合模糊理论与实际工程应用环境,设计了一种实用的自适应积分时间调整策略,并将其应用于1 000 MW机组协调控制系统中,优化结果显示该自适应策略能有效减少机组压力控制的波动幅度,提高机组的稳定性能和调节品质。