超临界直流锅炉机组的控制策略分析

分析了超临界直流炉机组的控制特点;以福建某600MW电厂为例,介绍了直流炉机组协调及给水控制系统,为直流炉机组的控制方案设计及调试提供了参考。     

利港电厂超临界机组湿态给水自动控制策略

超临界直流炉的给水控制技术是目前国内热控领域一个重要的研究课题,干态过程的给水自动控制在电厂应用中比较成熟,而湿态给水自动控制效果相对而言并不理想。本文以利港电厂600 MW超临界机组给水系统为对象,提出了实现湿态给水控制系统的新型的控制策略及湿态给水控制系统投入运行后的相关参数和运行曲线,为国内外超临界直流机组湿态给水控制方案的设计及调试提供了参考和借鉴。     

直流炉机组简化非线性模型及仿真应用

通过合理简化和机制分析,建立适用于直流炉机组协调控制系统控制器设计的简化非线性数学模型。建模时考虑制粉环节、减温水环节和回热加热对过程输出的影响。该模型以燃料量指令、总给水流量、汽轮机阀门开度为输入,以汽轮机功率、主蒸汽压力和汽水分离器出口焓为输出。结合某1 000 MW超超临界机组运行数据辨识得到了在50%负荷到100%负荷范围内工作的机组模型参数。对模型进行了开环阶跃扰动实验和现场运行数据对比实验。仿真结果表明,模型开环动态特性与实际机组开环特性在本质上一致,且具有一定精度,可以用来设计协调控制系统控制器。     

典型吹管工艺在超临界直流炉上的实践对比

为提高超临界直流炉蒸汽吹管工艺的质量,确保新建火电机组能够长期稳定地安全运行,在2个不同引进技术制造的在建600MW超临界直流炉的实际吹管过程中进行了蓄能法和降压法2种蒸汽吹管工艺的对比研究,总结了技术要点。根据炉型II稳压吹管过程中的实际压力、负荷及设计参数进行了模拟计算,分析了蒸汽流量、干度、过热度、比容等参数对吹管系数的影响。结果表明:在采用稳压转干态一段法工艺的基础上,尽可能提高给水流量及过热度可确保超临界直流炉蒸汽吹管质量。     

本生直流炉机炉协调控制系统的设计新方法及其工程应用

直流炉的控制技术是热控领域一个重要的研究课题,与汽包炉有较大的差别,该文从直流炉非线性数学模型的结构入手,导出其线性增量型数学模型,进而采用状态空间法加以描述,建立了相应的增量式状态观测器,分别设计了新型的适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统.通过在实践中对上述控制系统的整定与优化,取得了优良的控制效果：机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW/min）的工况下减负荷时,过热器出口汽温、机前压力和有功功率等参数的调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准.现场实时控制的应用效果展示了该项技术的先进性和实用性,同时也为超临界机组控制策略的选择提供了参考和借鉴.     

姚孟电厂1号直流炉控制系统设计及增量式状态控制器的应用

根据直流炉被控对象和姚孟电厂1号300MW本生直流机组设备本身的特点，分别设计了新型的、适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统。通过对机炉协调、锅炉给水和过热器蒸汽温度等控制方案的特点分析，体现了应用基于增量式状态观测器的状态反馈控制与传统的PID串级调节系统相结合的控制策略的优越性。采用该控制方案，机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW／min）工况下减负荷时，过热器出口汽温变化和机前压力变化等调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准，并能很快达到稳定。现场实时控制的应用效果显示了该项技术的先进性和实用性，同时也为超临界机组控制策略和方案的选择提供了参考和借鉴。     

600 MW超临界CFB机组给水RB控制策略优化及功能试验

对600 MW 超临界循环流化床（简称CFB）直流炉给水故障减负荷（run back,RB）的动态特性与控制难点进行了分析;提出了世界首台600 MW超临界CFB锅炉机组给水RB的优化控制策略;介绍了现场试验的方案与过程。此项研究成果为后续超临界CFB机组给水RB的可靠投入提供了有益的参考。     

600MW超临界直流炉机组协调控制策略设计特点

文章首先介绍了荆门热电厂600 MW超临界直流炉机组协调控制策略的基本特点,接着重点分析了汽机主控、锅炉主控、燃料控制和给水控制的各控制环节组成和作用。通过分析,明确了600 MW超临界直流炉机组的协调控制系统策略的核心要点。     

600MW超临界机组直流锅炉水汽质量监督及控制

介绍了江苏省张家港沙洲电力有限公司2台600MW超临界机组直流锅炉的给水处理方式、启动前的冲洗及给水处理方式之间切换的条件,提出水汽质量异常时的处理标准,对于保证超临界直流炉在运行时降低结垢起到很好的控制作用。     

超临界机组控制特性和控制策略分析

针对超临界机组强耦合、非线性的被控对象特性,对其主控参数的关系进行分析。运用热力学理论阐述了面向焓值控制给水量的理论基础和优势,指出直流锅炉的给水量控制就是建立机炉间良性的能量平衡关系。以扬州二电厂2×600MW超临界机组为研究对象,介绍了机组协调、给水-汽温控制策略及其要点,揭示了直流炉控制思想的核心:以关键变量(主汽压和焓值)为对象,通过前馈、变参数、动态修正等技术手段,注重煤-水-功率在大范围内的动态匹配和快速响应,保证机组随时处于一个可控的良性状态。     

锅炉蓄热系数对协调控制系统参数影响定量分析

锅炉蓄热系数是影响火电机组协调控制系统,特别是锅炉侧控制器的参数。在依据锅炉设计运行数据计算锅炉蓄热系数的前提下,依据火电机组简化非线性动态模型对其进行工作点线性化后,针对典型炉跟机协调控制系统简化结构,直接推导出汽轮机高压缸进汽调节门开度控制机组发电负荷条件下,锅炉燃料量对汽轮机前蒸汽压力的传递函数。研究发现,锅炉侧等效被控制对象为积分特性的无自平衡对象,同时锅炉蓄热系数体现在对象增益项中,锅炉蓄热系数越大,对象增益项越小。依此规律设计600 MW机组协调控制的增益补偿逻辑,在50%~100%负荷获得了优良的控制效果。     

超临界锅炉的给水控制系统

分析了超临界发电机组锅炉给水存在的问题和难点,同时给出了相关的控制方案,通过了仿真系统验证。     

外高桥1000MW超超临界机组闭环控制系统设计

外高桥1000MW超超临界机组是被控特性复杂多变且多变量相关的对象,协调控制系统采用负荷指令的静、动态前馈和汽轮机与锅炉间的解耦回路来保证控制品质;由于该机组锅炉为直流炉,燃水比既与负荷控制相关又与汽温控制密不可分,燃烧和给水控制系统采用以负荷指令为基础的比值控制加二者的解耦回路以基本保证燃水比;过热汽温控制采用以焓值调节器的指令修正给水流量指令来精确保证燃水比为主要手段,以喷水减温为辅助手段;Smith预估器被应用于过热、再热器喷水控制回路中,以解决汽温这种大迟延、大惯性对象的控制难题。     

大坝电厂I期汽动给水泵控制系统改造

原汽动给水泵系统频繁故障，为了更好的控制汽包水位，保证机组的稳定运行，提出了控制系统改造方案。     

超临界600MW机组给水控制策略

超临界600 MW机组的给水控制特性是一个复杂多变且多变量对象。针对直流炉给水调节既与负荷控制相关又与蒸汽温度控制相关的特点,给水控制系统采用控制燃料与给水比值的方式,进而通过二者的解耦回路来保证合适的燃水比,燃水比的稳定又确保了过热蒸汽温度和锅炉压力的基本稳定。     

大坝电厂Ⅰ期汽动给水泵控制系统改造

原汽动给水泵系统频繁故障,为了更好的控制汽包水位,保证机组的稳定运行,提出了控制系统改造方案.     

利用一次调频扰动计算火电机组锅炉蓄热系数

锅炉蓄热系数是火电机组负荷-压力被控对象中一个关键动态参数,准确估计出其大小能够为优化协调控制系统提供重要支持。依据对象负荷-压力简化非线性动态模型构建炉跟机方式的协调控制系统,从时域及频域角度分析其闭环响应特性,发现汽轮机调节门输入与燃料量输入对机前压力和发电负荷输出响应的时间及频率存在较大差异,可认为在小时间尺度范围内机前压力和发电负荷仅受汽轮机调节门输入的影响。因此可利用短周期的一次调频扰动工况下的数据辨识锅炉蓄热系数,准确度与汽轮机调节门开度扰动试验相当。通过某330 MW机组数据辨识及现场调试,证明以上方案可行。     

荆门电厂600MW超临界机组协调控制系统改进与优化

针对荆门电厂600MW超临界机组的设备特性和协调控制系统的构成、特点和难点等进行了分析;在此基础上,对协调控制、给水、汽温自动调节等控制策略进行了改进与优化,并在实际中成功应用.对同类机组控制策略设计和现场调试提供借鉴.     

超超临界机组的两种典型协调控制方案

目前国内已经投产的1000MW超超临界机组的协调控制系统按照锅炉制造厂的不同分为2种典型的控制方法:煤跟水和水跟煤的协调控制。ALSTOM公司的机组采用水跟煤的协调控制结构,三菱/日立公司的机组采用煤跟水的协调控制结构并辅以动态前馈回路。针对这2种典型控制系统的控制结构进行了分析。现场投运效果表明,这2种结构都能取得良好的控制效果。