超临界火电机组特点及控制方式分析

为保证超临界直流锅炉机组长期安全、稳定、经济运行,通过对比超临界直流锅炉和汽包锅炉,总结了超临界直流锅炉的设计、性能及其在运行控制上的特点,结合其生产过程所呈现的多变量、大惯性、非线性、分布参数和时变、系统间耦合性较强的动态特性,选择主控方式、控制好给水量、中间点焓值、煤水比以及补偿、解耦等几个主要技术问题,重点分析了锅炉给水控制、煤水比控制,提出了超临界锅炉的控制策略。     

超临界锅炉中间点温度增益切换控制方法

超临界机组中间点温度控制品质直接关系到超临界锅炉煤水比和主蒸汽温度控制的质量,关系到机组的经济性和安全性。为了实现对中间点温度的高质量控制,该文将目前两种煤水比控制方案相结合,引入强度系数无扰动切换新型控制方案。该方法解决了中间点温度调节快速性与水冷壁汽水分离界面稳定性的矛盾,并将线性自抗扰技术应用于修正给煤量控制,缩短了控制时间。应用该方法对某660 MW超临界机组分布参数模型进行了仿真研究,结果表明在不同负荷下,该方案在对中间点温度控制上可取得满意的效果。     

超临界直流锅炉给水控制逻辑分析与优化

宁夏京能宁东发电有限责任公司660 MW超临界机组中间点焓控制采用三菱公司煤量校正焓值的基本方案,同时设计有给水流量校正焓值逻辑,未能投入自动。在对给水校正焓值控制系统进行优化调试过程中发现,传统比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制器整定方法得到的PID参数无法保证控制系统稳定;同时在控制系统未投入自动情况下低负荷工况时给水流量仍存在振荡现象。通过对给水控制系统控制逻辑进行机理分析,在MATLAB环境中建立控制系统模型并进行仿真发现:三菱公司基本方案的中间点焓偏差修正给水流量环节已经存在一个很强的等效比例调节作用;对控制逻辑进行修改后,中间点焓控制可以在50%~100%负荷范围内投入自动,机组以每分钟2%额定负荷速率变负荷运行时,焓值波动小于±100 kJ/kg。     

600MW超临界直流锅炉两种给水控制系统分析

超临界直流锅炉蓄热能力小、惯性小、易超温超压,控制对象存在强烈的耦合性、非线性,超临界直流炉煤水比控制既是电厂自动控制的重点也是难点。以某两电厂600 MW机组给水控制为例,分别详细分析了基于中间点焓值的煤水比控制和基于中间点温度的煤水比控制,并对其策略进行了改进,可提高机组运行可靠性,改善了机组变负荷性能。     

超超临界1000MW机组直流锅炉中间点温度机理模型的仿真验证

对东方锅炉股份有限公司制造的超超临界1 000MW机组直流锅炉汽水分离器中间点焓值的机理模型进行仿真试验分析,并对机理模型和系统辨识模型分别进行开环动态特性和闭环控制仿真试验。结果表明,该机理模型能够较全面地描述中间点温度的动态特性,适用范围广,具有更好的响应快速性和稳定性,调节时间短、超调量小。     

超临界直流锅炉两种给水控制系统分析

对超临界直流锅炉的两种给水控制策略的对比分析,明确了超临界直流锅炉给水控制的主要任务,解析了基于中间点温度校正给水控制策略和基于中间点焓值校正给水控制策略,并深入对比了两种控制策略的优缺点,为超临界直流锅炉选择合适的给水控制策略提过了理论依据和分析思路。     

超（超）临界机组中间点温度过热度控制策略

直流锅炉的中间点温度过热度直接影响机组的过热汽温度、水冷壁和过热器的金属温度,中间点温度过热度控制的主要手段有水煤比控制、焓值控制、一级过热器喷水修正、给水流量微量修正等。结合玉环电厂超超临界机组过热度控制策略的渊试和完善,对比兰溪电厂超临界机组焓值控制策略,分析了日本三菱公司和美周巴威公司不同类型直流锅炉的中间点温度过热度控制策略,并就调试过程中遇到的水煤比控制的无扰切换、超温保护、积分饱和等方面的问题及处理方法展开讨论,对不同控制策略的特点进行了比较分析,提供了应用实例。     

超(超)临界机组中间点温度过燕度控制策路

直流锅炉的中间点温度过热度直接影响机组的过热汽温度、水冷壁和过热器的金属温度.中间点温度过热度控制的主要手段有水煤比控制、焓值控制、一级过热器喷水修正、给水流量微量修正等.结合玉环电厂超超临界机组过热度控制策略的调试和完善,对比兰溪电厂超临界机组焓值控制策略,分析了日本三菱公司和美国巴威公司不同类型直流锅炉的中间点温度过热度控制策略,并就调试过程中遇到的水煤比控制的无扰切换、超温保护、积分饱和等方面的问题及处理方法展开讨论,对不同控制策略的特点进行了比较分析.提供了应用实例.     

基于动态机理分析的超超临界机组锅炉中间点温度控制模型研究

以东方锅炉厂制造的超超临界1 000MW机组直流锅炉为研究对象,从质量和能量守恒方程出发,建立了中间点温度控制的非线性集总参数动态模型。使用小偏差法求解,得到直流锅炉在某一稳定工况附近变动时中间点温度变化量关于给水变化量、给煤变化量的传递函数。     

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。     

基于焓值控制的超临界机组给水控制策略优化与仿真研究

超临界机组中的控制技术是超临界发电技术中的重要一环,纯直流阶段的给水控制是超临界机组整个控制系统的核心之一。在传统给水控制系统的基础上,设计了以燃水比为基础,以控制住汽水分离器出口微过热蒸汽焓为目的的控制策略,进而达到控制给水量至合适值的目的,保证整个系统的平衡稳定。在机组变负荷工况下,将二者作为主控对象进行动态校正。仿真结果表明,优化控制策略之后的系统能将主蒸汽温度控制在可调范围之内,同时也保证了燃水比的精确性和快速性。     

超临界直流炉控制特点分析及优化

分析了超临界直流锅炉在动态过程中的控制特点,针对超临界机组中间点温度(或焓值)不稳定、负荷动态控制响应慢等问题,提出通过煤水配比优化保证中间点温度的稳定,通过滑压曲线优化提高机组响应速度的方法,现场应用证明了该优化方法的有效性.     

适合于中间点焓值预测的超临界直流锅炉蒸发受热面传热计算

给出了基于超临界直流锅炉蒸发受热面实际运行状态的传热建模方法.根据炉膛受热面运行特性确定其结构和污染状态参数,采用参数预测所获得的受热面吸热量,进而给出适合于中间点焓值预测的蒸发受热面传热计算模型,该模型可清晰地描述中间点焓值和各影响因素之间的定量关系.通过对超临界600 MW机组直流锅炉改变煤种、水煤比、负荷和过量空气系数的试验表明,该模型能够准确预测中间点焓值;当锅炉运行条件发生变化时该模型可用于修正热工过程调节参数,指导蒸汽温度调节.     

超临界机组协调控制方法研究及模型分析

超临界机组的蓄热量小、非线性强、压力波动剧烈,出现此类工况时,将严重影响机组对负荷的控制品质。根据超临界直流锅炉的运行特点,对600MW超临界机组协调控制系统进行了研究。在获得机组数学模型的基础上,采用均衡实现模型的降阶算法,对模型传递函数进行降阶,通过仿真计算,分析了负荷变化量、燃料变化量和给水变化量对主蒸汽压力、功率、中间点焓值的阶跃扰动曲线。计算所得的结果,证明了该计算方法的有效性。     

660MW超超临界直流锅炉汽温控制策略研究

针对超超临界直流锅炉汽温控制系统的特点和需求,结合某660 MW超超临界机组工程实例,介绍了一种新型过热汽温控制策略,即采用控制给水中间点焓值的方法实现过热汽温的粗调,并采用基于物理机理的减温水控制方案实现过热汽温的细调。经现场投运验证,该控制策略可行,不仅改善了过热汽温的控制品质,而且也提高了机组运行的经济性。     

中速直吹磨组径向基函数神经网络信息融合-模糊启动控制

中速直吹磨煤机组的大延迟及惯性、燃料量的育接测量和发热量的在线检测是保持超临界燃煤发电机组燃烧控制稳定性和安全性的难点.通过讨论某厂直流锅炉燃料量控制及其中速直吹磨煤机组启动控制系统,引入基于径向基函数神经网络的信息融合方法重构燃料发热系数,以在线精确修正实际燃料量,并以此为基础利用模糊控制的鲁棒性和克服非线性能力,优化了对磨组启动过程中咬合时间、电流等不确定参数的控制.实验结果表明,此方案中燃料量控制可兼顾快速性和准确性,在磨组启动中模拟量控制系统和燃烧器管理系统可更好地协调控制,并保证了燃烧工况的平稳过渡.     

超(超)临界直流锅炉给水控制解决方案

对不同类型的超(超)临界直流锅炉给水控制系统的特点进行研究、分析及比较。中间点焓值控制燃水比的给水控制系统在可控负荷范围内,系统线性比较好;而对于电厂技术人员,中间点温度更直接、简便,但系统线性较差。锅炉主控指令直接控制的给水控制系统,抗燃烧率扰动比较强,适用于燃料量能直接测量的制粉系统;单元负荷指令间接控制的给水控制系统,提供了燃料量不能直接测量的制粉系统的给水控制解决方案。     

超临界机组的给水自动控制策略

根据超临界直流炉的控制特点及给水控制,分析了目前国内常用的两种控制结构,比较了基于中间点焓值校正和基于中间点温度校正的优缺点,提出了给水超驰控制策略以克服部分特殊工况下常规给水控制策略的不足,工程应用效果良好。     

1000MW超超临界机组给水控制系统分析及其优化

以某电厂为例,介绍和分析其1 000 MW超超临界机组给水控制功能及特点。在湿态方式下,给水控制要满足水冷壁最小流量的要求且维持一定的分离器水位。在干态方式下,其任务主要是调节合适的煤水比,控制好分离器出口焓值(温度),实现对主蒸汽温度的粗调。由锅炉主控确定的给水前馈加上控制焓值的反馈调节形成最终的给水指令,分别根据分离器温度是否超T MAX1值和过热减温喷水量实际值和设定值之间的偏差对焓值设定值进行修正。最后介绍了对给水控制进行的一些优化,以提高机组运行可靠性和变负荷性能。     

超临界机组给水控制应用研究

以山西某电厂2×600MW超临界机组的SG-2027/25.4M970锅炉为例,简述了超临界机组介质和系统特性,分析了机组给水控制的主要难点和特点,确定了基于中间点温度校正控制方案对燃水比的影响,提出了并提基于中间点温度校正的给水控制方案,很好地解决给水与其它变量间的耦合,保证机组的稳定运行.