监督预测控制在二次再热机组再热蒸汽温度控制中的应用

超超临界二次再热机组在我国已相继投产,其再热蒸汽温度控制策略沿用国外温度控制方案。但据机组实际运行情况,传统PID控制方案在二次再热机组再热蒸汽温度控制中存在许多不足。本文采用监督预测控制(SPC)算法解决再热蒸汽温度控制中大延迟大惯性等难题,并在基于APROS全厂仿真应用平台上对烟气再循环风机和烟气分配挡板进行了控制仿真实验。结果表明,SPC算法在控制一次、二次再热蒸汽温度的均值和偏差上均比PID控制的收敛速度快、响应时间短,在变负荷工况下更体现出良好的自适应性和鲁棒性,可以应用于二次再热机组实际工程中。     

一种超(超)临界二次再热机组汽温控制方案

超(超)临界二次再热燃煤发电机组锅炉汽温控制的品质,直接影响机组热效率及机组的安全稳定运行。本文结合某1000 MW超超临界二次再热燃煤发电机组工程,介绍了机组工艺系统概况。根据锅炉汽水系统的工艺配置情况,分析了主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽温度的控制方式和控制要求,并重点介绍了一种超(超)临界机组直流锅炉基于过程物理机理的过热汽温控制策略设计方案。该方案结构简单,实现方便,可以尝试在二次再热机组主汽温控制中进行应用。     

锅炉烟气再循环位置对再热蒸汽温度的影响

针对某660 MW超超临界锅炉,基于热力计算模型,研究分析分别从燃烧器区域底部引入烟气(方案一)和从炉膛出口的屏底引入烟气(方案二)对炉膛出口烟气温度、再热蒸汽温度等参数的影响.结果表明:采用烟气再循环能够有效提高再热蒸汽温度;再循环率每增加1百分点,采用方案一的一次/二次再热蒸汽温度能提高约2.0 K,而方案二对应的...     

1000 MW超超临界二次再热塔式锅炉运行优化研究

为解决超超临界二次再热塔式锅炉主蒸汽和一、二次再热蒸汽温度低,飞灰含碳量高等问题,以某1 000 MW超超临界二次再热塔式锅炉为例进行试验研究,结果表明：磨煤机组合和运行O₂是影响蒸汽温度的重要因素;烟气再循环可有效提高蒸汽温度,但烟气再循环量过大,易造成着火不稳;通过调整燃烧器热负荷均匀性、燃尽风配风、烟气挡板、煤粉细度、吹灰等优化手段,降低了飞灰含碳量,提高了主蒸汽和一、二次再热蒸汽温度和锅炉效率,有利于机组运行的安全性和经济性。     

一种百万超超临界机组二次再热汽温控制策略

在1 000 MW超超临界二次再热燃煤电厂中,再热蒸汽吸热比例占全部锅炉放热量较一次再热机组有所增加,再热蒸汽温度是否接近设计参数对整台机组热经济性尤为重要。本文依托上海锅炉厂二次再热百万等级锅炉工艺设计,分析燃烧器摆动角+烟道烟气挡板控制策略对二次再热机组再热蒸汽温度调节的作用。     

二次再热塔式炉再热蒸汽调温方案设计研究

针对国电宿迁电厂二次再热塔式锅炉特点,研究660 MW超超临界二次再热塔式锅炉的再热器调温方式。通过分析二次再热锅炉再热器温度调节的难点,优化二次再热锅炉的结构及受热面设计,同时结合宿迁工程具有宽泛抽汽供热的需求,分析供热对再热器调温的影响。参考并对比国电泰州电厂二次再热锅炉的设计,提出适合工程实际的再热器调温方式。宿迁电厂在75%THA负荷以上运行时,通过燃烧器摆动及调节烟气挡板,再热蒸汽可达到额定汽温。在50%THA～75%THA负荷运行时,辅助以烟气再循环的调温方式以保证再热汽温达到额定值。烟气再循环采用抽取锅炉省煤器后的烟气。再热器调温方案的设计为同类型的二次再热机组提供参考和借鉴。     

再热蒸汽加热热一次风优化研究

针对锅炉燃用高水分、高灰分煤种时热一次风温度偏低、高温再热蒸汽超温的问题，提出了3种利用再热蒸汽加热热一次风方案。根据抽汽位置的不同，加热蒸汽可分为低温再热蒸汽、低温再热器出口再热蒸汽和高温再热蒸汽。定量地分析了3种方案改造后的机组热经济性、改造初投资和设备占地面积。结果表明，抽取再热蒸汽加热一次风对于降低机组的煤耗具有显著的作用，并且抽取再热蒸汽的温度越低、负荷越高，机组的煤耗率降低得越多。     

1 000 MW二次再热机组主机参数选择

通过对1 000MW二次再热机组技术参数研究,确定了其技术参数:主蒸汽压力为31MPa,主蒸汽温度为600℃,一次再热蒸汽温度为620℃,二次再热蒸汽温度为620℃。1 000MW二次再热机组在现有一次再热机组技术基础上可降低发电煤耗14~16g/(kW·h),但投资略高,投资方可进行经济技术比较后确定主机型。     

超超临界1000MW二次再热机组自启停控制系统设计方案与实现

介绍了泰州3号超超临界1 000 MW二次再热机组自启停控制系统(APS)的设计方案和体系结构,从分散控制系统(DCS)软硬件、设备驱动级逻辑、标准顺序控制逻辑、人机接口4个方面给出了在DCS中实现APS的基本过程和关键点,指出了二次再热机组APS设计的难点在于过热蒸汽温度、一次再热蒸汽温度、二次再热蒸汽温度的控制和三级旁路在机组启停时的控制,给出了实现二次再热机组APS的蒸汽温度控制和旁路控制的全过程自动方案。应用结果表明,APS的投运使机组整套启动时间大为缩短,降低了厂用电率,提高了经济效益,其中断点的设置、蒸汽温度控制、旁路控制方法对其他二次再热机组APS的设计具有重要的参考价值。     

宽负荷下灵活二次再热超超临界锅炉调温特性研究

建立了二次再热锅炉的分室热力计算模型,并通过炉内高温受热面的对流传热量对炉膛出口烟气温度计算式进行修正,以国内某660 MW二次再热锅炉对模型进行验证。利用模型分别研究了摆动燃烧器、烟气挡板调节及烟气再循环对主汽温、一次和二次再热汽温的影响,得到了3种蒸汽的温度随不同调温方式变化的特性曲线。结果表明：主汽温对烟气再循环率的变化较敏感,烟气再循环率每增加1%,主汽温降低0.8℃;再热蒸汽温度对烟气挡板调节较敏感,前烟井挡板开度每增加1%,一次再热蒸汽温度上升1℃,二次再热蒸汽温度降低1.7℃。     

超超临界二次再热机组再热汽温调节方案应用分析

二次再热机组相对一次再热机组的热力系统具有更加复杂的结构,且国内二次再热技术的应用刚刚起步,缺乏建设与运行经验,从而导致新建二次再热机组难以确定调节方案。对国内新投产华能安源660 MW、国电泰州1 000 MW超超临界二次再热机组再热汽温的调温原理、控制方案以及投运效果进行了详细的总结分析。分别给出了这2种典型调节方案的优势与缺陷,并基于此给出了改进建议,为二次再热机组再热汽温调节方案的选取与改进提供参考。     

再热汽温控制

本文通过调温档极加微量喷水控制再热汽温系统的分析和控制方案的比较,提出了一种新方法,即通过一套逻辑来协调档板和喷水对再热汽温的控制,取得了较好的效果,实现了对再热汽温有效的经济控制。     

1 000 MW二次再热汽轮机启动步序及问题处理

根据国电泰州电厂二期工程调试的实际情况,介绍了上海汽轮机厂制造的1 000 MW双再热汽轮机启动运行的步序,就启动调试过程中存在的主要问题,如排汽温差大,暖机时间长,低压外缸温度高和双缸启动不成功进行分析和处理,对部分控制逻辑和包括蒸汽参数及调节汽门开度的启动参数进行优化,实现了机组高效节能运行和超低排放,对超超临界双再热汽轮机的启动试运具有一定的参考意义。     

1 000 MW二次再热超超临界机组再热汽温控制策略及工程应用

通过分析锅炉各调温手段对再热汽温的影响,提出了一种1 000 MW二次再热超超临界机组再热汽温控制方案,从锅炉吸热面布置、摆动燃烧器喷嘴、烟气挡板、一、二次再热器微量喷水减温器、一、二次再热器事故喷水减温器方面做出了设计说明,介绍了某1 000 MW二次再热超超临界机组一、二次再热汽温控制回路的设计及主、再热汽温控制的解耦方法,实践证明本控制方案应用效果良好。     

300MW锅炉再热汽温低的原因分析及改造

某电厂300 MW亚临界锅炉在汽轮机经过通流改造后,出现了低负荷时再热蒸汽温度偏低的现象,通过对再热蒸汽温度调整试验数据的分析,得到再热蒸汽入口温度与其设计值偏差较大是导致再热蒸汽温度偏低的主要原因。根据锅炉热平衡计算的结果,提出了再热器增容改造的3种方案,通过分析对比,选出了最优方案并进行改造。由锅炉改造后的性能试验看出改造效果良好,再热蒸汽温度有了明显的升高,达到了再热汽温541 ℃的要求。与此同时,电厂的经济效益也得到了显著提高。     

空气分级燃烧对再热汽温静态特性的影响

空气分级燃烧技术对炉膛燃烧和辐射换热过程有着明显影响,分析认为低负荷时再热汽欠温是由于主燃烧区烟温较高、辐射换热量较大引起的。理论分析和现场试验研究表明,优化锅炉运行氧量、炉膛-风箱差压设定值可以提高火焰中心高度,显著改善低负荷时再热汽欠温的状况,对指导空气分级燃烧的运行优化有一定的参考价值。     

深度调峰下超超临界机组再热汽温控制优化

火电厂在深度调峰过程中存在再热器出口汽温大延迟、大惯性和非线性等特点,使控制效果变差或难以投自动,提出一种基于模糊切换的仿人智能控制算法,对再热汽温控制系统进行优化,并利用粒子群算法结合控制经验对参数进行选择,仿真结果表明该方法增强了再热汽温控制系统的鲁棒性。在某1 000MW超超临界机组的实际投运中取得较好的控制效果,有效提高了机组的经济性和安全性。     

基于简化热平衡方程的再热蒸汽流量实时软测量

再热蒸汽流量的软测量方法通常精确度不高或实时性不好。针对这个问题,该文研究了一种提高再热蒸汽流量测量实时性和准确性的方法。首先获得了基于简化热平衡方程的再热蒸汽流量稳态计算公式。该公式不包含待定参数,不需要用实验等手段来校正公式中的参数,且其计算精度相对其他公式来说也较高,然而该公式只适用于稳态工况。为此,又从精度不高的弗留格尔公式中提取了可以快速反映再热蒸汽流量变化的动态信息结构,并利用稳态计算公式在不同稳态工况下的计算值对其进行了参数标定,得到了动态计算公式。最后文章有效利用了稳态计算公式和动态计算公式的信息互补性,应用互补滤波器方法将上述2个公式在频域内进行了融合。经频域融合后得到的再热蒸汽流量不仅在机组稳态时准确度高还可以快速地反映再热蒸汽流量的变化。     

电站锅炉再热气温异常原因分级及解决方法

再热汽温异常是电站锅炉中较为普遍的现象。针对再热蒸汽压力低、比热容小、温度对吸热量变化敏感、再热蒸汽减温水量对机组经济性影响大的4个特点,分析了锅炉设计中再热器受热面为何采用负裕量布置和采用烟气侧调整手段调整再热汽温的原因,这也正是再热汽温易受煤种、燃烧方式、排汽温度等各种运行条件变化严重干扰的原因。对各种因素影响再热汽温的现象、规律、判定方法及相应对策进行了总结,强调了解决再热汽温问题先综合分析、再运行调整、然后进行受热面改造的顺序。针对再热器受热面改造的要求,总结了串联增加壁式再热器受热面、串联增加对流再热器和并联增加对流再热器受热面3种方式的优缺点,并指出并联增加对流再热器受热面具有更加明显的优势。可为分析和解决再热汽温问题提供全面借鉴经验。     

通过受热面改造解决再热汽温低问题

由于1号锅炉长期存在低于额定负荷运行时再热汽温低于设计值的问题,而对锅炉运行的安全性和经济性带来不利影响,急需对此进行改造治理。经论证分析,认为应该对锅炉受热面进行改造,在详细热力校核计算的基础上提出了3种受热面改造方案,即"方案A"、"方案B"和"方案C"。通过热力计算结果的全面对比分析,选择"方案B"对锅炉高温屏式过热器进行了改造。改造完成后锅炉运行稳定,低于额定负荷运行时,再热汽温达到了设计要求,再热汽温低的问题得到了解决,取得了满意的改造效果。