470 t/h大型循环流化床锅炉甩负荷试验研究

包头第一热电厂扩建工程470t/h循环流化床锅炉配125 MW双抽式汽轮发电机进行甩负荷试验研究,结合循环流化床锅炉的自身特点及没有高低旁路的情况下进行甩负荷,探讨如何控制汽温汽压等参数；根据循环流化床锅炉的特点,切断燃料后锅炉仍能维持一定时间的正常燃烧,并保持一定时间内电负荷和床温稳定,待床温及电负荷有下降趋势时,将电负荷甩至零,不致造成甩负荷后锅炉超温超压,即安全门未动作,管壁温度不超限,使锅炉在甩负荷后可迅速接带负荷；通过对甩负荷过程中锅炉燃料系统、烟风系统、汽水系统等参数的理论分析及实际甩负荷试验过程观察,证明循环流化床锅炉具有快速变负荷的特性。     

Study of connected system of automatic control of load and operation efficiency of a steam boiler with extremal controller on a simulation model

The problems of operation effectiveness increase of steam boilers are considered. To maintain the optimum fuel combustion modes, it is proposed to use an extremal controller (EC) determining the value of airflow rate, at which the boiler generating the desired amount of heat will consume a minimum amount of fuel. EC sets the determined value of airflow rate to airflow rate controller (ARC). The test results of numerical simulation dynamic nonlinear model of steam boiler with the connected system of automatic control of load and combustion efficiency using EC are presented. The model is created in the Simulink modeling package of MATLAB software and can be used to optimize the combustion modes. Based on the modeling results, the conclusion was drawn about the possibility in principle of simultaneously boiler load control and optimizing by EC the combustion modes when changing the fuel combustion heat and the boiler characteristics and its operating mode. It is shown that it is possible to automatically control the operation efficiency of steam boilers when using EC without applying the standard flue gas analyzers. The article considers the numerical simulation dynamic model of steam boiler with the schemes of control of fuel consumption and airflow rate, the steam pressure and EC; the purpose of using EC in the scheme with linear controllers and the requirements to the quality of its operation; the results of operation of boiler control schemes without EC with estimation of influence of roughness of thermal mode maps on the nature of static and dynamic connection of the control units of fuel consumption and airflow rate; the phase trajectories and the diagrams of transient processes occurring in the control scheme with EC with stepped changing the fuel quality and boiler characteristics; analysis of modeling results and prospects for using EC in the control schemes of boilers.     

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。     

电厂褐煤预干燥技术探讨

针对目前一些火电厂实行褐煤掺烧,因燃煤中水分过多致使锅炉负荷受到限制的问题,提出采用褐煤预干燥技术以降低燃煤外在水分,解决锅炉燃烧设备与褐煤水分高的矛盾。以1台300 MW机组1 025 t/h锅炉为例,给出了3种褐煤预干燥系统配置,并进行了运行经济性和安全性评估,供相关人员参考。     

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。     

440t/h循环流化床锅炉甩负荷试验研究

为提高大型火电机组运行的安全可靠性，对连州电厂440t／h循环流化床锅炉配135MW汽轮发电机甩50％ECR(额定连续出力)、100％ECR负荷的方法进行了讨论；结合循环流化床锅炉的自身特点，对甩负荷时锅炉燃料系统、烟风系统、汽水系统等参数的变化进行理论分析与研究，探讨汽温汽压、床温床压、流化风量及燃料量的控制方式。严格控制好流化风量、保持一定的床温及提前干预减温水量是循环流化床锅炉甩负荷试验成功的关键。通过总结循环流化床锅炉甩负荷试验时运行方式与控制方法，提出该类型机组快速变负荷时需把握的主要参数，为该类型机组快速变负荷提供指导。     

数据挖掘与锅炉负荷多模型自适应控制研究

针对目前锅炉负荷控制中的难点问题,提出了利用多模型自适应控制策略加现代数据挖掘技术的方法加以解决:前者本着“分而制之”的思想,通过建立覆盖锅炉各种运行工况和操作条件的模型集和选取适当的切换规则,完成各种条件下的负荷自适应控制;后者从锅炉对象实际运行数据入手,利用数据挖掘技术,提取有关锅炉运行状态、操作条件与燃料发热量之间的关联规则,形成相应的专家知识库用于在线获取燃料发热量信息,优化模型集,指导模型切换。仿真试验表明该方法相对于传统方法具有更佳的控制性能。     

燃料调节系统在多燃料燃气锅炉上的应用

燃料调节系统是锅炉MCS的重要组成部分,它调整锅炉燃烧器的燃料量和总风量的合理配比,保证锅炉的燃烧效率和可靠运行。介绍了伊朗TAVAZON机组3种混合气体燃料的燃气锅炉的燃料调节系统的设计方案,同时系统地研究了其工作原理和控制功能。     

机组在低负荷运行下的节能控制方式探讨

对机组在低负荷运行期间存在的主要问题进行了分析,并对燃料的入厂和入炉、锅炉燃烧以及蒸汽的生产和消耗、汽轮机组发电和电力输送等主要生产环节所采取的节能控制方式和低负荷运行期间的安全控制进行了一些有益的探索与实践。使各生产环节中的能源消耗得到了合理控制,实现了节能降耗的目的。     

焚烧垃圾的CFB锅炉的运行调节

介绍了焚烧城市生活垃圾掺烧20%煤的CFB锅炉的运行情况。描述了锅炉负荷、汽温、汽压和汽包水位的调节过程,并详细地说明了燃料量、风量、床温和流化质量等的控制方法。     

一种确定锅炉沿炉膛宽度方向热负荷分布的方法

电站锅炉在运行过程中,炉膛热负荷分布受燃料类型、燃烧方式、炉膛形状等多种因素的影响。针对炉膛热负荷分布难以准确预测的问题,提出了一种确定超超临界墙式切圆燃烧直流锅炉沿炉膛宽度方向热负荷分布的计算方法,将某一工况下管子出口温度作为已知条件,结合系统结构参数进行水动力计算,建立压降计算模型,研究水冷壁系统的流动特性以及炉膛的传热特性,确定水冷壁系统阻力、压降以及流量分布。根据计算结果得到单根水冷壁管沿炉膛宽度方向的热负荷分布规律,并以此为基础,建立热负荷模型,对另一工况进行计算与分析。计算结果表明,本文所提出的热负荷分布计算方法能够准确反映每根管子总吸热量沿炉膛宽度方向的分布,可以应用于锅炉现场运行的安全性分析。     

石门电厂1021T/H锅炉敷设卫燃带探析

石门电厂1021T／H锅炉炉膛原设计无卫燃带。根据实际燃煤和低负荷运行、调峰情况，在火嘴周围适当部位敷设块状拼集凹形卫燃带，改善了着火燃烧条件，使锅炉适应实际燃煤和调峰运行的需要。对当今电力市场探析类似情况的煤粉锅炉有重要意义。     

机组协调控制系统炉侧指令不跟踪的原因分析

中宁发电有限责任公司1号、2号机组多次发生在自动发电控制(Automatic Genera-tion Control,AGC)投入下,机组负荷突降时,炉侧未按机组协调控制系统的指令快速减少燃料量,与机侧动作不一致,最终导致机组超压的现象。针对此问题进行原因分析,结果表明:由于锅炉燃料信号在高限消失时,触发锅炉控制回路主调节器跟踪,抵消了机组负荷指令对锅炉主控的前馈作用。因此,提出了消除主调节器积分饱和及增加对主调节器跟踪限定条件的解决方案,解决方案实施后,协调控制系统运行恢复正常,确保了机组的安全稳定运行。     

超临界锅炉给水流量调节

结合某超临界600MW机组带炉水循环泵内置式起动系统的锅炉给水控制系统实例,在对全负荷范围给水调节过程分析的基础上,介绍了采用蒸发器吸热量及其焓增控制燃水比、分离器出口焓值校正燃水比、一级减温器温降校正给水流量的典型四回路给水控制系统及其工作原理。     

900MW超临界机组协调控制及AGC策略的研究与应用

针对外高桥二厂国内首台超临界900MW机组蓄热能力小、全程滑压运行等特点，在理论分析和现场试验的基础上，对原有的协调控制系统（CCS）和自动发电控制（AGC）策略进行了改进和完善，诸如加快变负荷时给水的响应；变负简时暂时改变主汽压力设定值，以利用锅炉蓄热；燃料、给水超凋采用智能判断等，更好地保证了锅炉与汽轮机之间及锅炉燃料与给水之间的协调动作。现场的实际应用表明，改进后的协调控制系统不仅使机组运行更加稳定，而且有效地提高了机组的负荷响应能力。     

改进型DEB协调控制在大迟延控制对象上的应用

针对神华陕西国华锦界能源有限责任公司(锦界电厂)3号亚临界600MW机组燃料量对主蒸汽压力变化响应的纯迟延长、惯性大的特点,将原机组协调控制系统的单纯直接指令平衡(DIB)控制系统前馈-反馈调节结构优化为改进型直接能量平衡(DEB)控制系统+动态预超调燃料前馈控制结构。应用结果表明,改进后的协调控制系统克服了机组的大迟延环节对主蒸汽压力调节的影响。当机组负荷指令变化时,控制系统快速改变汽轮机调节阀开度,从而消除或减小了锅炉主控对负荷变化响应的迟延;通过合理配置较大比例的动态预超调燃料前馈量,及时提高锅炉蓄热量,减小了主蒸汽压力的动态偏差。DEB控制系统在主蒸汽压力变化前通过锅炉热量信号动态预调节燃料量,使主蒸汽压力快速跟踪其设定值,对长迟延、大惯性系统具有较好的适应性。     

复杂煤质下锅炉燃烧精细化运行技术

混煤掺烧可有效降低火电厂燃料成本,但导致锅炉入炉煤煤质多变且偏离设计煤种。如何在复杂煤质下保障锅炉安全、经济、环保运行,是火电厂亟待解决的重要问题。分析了当前锅炉燃烧涉及的制粉、配风、设计制造等环节的主要瓶颈问题,提出了从燃料输入的优化、锅炉燃烧设备优化改造、燃烧精细运行控制三个方面紧密协同优化的整体解决方案。重点研究和探讨了实现煤粉侧精细控制、炉内精细配风的关键监测及优化运行技术及发展应用现状。锅炉燃烧优化是一个复杂的系统工程,给出的方案为火电厂实施燃烧优化工程提供了必要的设计指导和参考。     

基于动态线性自回归预测及燃烧状态观测器的锅炉控制系统

针对火电机组锅炉控制系统由于燃烧过程滞后而导致的主蒸汽压力波动大等问题,提出了一种新型的锅炉控制系统。利用改进线性自回归预测算法及燃烧状态观测器,分别从压力变化及燃烧过程角度对燃料量需求值进行修正,将修正信号作为前馈引入锅炉控制系统以提高机组主蒸汽压力的稳定性。以可编程控制器作为硬件平台,依据自动发电控制（AGC）考核内容在APROS仿真平台上针对某300 MW机组的高低负荷段分别进行10%MCR和5%MCR单向升降负荷试验,结果表明,基于动态线性自回归预测及燃烧状态观测器的新型锅炉控制系统在提高机组负荷响应速度的同时保证了主蒸汽压力良好的跟随性,提高了机组的AGC响应能力和品质,具有一定的工程应用价值。     

高低差速床低倍率循环流化床锅炉及系统

通过对循环流化床锅炉的设计实践及对实际运行情况的考察,总结出根据电厂的燃煤特性、热负荷情况选择不同特点的循环流化床锅炉,并能针对各类煤种特性及锅炉入炉煤要求的粒度不同,设置合理的制煤系统.     

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。