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亚临界机组异常工况下的自动控制策略优化

来源:-- 作者:-- 浏览:643

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摘要: 一、机组RB工况   在常规设计中,当机组发生RB时协调控制系统由协调控制方式切换至汽轮机跟踪(TF)方式,将锅炉主控、燃料主控及各给煤机控制均切换至手动控制方式,并按照事先计算的煤量改变给煤机的指令。但是,这样在不同工况下对控制系统的调节品质影响较大,且锅炉侧切除自动控制方式不利于在系统稳定后的快速恢复。对此,在机组发生RB时汽轮机主控继续调节蒸汽压力,锅炉主控调节机组负荷,负荷设定值为RB的目

  一、机组RB工况

  在常规设计中,当机组发生RB时协调控制系统由协调控制方式切换至汽轮机跟踪(TF)方式,将锅炉主控、燃料主控及各给煤机控制均切换至手动控制方式,并按照事先计算的煤量改变给煤机的指令。但是,这样在不同工况下对控制系统的调节品质影响较大,且锅炉侧切除自动控制方式不利于在系统稳定后的快速恢复。对此,在机组发生RB时汽轮机主控继续调节蒸汽压力,锅炉主控调节机组负荷,负荷设定值为RB的目标值,减小原负荷设定值切换到RB负荷目标值的跟踪速率,延长RB负荷目标值切换时间,这样可使保留的磨煤机给煤量加大,从而稳定锅炉燃烧。当机组的实际负荷与RB目标负荷相同时,协调控制系统自动使负荷设定值瞬时跟踪其目标值,按照正常工况下的方式投入协调控制方式,即由锅炉主控调节主蒸汽压力,汽轮机主控调节机组负荷。此时,如果汽轮机主控继续调节主蒸汽压力,则负荷设定值与实际负荷值之间将会出现较大偏差,汽轮机调节阀开度继续减小,从而影响机组运行的稳定性。

  值得注意的是,汽轮机主控调节主蒸汽压力时PID参数不宜变化太快,因为主蒸汽阀开度的快速减小,对锅炉汽包水位的扰动较大,易使汽包水位控制提前退出自动控制方式。发生RB时,由于锅炉燃烧工况波动较大,使冗余的压力测量偏差增大,导致部分控制系统退出自动控制方式。对此,在发生RB时,控制系统应屏蔽退出自动控制方式的条件,防止自动控制方式提前解列,以保证机组的正常运行;如磨煤机一次风压力低、密封风压力低等跳闸磨煤机等保护动作的延时应适当加长,防止因风压的瞬时变化导致辅机跳闸;对风机的调节静叶(动叶)开度进行限制,防止风机跳闸。

  采用上述方案对华能铜川电厂2号机组控制系统进行改进和试验验证。引风机RB的目标负荷为350MW,降负荷速率为300MW/min。试验前,机组负荷为449MW,协调控制方式,主蒸汽压力为15.4MPa, 炉膛负压为-127Pa,给煤量为204t/h,手动停止A引风机。试验结果见表1。

  

 

  二、给煤机断煤控制

  给煤机断煤对机组运行的影响主要有:磨煤机出口温度高导致磨煤机跳闸;磨煤机入口冷、热风挡板调节不当使大量冷风进入炉膛,影响锅炉燃烧,或者影响相邻火焰检测,使相邻磨煤机跳闸,甚至造成锅炉灭火。对此,将给煤机断煤控制逻辑修改为:给煤机跳闸后,屏蔽磨煤机风量低保护信号,禁止磨煤机风量低保护跳闸磨煤机;给煤机断煤时,立即将给煤机煤量控制切换为手动控制方式,并保持最小给煤量。给煤机断煤后,磨煤机风量、出口温度控制为自动控制方式,磨煤机热风量调节器的设定值自动保持磨煤机最小煤量时的对应值,使磨煤机热风挡板在自动控制方式作用下关小;给煤机断煤后,通过协调控制系统自动增加其它给煤机的给煤量,对锅炉主蒸汽压力不会造成较大影响。

三、机组背压大幅升高控制

  对于空冷机组,如果夏天遇到大风天气时机组背压将大幅升高,此时协调控制系统由自动控制方式切换至手动控制方式。为了使协调控制系统在机组背压将大幅升高(升高幅值根据机组特性而定)时保持自动控制方式,在协调控制系统的汽轮机主控、锅炉主控上叠加一个机组背压升高与负荷的函数,使机组快速减负荷。

  四、高压加热器解列控制

  当高压加热器解列时,因抽汽量减少使机组负荷瞬时升高。在机组协调控制作用下,汽轮机主控自动减小调节阀开度,使机组主蒸汽压力瞬时升高,锅炉主控减小给煤量。由于高压加热器的解列,使给水温度降低,从而使得锅炉燃料量增加,以补充高压加热器解列时的能量损失。但是,高压加热器解列时协调控制系统的作用相反,使机组产生很大的扰动。对此,在协调控制系统中增加对高压加热器解列时的控制功能,即高压加热器解列时协调控制系统的锅炉主控和汽轮机主控的设定值跟踪测量值(锅炉主控和汽轮机主控的输出保持不变),延时180s(可调),待工况稳定后,协调控制系统切换至TF方式,使机组进入下一个平衡状态。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67