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      沙角C電廠#2鍋爐氧量補(bǔ)償控制策略的改進(jìn)

      2011-09-04 10:26:56白福常
      綜合智慧能源 2011年9期
      關(guān)鍵詞:煙溫氧量磨煤機(jī)

      白福常

      (1.武漢大學(xué),湖北 武漢 430072;2.沙角C電廠,廣東 東莞 523936)

      1 控制策略改進(jìn)原因

      沙角C電廠#2鍋爐是美國ABB-CE公司設(shè)計(jì)制造的亞臨界、一次再熱、單汽包、控制循環(huán)、單爐膛、Π形露天布置、四角雙切圓燃燒、固態(tài)排渣煤粉爐,與660 MW汽輪發(fā)電機(jī)組配套,自1996年開始投入商業(yè)運(yùn)行。

      在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),原設(shè)計(jì)的送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)中氧量補(bǔ)償部分不能很好地適應(yīng)負(fù)荷及煤種的變化,比實(shí)際值要高,造成風(fēng)機(jī)負(fù)荷加重,爐膛熱量損失嚴(yán)重。經(jīng)研究決定,在沙角C電廠#2鍋爐氧量補(bǔ)償系統(tǒng)增加自適應(yīng)控制策略。

      2 主要控制策略

      鍋爐原氧量控制策略為:氧量設(shè)定值既可以在CASC(串級(jí))方式下按給定數(shù)值(見表1)進(jìn)行控制,也可以手動(dòng)設(shè)定,設(shè)定下限為2.0%;實(shí)際氧量值為兩側(cè)氧量中值的平均值。

      2.1 修改后的控制策略

      圖1為修改后的控制策略。在CASC方式下,對(duì)原氧量設(shè)定值的計(jì)算邏輯進(jìn)行細(xì)化,增加某些特定運(yùn)行條件下的氧量補(bǔ)償,使氧量設(shè)定值適應(yīng)不同煤種和不同的運(yùn)行狀況。

      氧量設(shè)定值既可以CASC方式設(shè)定,也可以手動(dòng)方式設(shè)定;氧量設(shè)定值下限為2.5%。

      圖1 修正后的鍋爐氧量控制策略

      2.1.1 結(jié)焦煤種補(bǔ)償邏輯

      對(duì)于易結(jié)焦煤種,采用“空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙溫平均值”作為判別參數(shù),其補(bǔ)償邏輯的設(shè)計(jì)原則是:在一定負(fù)荷條件下,當(dāng)“空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙溫平均值”大于一定值或“10 min前、后的空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙溫差值”大于一定值時(shí),即認(rèn)為鍋爐燃用的是易結(jié)焦煤種,需要進(jìn)行氧量補(bǔ)償。

      氧量補(bǔ)償邏輯如下:

      (1)實(shí)時(shí)計(jì)算煙溫差值。

      t時(shí)刻的煙溫平均值=t時(shí)刻的空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙溫各測(cè)點(diǎn)平均值(剔除壞點(diǎn)和不穩(wěn)定點(diǎn)),

      煙溫差值=t時(shí)刻的煙溫平均值-(t-10 min)時(shí)刻的煙溫平均值。

      (2)煙溫差值 <0.5℃且 t時(shí)刻的煙溫平均值≤375℃,輸出0。

      (3)煙溫差值 <0.5℃且 t時(shí)刻的煙溫平均值>375℃,輸出+0.2%。

      (4)0.5℃≤煙溫差值<0.8℃且t時(shí)刻的煙溫平均值 ≤375℃,輸出+0.2%。

      (5)0.5℃≤煙溫差值<0.8℃且t時(shí)刻的煙溫平均值>375℃,輸出+0.4%。

      (6)煙溫差值≥0.8℃且 t時(shí)刻的煙溫平均值≤375℃,輸出+0.4%。

      (7)煙溫差值≥0.8℃且 t時(shí)刻的煙溫平均值>375℃,輸出+0.6%。

      (8)該邏輯起作用的條件為:負(fù)荷>500 MW且10 min前、后負(fù)荷差值<20 MW。

      2.1.2 磨煤機(jī)組合的氧量補(bǔ)償邏輯

      C,D,E,F(xiàn)磨煤機(jī)開啟,B磨煤機(jī)停止,輸出 +0.1%;B,C,D,E,F(xiàn) 磨煤機(jī)開啟,輸出 +0.2%;其他磨煤機(jī)組合,輸出0。

      2.1.3 鍋爐升、降負(fù)荷補(bǔ)償邏輯

      有升、降負(fù)荷指令,輸出 +0.5%;無升、降負(fù)荷指令,輸出0。

      2.1.4 補(bǔ)償值邏輯

      補(bǔ)償值邏輯:取結(jié)焦煤種補(bǔ)償、磨煤機(jī)組合的氧量補(bǔ)償、鍋爐升降負(fù)荷補(bǔ)償3個(gè)輸出值的最大值。

      2.1.5 氧量設(shè)定值邏輯

      CASC方式時(shí),為基本氧量值+補(bǔ)償值;退出CASC方式時(shí),手動(dòng)設(shè)置氧量,氧量設(shè)定范圍為2.5% ~6.5%。

      2.2 實(shí)測(cè)氧量修正

      對(duì)實(shí)測(cè)氧量進(jìn)行修正,增加實(shí)測(cè)氧量的修正邏輯,使實(shí)測(cè)氧量反映實(shí)際氧量。

      實(shí)測(cè)氧量修正的實(shí)施方案如圖2所示,在原邏輯(取每側(cè)氧量測(cè)點(diǎn)的中值,然后對(duì)兩側(cè)氧量中值取平均)的基礎(chǔ)上,增加氧量修正值F(x)

      式中:x為修正前的氧量平均值,%。修正后的氧量作為實(shí)測(cè)氧量。

      圖2 實(shí)測(cè)氧量修正邏輯

      2.3 FF輔助風(fēng)控制邏輯修改

      FF輔助風(fēng)原邏輯為:F磨煤機(jī)停運(yùn)時(shí),F(xiàn)F輔助風(fēng)全關(guān);F磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí),F(xiàn)F輔助風(fēng)納入爐膛風(fēng)箱差壓控制。

      現(xiàn)修改為:F磨煤機(jī)停運(yùn)或運(yùn)行時(shí),F(xiàn)F輔助風(fēng)均納入爐膛風(fēng)箱差壓控制。

      2.4 燃盡風(fēng)門開度控制邏輯修改

      當(dāng)#2鍋爐實(shí)施經(jīng)濟(jì)氧量運(yùn)行時(shí),鍋爐的總風(fēng)量將在目前基礎(chǔ)上下降7%~8%,在燃盡風(fēng)門自動(dòng)的條件下,燃盡風(fēng)門開度也隨之關(guān)小約10%,從而影響NOx排放質(zhì)量濃度的降低。為此,對(duì)燃盡風(fēng)門開度控制曲線進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?,見?。

      表2 #2鍋爐燃盡風(fēng)門開度修正前、后數(shù)值對(duì)比 %

      3 結(jié)束語

      目前,在很多電站鍋爐氧量設(shè)定只是負(fù)荷的簡(jiǎn)單函數(shù),當(dāng)機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行或運(yùn)行工況發(fā)生較大變化時(shí),氧量設(shè)定值沒有考慮鍋爐燃燒狀況、煤種變化對(duì)氧量需求的變化,按常規(guī)氧量控制會(huì)造成鍋爐的各項(xiàng)主要熱損失增加以及送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性下降,甚至使燃燒過程嚴(yán)重惡化、供電煤耗率明顯增加。因此,當(dāng)機(jī)組運(yùn)行工況、煤種發(fā)生變化時(shí),需要對(duì)最佳煙氣含氧量設(shè)定值進(jìn)行修改,由運(yùn)行人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)氧量設(shè)定值進(jìn)行修正的方法有很大的隨意性,很難保證鍋爐在最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。

      本文介紹的修正方案可使鍋爐在不同負(fù)荷和運(yùn)行工況下既能保證燃料的充分燃燒,又能使燃燒過程中各項(xiàng)熱損失及送、引風(fēng)機(jī)消耗的廠用電減少,實(shí)現(xiàn)對(duì)電站燃煤鍋爐燃燒過程的優(yōu)化控制,提高鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,有效降低鍋爐的污染物排放,取得了很好的環(huán)保效益。

      該方案在機(jī)組升、降負(fù)荷時(shí)可有效防止壁溫超溫,在燃用易結(jié)渣煤種時(shí)降低煙氣溫度和結(jié)渣速率等方面具有一定的作用,適應(yīng)了煤種和某些運(yùn)行工況的變化,具有自適應(yīng)功能,目前已推廣應(yīng)用到沙角C電廠的另外2臺(tái)機(jī)組。

      在機(jī)組投入AGC運(yùn)行時(shí),AGC對(duì)機(jī)組負(fù)荷的調(diào)節(jié)有時(shí)過于頻繁且幅度小,導(dǎo)致升、降負(fù)荷的氧量補(bǔ)償值也動(dòng)作頻繁,這在實(shí)際運(yùn)行中是不必要的。因此,需要對(duì)該補(bǔ)償邏輯進(jìn)行修改,在邏輯中增加升、降負(fù)荷幅度的判斷,只有在機(jī)組升、降負(fù)荷超過一定幅度時(shí),才需要對(duì)經(jīng)濟(jì)氧量進(jìn)行補(bǔ)償。

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