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“前馈-反馈理论”在脱硫增压风机动叶自动系统中的应用
洪 兵
浙江国华浙能发电有限公司(邮编:315612)
摘要: 本文主要介绍“前馈-反馈理论”在国华宁海电厂脱硫增压风机动叶自动系统中的应用。脱硫增压风机作为脱硫系统最关键的设备之一,而增压风机动叶自动作为增压风机最重要的控制系统,其运行的优劣是直接关系脱硫系统乃至主机系统安全运行的关键,一般利用锅炉总风量作为前馈,使增压风机动叶能能快速反应,保证机组烟气的畅通和系统的稳定,再利用旁路档板差压作为被调量,微调增压风机动叶,保证烟道出口为微正压,使烟气能顺利排除。
关键词:前馈-反馈,自动调节,增压风机
引言
随着火力发电机组的容量越来越大和参数越来越高,以及国家对环保要求越来越严格,脱硫岛作为新建机组必不可少的一部分,其地位和重要性越来越显现。特别是现在新建的亚临界和超临界的600MW的主力机组和超超临界的1000MW机组,在这些新机组和新电厂的脱硫建设和投运的同时,脱硫岛已在越来越多的投运火电机组上进行新增、改造。而脱硫增压风机作为脱硫系统最关键的设备之一,增压风机动叶自动作为增压风机最重要的控制系统,其投入的优劣是直接关系脱硫系统乃至主机系统安全运行的关键,其一能保证脱硫系统在最合适的工况下运行,能保证机组的脱硫效率;其二脱硫自动投入的优劣还极大保证了机组的安全稳定发电;其三能大大减轻运行人员的劳动强度,提高了劳动效率。浙江国华宁海电厂一期4X600MW机组脱硫技术使用的是日本川崎公司的-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前应用最广泛的一种脱硫技术,其原理是采用石灰石粉制成浆液作为脱硫吸收剂,与进入吸收塔的烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙、以及鼓入的氧化空气进行化学反应,最后生成石膏。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,利用脱硫增压风机的压头将烟气经烟囱排入大气。
国华宁海电厂增压风机动叶调节系统设计简介
增压风机动叶调节系统的目的是把锅炉引风机排出的烟气送入脱硫吸收塔,烟气反应后安全排出到烟囱,如果该动叶调节不佳,过大或过小,将影响机组炉膛负压,对机组安全运行不利。
国华宁海电厂脱硫系统与其他电厂脱硫系统不同,取消了GGH,烟囱也是正压湿烟囱,机组在BMCR正常运行情况下,FGD出口压力要比入口高300Pa,这样要保证机组在各种条件下(包括需要旁路挡板定期打开以活动挡板执行机构情况)都没有烟气回流,是一个比较复杂的问题,甚至可能需要引风机参与调节。对此在设计增压风机动叶自动调节回路时,采用“前馈-反馈理论”对控制回路进行优化设计,其中增压风机控制的关键应考虑以下要素:
第一:保持锅炉风烟系统物质均匀性。这样,增压风机和锅炉引风机的控制就将解耦,而不至互扰。
第二:保证FGD出口压力大于锅炉湿烟囱要求的排放压力,以保证烟气通过FGD后能顺利通过烟囱排入大气。对于取消了GGH的脱硫系统必须满足此要求。
第三:使增压风机电耗水平近可能低 = 即:控制烟气回流尽可能少。
根据上述三点要求,增压风机闭环控制系统原理逻辑设计如下:
1.对于设计有两台增压风机的脱硫系统增压风机控制回路:
上述设计逻辑的有关说明如下:
FX1通道:实现锅炉风烟物质均匀性控制,是增压风机的主前馈控制信号。控制作用量占整个增压风机烟气流量的80%以上。
FX2 通道:鼓泡塔烟气浸入深度补偿信号。对于喷淋塔没有用。
PID通道:实现锅炉烟囱排放压力控制要求,是增压风机的闭环控制信号。该回路以FGD出口烟气压力为控制量,以确保烟囱的排气压力要求。由于取消了GGH,FGD排出的是50℃左右的湿烟气,因此,该回路尽可能一直投入闭环自动控制,不论烟气旁路挡板是否关闭,犹于锅炉气包水位控制系统中的水位信号一直投入自动控制一样。
FX2 通道:鼓泡塔烟气浸入深度补偿信号。对于喷淋塔没有用。
增压风机闭环控制参数:可以是:FGD出口压力、增压风机入口压力、旁路挡板差压三个参数其中之一,根据具体项目的特点选择。各个参数基本特点如下:
采用“FGD出口压力”作为控制参数 :其特点是保证烟气的排放压力满足烟囱排放压力要求。在调试中,通过调整“F
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