600MW超临界直流炉机组控制王玉山.ppt

600MW超临界直流炉 机组控制特性分析 600MW超临界直流炉机组控制特性分析 华北电科院有限责任公司 热控技术研究所 王玉山 一、国际上超临界机组的现状 二、目前超临界机组的发展方向 二、国内500及以上超临界直流炉机组投运情况 三、超临界直流炉的控制特点－启动系统 理论上认为：在临界点（22.129MPa、温度374℃），水的汽化会在一瞬间完成，即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的两相区存在，两者的参数不再有区别。由于在临界参数下汽水密度相等，因此在临界压力下无法维持自然循环，不能再采用汽包锅炉，直流炉成为唯一的型式。 三、超临界直流炉的控制特点－滑压运行 现代超临界锅炉的重要特点是－变压运行 现代超临界机组采用复合变压运行的方式，即在高负荷及低负荷区，负荷调节采用改变汽轮机调节阀开度的方式，而蒸汽压力保持不变；在中间负荷范围，采用变压运行，用改变锅炉主蒸汽压力的方式调节负荷。 三、超临界直流炉的控制特点－启动系统 强烈的非线性是超临界机组又一主要特征 超临界机组采用超临界参数的蒸汽,其机组的运行方式采用滑参数运行，机组在大范围的变负荷运行中，压力运行10MPa～25MPa.之间。超临界机组实际运行在超临界和亚临界两种工况下，在亚临界运行工况给水具有加热段、蒸发段与过热段三大部分，在超临界运行工况汽水的密度相同，水在瞬间转化为蒸汽，因此在超临界运行方式和亚临界运行方式机组具有完全不同的控制特性，是复杂多变的被控对象。 三、超临界直流炉的控制特点－启动系统 减温是临时手段，最终还要通过维持合理的煤水比来控制主汽温度 喷水减温实质上是调整工质流量在水冷壁和过热器之间分配比例，减温水量一般占额定给水流量的10％，下图给出了不同的工质流量分配比例对各区段工质温度的影响。减温水量的变化改变了进入省煤器和水冷壁的给水量，这一区段的热量/水量比值随之改变，因而区段内工质温度发生了相应变化。但无论减温水有多大的变化，因进入锅炉的总给水流量未改变，即燃水比未改变，稳态时锅炉出口过热汽温也不会改变，也就是说减温水只能改变瞬态的过热汽温。显然最终的主汽温度的控制还需要燃烧比来控制。 三、超临界直流炉的控制特点－汽机调门扰动 三、超临界直流炉的控制特点－锅炉燃料扰动 三、超临界直流炉的控制特点－锅炉给水流量扰动 三、超临界直流炉的控制特点－汽包炉的控制 汽包炉中，汽包把汽水流程分为加热段、蒸发段和过热段，三段受热面的位置和面积是固定不变的，在给水流量变化时，仅影响汽包水位，不影响蒸汽压力和温度。而燃烧量变化时仅改变蒸汽流量和蒸汽压力，对蒸汽温度影响不大，因此给水、燃烧、蒸汽温度控制系统是可以相对独立的，可以通过控制给水流量、燃烧率、喷水流量分别控制汽包水位、蒸汽流量和蒸汽压力。 三、超临界直流炉的控制特点－直流炉 四、超临界直流炉的控制策略 压力控制是直流锅炉控制系统的关键环节，压力的变化对机组的外特性来说将影响机组的负荷，对内特性来说将影响锅炉的温度。因为直流炉蓄热较小，调门变化时引起的负荷变化较小，而且压力变化较大，对机组的负面影响较大 ，所以国外的资料中更推荐在超临界机组中采用机跟炉为基础的协调方式，协调锅炉与汽机的控制。但是在该方案的设计中应该充分考虑利用锅炉的储能加快机组对负荷的响应。 四、超临界直流炉的控制策略 四、超临界直流炉的控制策略－启动系统 五、超临界直流炉给水控制的典型方案 六、三井巴布科克 超临界直流炉协调控制思想 三井巴布科克直流炉协调控制系统原理图 6.1、 协调控制画面 6.1A、 直流炉给水系统图 6.1B、给水控制系统原理图1 6.1B 、给水控制系统原理图2 6.2A 、锅炉启动系统图 6.2B 、锅炉给水再循环和分离器水位原理图 6.3A 、直流炉风量控制系统 6.3B 、氧量及过量空气系数控制原理图 6.3C 、过燃风（OFA）控制原理图 6.3D 、燃烧器二次风控制系统原理图 6.4A 、一级减温水控制原理图 6.4B 、二级减温水控制原理图 6.1C、给水控制系统原理说明1 省煤器入口给水流量加减温喷水流量必须与蒸汽流量相适应。这个基本要求还通过过热汽温控制来调节，以维持负荷变化后在分离器出口的焓。蒸汽和给水及喷水流量会使炉膛内系统的蒸发点移动。 6.1C、给水控制系统原理说明2 焓值解耦回路 焓值控制器的输出的任何变化将会立刻影响给水量，而后由于锅炉入口和出口焓值的改变将需要改变燃烧率。这将依次改变水蒸汽回路的焓值，而且可能会出现不稳定的工况。这个焓值解耦逻辑把这种影响减到最小。 6.1C、储水箱液位控制原理说明 工作原理 汽水混合物进入分离器容器，蒸汽流向过热器，水流向储水箱。在负荷非