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TPRI TPRI 超临界机组协调控制策略简介 热控调试研究所 2017年2月6日 控制目的 协调控制策略 主要控制回路 控制难点 介绍内容 控制目的 在满足机组负荷指令的前提下，维持主汽压力与设定值偏差较小，即满足电网负荷需求，维持机炉之间的能量平衡； 控制给水量与燃料量的配比在合理范围内，保证汽水分离器入口蒸汽过热度、主蒸汽温度为设定值，通常考虑升负荷、降负荷、稳态及RB等多种工况的要求； 保持不同负荷段减温水量与给水量的配比，确保水冷壁的温度不超温； 保持最佳燃烧工况，主蒸汽压力运行平稳，锅炉具有最高的效率； 保证制粉、风烟等系统的安全及稳定运行。 机组运行方式 机组采用定-滑-定方式运行。汽轮机冲转至30%负荷阶段定压运行，30%至100%负荷段（直流运行工况）滑压运行，100%负荷以上定压运行。 机组协调控制系统在锅炉转为干态运行后投入。 机组协调控制策略 将汽轮机和锅炉作为整体进行考虑，采用间接能量平衡的控制策略（IEB），通过主蒸汽压力协调汽轮机能量需求及锅炉能量输出之间的平衡。 通过前馈/反馈、连续/断续、非线性、方向控制等控制方式的结合，协调机组功率与机前压力、负荷需求与实际 出力之间的平衡。 根据电网负荷要求和机组运行状态决定机组负荷指令、锅炉负荷指令及汽轮机负荷指令，从而控制锅炉燃烧率和汽轮机的蒸汽流量。 机组协调控制策略 机组的负荷指令形成锅炉主控指令和汽轮机主控指令。汽轮机主控指令的变化引起高压调节汽门的开度变化，从而改变汽轮机出力，调节实发功率为电网需求。锅炉主控指令的变化引起锅炉侧水、煤、风的协同变化，从而改变锅炉燃烧率，调节主汽压力为设定值，维持机、炉间的能量平衡。 通过分离器入口焓值（温度）的偏差控制修正给水流量（或燃料量）以获得给水流量和燃料量的最佳配比状态。作为事故预防手段，当分离器入口温差过大时适当的对燃料量予以调整。 锅炉主控指令代表锅炉负荷。 协调方式下锅炉主控指令由机组负荷指令及主汽压力偏差校正量形成。 根据机组不同负荷阶段采用变参数控制，对稳态及变负荷工况时的调节参数予以区分，以适应不同工况时锅炉特性。 湿态时跟踪机组负荷。 干态且燃料控制手动时，跟踪燃料量转换的MW值。 RB时，根据RB目标值及速率下降。 主要控制回路—锅炉主控 主要控制回路—机组变负荷前馈 不同负荷下机组输入及输出能量的静态平衡是由给水、燃料和风量等相应的子控制回路指令信号维持。考虑到机组变负荷过程中能量的动态平衡，并提高锅炉响应速度，在变负荷过程中对锅炉给水、燃料、风量等控制引入变负荷前馈功能。 所有前馈量以负荷变化率的微分为核心。 前馈信号根据机组负荷升、降分别设置。 给水前馈要兼顾动态过程的过热度及主汽压力响应速度。 总风量前馈总是增加方向，以保证锅炉富氧燃烧。 根据负荷区间区分前馈量大小。 合理使用“刹车”功能。 通过观测变负荷发生时及变负荷过程中压力偏差实时修正前馈量。 主要控制回路—水煤比控制 分离器入口焓值（或温度）的控制即水煤比控制是直流锅炉控制的核心，通过分离器入口温度的偏差控制修正机组的给水流量与燃料量的配比为最佳状态。 铜陵电厂6号机组水煤比采用“水跟煤”的控制策略，锅炉干态运行时，中加点焓值调节器的输出用于修正给水流量设定，在此基础上，当水冷壁温度过高时，超驰减少焓值设定，增加给水，防止超温保护动作，作为事故预防的手段。 控制难点—滑压曲线的选择 直流锅炉采用滑压运行，负荷对应的主蒸汽压力设定比较严格。滑压曲线的设定必须满足AGC指令下汽轮机对电网负荷指令有足够的调节裕量，优先保证负荷调节；同时保证炉侧分离器入口温度或焓值与设定的主蒸汽压力相对应，确保水冷壁不超温、主蒸汽温度可控。 选择合理的滑压曲线后才能确定分离器入口温度或焓值的设定曲线，以保证正确的水煤比控制。 控制难点—水煤比控制 水煤比控制的品质直接影响机组的安全运行，特别是机组变负荷过程、RB过程中动态燃料量与给水流量的配比已成为直流炉运行的核心问题。 中间点焓值（或温度 ）设定函数的确定、变负荷过程燃料与给水配比、减温水对给水修正、不同工况给水滞后时间、煤质发热量校正（BTU）等因素均对水煤配比关系具有不同程度的影响。 谢谢！ TPRI TPRI