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电力行业燃煤机组热控调节系统运行情况调研与展望[1]

为探讨热控调节品质对机组节能降耗的影响,推动热控调节品质优化工作的健康发展，电力行业热工自动化技术委员会在各发电集团和有关电科院的协助下，通过书面函调查、近20家电厂实地调研和举办电力行业热控调节品质优化专题论坛三种形式，对热工自动调节系统品质与《辅助服务补偿细则》和《电厂并网管理细则》（以下简称二个细则）考核情况进行了调研，本文就调研情况进行了总结提炼，供同行进行热工控制系统优化、提升调节品质和节能降耗减排工作空间时参考。

热控调节系统运行情况调研

调节系统存在问题

目前电力行业大多数机组的热控调节系统，仍采用传统PID控制，虽然有少数机组应用优化软件对控制系统进行优化，但由于底层设备原因，加上优化软件适应国情应用环境尚不理想，导致控制系统调节品质与机组运行需求存在很大距离，调研中反映的具体问题主要有：

煤种变化与煤种质量因素[2]

燃烧的煤种离线测量滞后于燃烧控制需要，在线测量研究刚起步尚未进入实用，由于煤种变化大、混烧现象严重又得不到控制系统的及时响应调整，影响燃烧稳定性而导致主蒸汽和再热蒸汽温度、主蒸汽压力及协调控制品质差，被控参数波动幅度大，使得大部分电厂都得借助运行人员的手动干预才能使参数回归定值；此外煤种质量差不但引起控制品质变差，还易引起出力下降或炉膛燃不稳而导致熄火，如某机组有时候需要六台磨煤机同时运行才能带足机组负荷且炉膛结焦现象加重，塌焦又引起炉膛压力保护动作，对锅炉的安全和经济运行造成较大影响。

控制策略不适应控制需求

调研中的一些机组，控制参数波动频繁，历史记录中的扰动过程主要参数变化记录收集于表1。从表中可见控制参数偏离控制值过大，其原因除煤种变化外、主要是控制策略不适应控制的需求、

表1扰动过程中主要参数变化记录

机组容量与

AGC试验速率

过程

负荷目标值（MW）

实际负荷偏差（MW）

主汽压偏差值（MPa）

主汽温

（℃）

再热汽温（℃）

某660MW超超临界，速率1.0%Pe/min

扰动前稳态值

480

0.1

3

4

降负荷最大值

480-600

0.7/-0.6

5/-18

9/-21

某700MW超超临界，

1.%Pe/min

扰动前稳态值

560

3/0

0.8

4

降负荷最大值

560-500

+27/-16

+1.3/-1.8

+5.6/-26

升负荷最大值

520/620

+9/-45

+0.75/-1.8

+5/-28

某1000MW超超临界，速率1.5%Pe/min

扰动前稳态值

901

10/-6

0.6/-0.4

5.5/-6.1

5/-6

降负荷最大值

901/750

3/-12

0.55/-0.82

3/-12

+5/-15

升负荷最大值

650/972

0.75/-0.85

3/-26

+5/-12

某630MW超临界，速率

0.5%Pe/min

扰动前稳态值

500

0.3

602

升负荷最大值

500～560

7.6/-8

0.75/-0.5

+10/-5

(中间点温度)

某600MW超临界，速率1.5%Pe/min

扰动前稳态值

540

0

升负荷最大值

540→580

1.3/-1.4

控制参数测量

一、二次风量测量不准、灰堵，影响燃烧和磨煤机自动调节效果；启停磨煤机过程中的煤量预测计算不理想对协调控制系统产生较大扰动，汽包水位测量偏差大影响水位自动调节品质；转速测量精度低影响一次调频控制效果。部分测点的设计安装位置不能保证测量的准确性（如某汽机转速测量的安装位置不合理，使得转速测量不稳定，，一次调频考核达不到指标），或不便于检修维护，造成参数异常时得不到及时处理，影响了控制系统的正常运行。

设备选型、设计缺陷

设备选型或设计不合理，造成自动系统投入困难，如除氧器上水阀在自动调节过程中造成管道振动大，凝泵变频由于电机的原因在转速低时振动大，调节区域小，母管压力偏高或偏低，影响了机组的经济性运行。执行机构老化故障率高，控制精度低，导致响应动作缓慢；部分调节阀门内漏大、档板线性和稳定性差，调节特性和来回变差不满足控制系统调节要求。

调整维护不及时

调研中发现，调整维护不及时是导致控制系统品质不满足规程指标要求的原因之一，如某机组历史曲线显示，控制参数动静态品质都不理想。但通过交流了解到，该地区考核相对较宽松，电科院服务中没有机组检修后进行控制系统调整试验的项目，而厂热工专业在这方面又比较薄弱，所以基建投产和检修后，很少进行控制系统规范性试验和参数调整优化工作。而有的电厂，控制系统的试验与调整维护又全部依赖于当地电科院，电厂人员很少根据品质变化进行调整。

调度信号

机组性能试验表明，当机组负荷低于80%额定负荷时，高压缸效率明显下降，引起机组热耗率