岱海電廠600WM凝結(jié)水節(jié)流參與一次調(diào)頻探討

武波

摘要：凝結(jié)水節(jié)流是針對(duì)發(fā)電廠自動(dòng)控制提出的一項(xiàng)新型的控制技術(shù)，其目的是降低調(diào)門的節(jié)流損失，提升機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過對(duì)岱海電廠一期2號(hào)機(jī)組靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來探索是否可以參與一次調(diào)頻功能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明凝結(jié)水節(jié)流改變抽汽響應(yīng)負(fù)荷變化的能力能夠達(dá)到12MW/min，滿足華北電網(wǎng)的要求，但是對(duì)于參與一次調(diào)頻功能來說，尚顯能力不足。

中圖分類號(hào): TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

引言

所謂采用凝結(jié)水節(jié)流技術(shù)是指在機(jī)組變負(fù)荷時(shí)，在凝汽器和除氧器允許的水位變化內(nèi)，改變凝泵出口調(diào)門的開度，改變凝結(jié)水流量，從而改變抽汽量，暫時(shí)獲得或釋放一部分機(jī)組的負(fù)荷，如加負(fù)荷時(shí)，關(guān)除氧器上水調(diào)門，減小凝結(jié)水流量，從而減小低加的抽汽量，增加蒸汽做功的量，使機(jī)組負(fù)荷增加，減負(fù)荷時(shí)反之亦然。

基于凝結(jié)水節(jié)流的負(fù)荷調(diào)節(jié)，采用“全滑壓、改變凝結(jié)水流量”的變負(fù)荷控制策略，能夠提高機(jī)組的效率。這種控制策略下，盡量全開或者全關(guān)機(jī)組調(diào)門，通過改變凝結(jié)水流量來滿足機(jī)組瞬間的負(fù)荷升降要求，而不是通過調(diào)門的改變，從而使得調(diào)門節(jié)流損失大大降低。岱海發(fā)電公司在2010年對(duì)2號(hào)機(jī)組進(jìn)行了凝結(jié)水節(jié)流控制的各項(xiàng)試驗(yàn)，取得了各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為節(jié)流技術(shù)的實(shí)施取得技術(shù)性的數(shù)據(jù)。

1 凝結(jié)水節(jié)流控制原理

機(jī)組運(yùn)行最佳方式是在汽機(jī)效率特性的允許下，使得汽機(jī)調(diào)門盡量足夠地打開，以減少節(jié)流損失。換句話說：在凝結(jié)水節(jié)流控制過程中，負(fù)荷的變化是通過改變凝結(jié)水流量控制閥來替代改變汽機(jī)調(diào)門的開度，以便汽機(jī)調(diào)門不會(huì)工作在其高效率的工作點(diǎn)之外，這樣就可以大大提高機(jī)組運(yùn)行效率并減少機(jī)組發(fā)電損失。

2 試驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施的對(duì)象

岱海發(fā)電公司一期工程2號(hào)機(jī)組為600MW亞臨界燃煤機(jī)組，鍋爐采用北京巴威公司制造的亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)單鍋筒鍋爐，采用正壓直吹中速磨制粉系統(tǒng)，前后對(duì)沖燃燒方式。汽機(jī)采用上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的中間再熱凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組型號(hào)N600-16.7/538/538。汽機(jī)高低壓旁路系統(tǒng)采用兩級(jí)串聯(lián)旁路。給水系統(tǒng)采用2臺(tái)容量為50%的汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)30%的電動(dòng)給水泵。除氧器水位采用凝泵變頻與除氧器上水調(diào)整門共同調(diào)整，加熱器按常規(guī)布置為三高四低一除氧。除氧器正常為四抽供汽，高壓加熱器采用大旁路系統(tǒng)。

3 凝結(jié)水節(jié)流控制設(shè)計(jì)

邏輯設(shè)計(jì)機(jī)主控輸出是用不同負(fù)荷段做函數(shù)直接開門，做到閥門的兩閥與三閥的切換，而且在380—450MW的負(fù)荷段之間又采用原有機(jī)主控PID來調(diào)整，各個(gè)負(fù)荷段切換相互跟蹤進(jìn)行無擾切換，機(jī)側(cè)負(fù)荷偏差速率微分做前饋直接到凝結(jié)水位調(diào)整的PIDK控制。目前汽機(jī)側(cè)閥位曲線尚未修改，所以爐側(cè)協(xié)調(diào)的機(jī)主控就無法投入。所以試投只能分負(fù)荷階段試凝結(jié)水方式下的除氧器水位自動(dòng)和爐側(cè)的鍋爐自動(dòng)和燃料自動(dòng)。

4 凝結(jié)水節(jié)流項(xiàng)目試驗(yàn)

4.1此項(xiàng)試驗(yàn)機(jī)爐兩側(cè)都在手動(dòng)控制，檢驗(yàn)各個(gè)負(fù)荷段下，通過改變凝結(jié)水的流量，爐側(cè)不做任何調(diào)整，檢驗(yàn)負(fù)荷的變化時(shí)間以及變化量。試驗(yàn)得出數(shù)據(jù)為:

從靜態(tài)分析凝結(jié)水流量改變與負(fù)荷響應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以看出岱海發(fā)電公司的2號(hào)機(jī)組，最大改變凝結(jié)水流量300—700t/h，相應(yīng)的負(fù)荷變化量為4—9MW。而且在1分鐘內(nèi)能夠響應(yīng)負(fù)荷變化的2/3。單純考慮凝結(jié)水節(jié)流來響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷改變和一次調(diào)頻的響應(yīng)速率，按電網(wǎng)公司的兩個(gè)考核細(xì)則是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

4.2從現(xiàn)有2號(hào)機(jī)組凝結(jié)水節(jié)流所作邏輯的試投結(jié)果分析，凝泵變頻的及時(shí)改變水量能夠?qū)崿F(xiàn)，但響應(yīng)負(fù)荷的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，負(fù)荷的調(diào)節(jié)完全靠鍋爐的燃煤改變來響應(yīng)，但煤量響應(yīng)有相當(dāng)長的滯后，不能滿足電網(wǎng)AGC和一次調(diào)頻的要求，煤量瞬間超調(diào)來響應(yīng)負(fù)荷，鍋爐壁溫也存在超溫現(xiàn)象。同時(shí)對(duì)凝汽器水位控制也存在安全隱患。造成凝泵變頻擺動(dòng)的原因與實(shí)際負(fù)荷的稍微擺動(dòng)造成負(fù)荷變化率變動(dòng)，作用在水位PID的前饋而引起。

4.3對(duì)比試驗(yàn)和投順序閥協(xié)調(diào)方式所得調(diào)門閥位、負(fù)荷、新的壓力點(diǎn)數(shù)據(jù)，除350—450MW壓力點(diǎn)有所變化，其他負(fù)荷段參數(shù)相差不大。所以真正從機(jī)組效率與節(jié)能方面考慮，凝結(jié)水節(jié)流控制帶來的經(jīng)濟(jì)效益還需通過計(jì)算而得。

5 試驗(yàn)結(jié)論：

凝結(jié)水節(jié)流技術(shù)在岱海發(fā)電公司的600MW的燃煤亞臨界機(jī)組試驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出，凝結(jié)水節(jié)流的協(xié)調(diào)控制的先進(jìn)技術(shù)確實(shí)有其獨(dú)到與先進(jìn)的一面，從理論上分析節(jié)能與機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益預(yù)計(jì)也是可觀，但在汽包爐實(shí)際控制中，還是存在諸多困難因素，如燃料的提前預(yù)估，凝結(jié)水量的提前預(yù)估，兩者如何合理的協(xié)調(diào)起來，鍋爐的快速響應(yīng)，防止壁溫超溫、除氧器水位的安全運(yùn)行等需要我們進(jìn)一步深度挖掘，完善控制邏輯。

而對(duì)于參與一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)的可能性還是需要進(jìn)一步的技術(shù)支持，比如說在各段抽汽管道上加裝隔離調(diào)門，根據(jù)調(diào)頻需要快速反應(yīng)減小或增加抽汽量，但是還是需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。

6 參考文獻(xiàn)

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