供熱機組一次調(diào)頻功能優(yōu)化

楊 勇

神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司

供熱機組一次調(diào)頻功能優(yōu)化

楊 勇

神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司

介紹了神華國華北京熱電分公司兩臺抽汽供熱機組的控制基本結(jié)構(gòu)及原一次調(diào)頻設(shè)計方案中的不足之處，經(jīng)過認(rèn)真的分析和討論，制定了機組的一次調(diào)頻功能優(yōu)化方案并施行，得到了預(yù)期的效果。

一次調(diào)頻；頻率；轉(zhuǎn)速；優(yōu)化

1 概述

神華國華北京熱電機組現(xiàn)有兩臺200MW燃煤供熱機組，為兩爐一機配置，機組DCS控制及DEH控制分別為ABB公司的PROCONTRAL-P14、P13控制系統(tǒng)。兩者通過冗余結(jié)構(gòu)的通訊方式實現(xiàn)機組控制，通訊結(jié)構(gòu)見下圖1。

圖1 DCS與DEH通訊結(jié)構(gòu)

從上圖1我們可以看出，DCS與DEH的通訊是通過P14的通訊模件88QT03、88QB03及P13的通訊模件70BT01實現(xiàn)的，DCS側(cè)的兩塊通訊模件88QT03、88QB03分別位于兩個多功能處理站CJK01、CJK02的站內(nèi)總線上，兩個多功能控制站又分別通過站通訊模件實現(xiàn)與P14遠程總線的通訊。DEH側(cè)的兩塊通訊模件70BT01再分別通過P13的站總線實現(xiàn)與其CPU模件70PR05的通訊。

2 原機跟爐方式下一次調(diào)頻設(shè)計方案及存在的問題

圖2、圖3分別為機跟爐方式下的協(xié)調(diào)CCS部分和DEH部分的一次調(diào)頻設(shè)計方案。在CCS部分機組功率設(shè)定指令中疊加了由汽機轉(zhuǎn)速差計算的一次調(diào)頻功率指令，并可通過運行人員的手動操作選擇死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種模式，且該功能必須在爐跟機方式下才能投入；DEH部分設(shè)置速度不等率5%，計算得出的轉(zhuǎn)速差直接控制閥門開度。

因此我們可以看出原一次調(diào)頻方案存在著以下問題：

1）原設(shè)計方案中機組必須在爐跟機運行方式下才能投入，但目前機組經(jīng)常在機跟爐方式下運行。

2）原設(shè)計方案中有死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種方式，而目前按照華北電網(wǎng)要求應(yīng)為死區(qū)調(diào)頻，死區(qū)范圍為2rpm。

3）原設(shè)計方案中在機前壓力設(shè)定回路中未設(shè)計修正回路，這樣必將造成當(dāng)一次調(diào)頻動作時，調(diào)頻指令使汽機閥門快速動作，造成機前壓力迅速變化，而此時的壓力設(shè)定值若不進行修正則必然會導(dǎo)致閥門的動作遲緩或動作后又快速拉回原位。

4）原設(shè)計方案中未設(shè)計機組頻差信號異常切除一次調(diào)頻的功能，這樣若頻差信號故障必將會導(dǎo)致機組一次調(diào)頻誤動。

5）原設(shè)計方案中DEH的機組速度不等率設(shè)定為5%，但是根據(jù)實際動作情況看速度不等率偏大。

6）CCS側(cè)使用的轉(zhuǎn)速差信號靈敏度不夠：即汽機轉(zhuǎn)速信號與實際的電網(wǎng)頻率信號對應(yīng)關(guān)系不嚴(yán)格一致。

圖2 優(yōu)化前CCS側(cè)一次調(diào)頻方案

圖3 優(yōu)化前DEH側(cè)一次調(diào)頻方案

3 對原一次調(diào)頻方案的優(yōu)化

針對以上原設(shè)計方案中的不足，我們做了以下優(yōu)化：

3.1 取消CCS側(cè)必須在爐跟機方式下才能投入一次調(diào)頻的限制，根據(jù)規(guī)定的要求，一次調(diào)頻必須全程投入，不受調(diào)節(jié)方式變化的影響。

3.2 在取消上述條件后，增加機組頻差信號故障后切除一次調(diào)頻的功能，保證機組的安全穩(wěn)定運行。

3.3 如圖4所示，取消CCS側(cè)死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種方式的切換，將該功能鎖定為死區(qū)調(diào)頻，并將原來的由轉(zhuǎn)速差信號計算頻差改為由精度達到0.2級的頻率變送器計算頻差指令，該指令的函數(shù)關(guān)系如表1所示：死區(qū)0.016HZ、調(diào)頻幅度2MW/0.016HZ。采用死區(qū)調(diào)頻既可以滿足電網(wǎng)的頻率調(diào)整要求，又減少機組不必要的負(fù)荷波動。

圖4 優(yōu)化后CCS側(cè)一次調(diào)頻方案

表1 優(yōu)化后頻差與CCS負(fù)荷指令對應(yīng)關(guān)系

3.4 如圖5所示，增加機前壓力的一次調(diào)頻設(shè)定值修正回路，保證在機組一次調(diào)頻動作時不發(fā)生由于機前壓力波動造成的動作遲緩或反調(diào)。該修正函數(shù)關(guān)系如表2所示。

3.5 針對實際機組的速度不等率達不到5%，修改DEH的速度不等率參數(shù)設(shè)定值為3.333%。

表2 優(yōu)化后頻差與機前壓力設(shè)定值修正量對應(yīng)關(guān)系

圖5 優(yōu)化后DEH側(cè)一次調(diào)頻方案

4 優(yōu)化后的效果分析

圖6、圖7分別為機組的一次調(diào)頻功能優(yōu)化前后的動態(tài)試驗曲線，從試驗曲線中我們可以看出經(jīng)過優(yōu)化后的機組一次調(diào)頻性能得到明顯的改善，實際響應(yīng)延遲時間在3秒以內(nèi)，實際速度不等率小于5%，一次調(diào)頻功能優(yōu)化后效果良好，滿足了電網(wǎng)的要求。

圖6 一次調(diào)頻功能優(yōu)化前動態(tài)試驗曲線

圖7 一次調(diào)頻功能優(yōu)化后動態(tài)試驗曲線

5 結(jié)語

一次調(diào)頻主要是調(diào)節(jié)電網(wǎng)中的快變負(fù)荷分量，隨著電網(wǎng)的大型化，如發(fā)生突發(fā)性事故造成負(fù)荷大的擾動時只有通過所有并網(wǎng)機組的共同努力才能達到保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量的目的，我們通過不斷的優(yōu)化使我廠的機組一次調(diào)頻性能得到了改善，直到滿足電網(wǎng)的要求，為電網(wǎng)運行的安全貢獻了我們的力量。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.053

楊勇.男，1980年1月出生，本科，工程師，2002年至今從事火力發(fā)電廠熱控維護工作。