凝結水節流控制技術研究與應用

王琳+華曉虎

摘 要：該文通過對凝結水節流的動態特性分析，提出將凝結水節流控制與機組傳統協調控制系統兩者相結合的控制策略，并在北方聯合電力包頭第一熱電廠2號機組上進行工程應用。對工程實施效果分析可以得出，凝結水節流參與機組負荷調節是切實可行且有效的機組優化控制技術，該控制技術具有一定的推廣價值。

關鍵詞：凝結水節流 協調控制系統 控制優化

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（a）-0051-02

1 技術原理及試驗

1.1 凝結水節流原理

凝結水節流技術，是指在機組負荷需求變化時，以機組各安全指標為前提，通過改變凝泵變頻指令或除氧器上水調門，主動改變凝結水流量，并根據低加的自平衡特性，間接改變低加的抽汽量，從而暫時快速獲得或釋放一部分機組的負荷。機組加負荷時，減小凝結水流量，從而減小低加的抽汽量，使原本的低加抽汽進入汽輪機末級透平做功，增加蒸汽做功的量，使機組負荷增加；減負荷時原理類似，當抽汽量增加時，低壓缸內可做功的蒸汽量減少，便可實現機組負荷的快速下降。

1.2 凝結水節流對負荷的影響

為了深入了解凝結水節流對機組負荷的具體動態特性，對電廠#2機組進行了凝結水節流試驗。對其凝結水調負荷的能力和負荷響應的快速性進行了測試，進行了凝結水調負荷的對象特性試驗，得到了類似的特性試驗曲線。圖1是#2機組負荷200 MW時，快速變化凝泵出口上水調門時的試驗曲線。

試驗時鍋爐主控退出自動，保持煤量不變；汽機主控退出自動，保持調門不變；除氧器和凝汽器水位都退出自動，凝汽器補水門始終全關（保證系統中凝結水量不變）。系統參數平穩后，快速變化凝泵出口上水調門，開度從70%階躍變化減小至50%，待機組相關參數相對平穩約4 min后，恢復調門開度從50%階躍增加至70%。凝結水流量從680 t/h降低至490 t/h，隨著系統恢復，凝結水流量恢復至680 t/h左右，系統趨于平穩。

負荷快速上升，從200 MW最終升到211 MW，在最初的30 s內快速上升近5 MW；除氧器水位最初變化很小，約2 min后，除氧器水位從2 813 mm降低至2 590 mm；凝汽器水位從776 mm上升至848 mm。

凝結水調負荷的特性試驗證明了凝結水流量變化對負荷響應的有效性，這也是與理論分析與計算相符的。從凝結水節流試驗可以得到基本的結論。

（1）作為#2機組變負荷的輔助調節手段，凝結水調負荷對快速的負荷需求是可行的。

（2）當凝結水流量變化約20%時，負荷變化量是當前負荷2.5%～5%左右。要獲得負荷的快速變化，凝結水流量需要快速變化，凝結水節流試驗曲線見圖1。

2 控制策略設計

#2機組凝結水節流優化控制系統是在原有協調控制系統的基礎上增加一個凝結水節流補償模塊，通過監測#2機組的負荷指令與實際負荷之間的偏差，采用一定的調節策略，主動配合協調控制系統的負荷調節，加快系統負荷響應速率。

3 工程實施及其效果

通過凝結水節流試驗及對其進行動態特性分析，設計工程可實現的凝結水節流控制策略，并與原協調控制系統相結合，使整個機組負荷控制系統得以高效、節能、安全運行。

圖2、圖3是凝結水節流控制功能投運前/后的效果對比，可以看到投運凝結水節流控制功能后有了很好的負荷跟隨性能。

4 技術創新點

（1）基于凝結水節流調負荷的高效節能控制技術，與原協調控制系統相結合，是對#2機組負荷調節的有效補償手段，合理利用了#2機組凝結水/回熱系統中的蓄能，使得#2機組整體蓄能充分利用；突破了傳統機組控制策略的框架，是對#2機組負荷控制方式的全新嘗試。

（2）采用凝結水節流控制技術后，#2機組產生一定節能效果。#2機組滑壓曲線適當降低后，調門開度增大，閥門節流損失降低，高壓缸效率上升，使得汽輪機熱耗率下降；主蒸汽壓力下降，使得循環熱效率下降，兩者相抵，#2機組的經濟性仍會有提高。

5 結語

通過將凝結水節流控制策略與#2機組原協調控制系統相結合，并設計工程易于實施的控制組態。從實施效果來看，凝結水節流參與#2機組負荷調節技術是一種切實可行、高效的機組優化控制技術。

參考文獻

[1] 高林，李爾堪，薛建中，等.基于凝結水變負荷技術的深度滑壓節能控制[J].熱力發電，2016（4）：121-124.

[2] 張寶，童小忠，羅志浩，等.凝結水節流調頻負荷特性測試與評估[J].浙江電力，2013（2）：48-51.