CCS系統優化技術在300MW電廠中的研究與應用

高飛

摘要：黃陵礦業2×300MW低熱值資源綜合利用電廠兩臺循環流化床機組負荷指令由陜西省電力公司通過AGC系統直接調度控制，因機組擔負著調峰任務，升降負荷較為頻繁。從一年的運行情況來看，存在以下問題：一是AGC投運不穩定，影響發電任務；二是尿素用量大，增加了生產成本；三是參數調整復雜，增大了勞動強度。相對于煤粉爐發電機組，循環流化床機組熱慣性大，響應速度慢，調整難度大，導致AGC頻繁退出，《兩個細則》考核嚴格，CCS系統邏輯復雜，研究起來難度增加。

關鍵詞：AGC； 尿素；循環流化床；CCS系統

引言：根據我廠實際情況，對存在的問題進行研究，計劃通過對CCS系統進行優化，挖掘現有系統潛能，實現電廠負荷變化的快速響應。在確保環保排放指標達標的情況下，將尿素用量降至最低，實現降本增效。

一、CCS系統優化方向性、必要性及需求分析

1、技術研究的方向是圍繞黃陵礦業煤矸石發電有限公司2×300MW循環流化床機組的實際生產運行情況及降本增效、節能減排方面去發展的。在發電公司機組完成建設投產以來，即將開展技術優化工作，逐步減少原設計中的不足，提高設備的使用效率，進行資源的節約和設備的保護。此項目是符合國家科技政策，并且也符合礦業公司技術發展戰略和產業板塊技術發展的方向。

2、該項目屬于技術再創新項目，具有推廣價值。CCS系統優化后，同類型機組負荷變化速率可實現自動調節，運行工況下最佳邏輯參數設定值，具備借鑒意義；分布并聯控制和前饋控制自動化系統在脫硝尿素控制系統中，具備推廣價值。

二、相關領域國內外技術現狀、發展趨勢及現有工作基礎

1、國內外同類技術現狀、專利等知識產權情況分析

1）CCS系統在電廠的應用較為廣泛，但在AGC自動升降負荷速率系統中研究應用較少。

2）分布并聯控制和前饋控制在自動化控制領域已廣泛使用，但目前在脫硝控制系統方面同類型電廠中還沒有應用。

2、擬開發技術的發展現狀、水平與優勢

該技術已經在我廠300MW機組中開始進行研究分析，預計能產生可觀的經濟效益，提高自動化水平，降低生產成本。

3、國內技術發展趨勢

目前大多數電廠都在致力于研究優化CCS系統，挖潛機組最大經濟效益和實現節能減排降本增效目標。

4、現有的工作基礎

我廠300MW機組控制系統為和利時DCS系統，自機組投運以來，一直致力于優化CCS系統，通過分析運行工況和反復調整試驗，計劃對CCS系統進行技術再創新。

三、CCS系統優化技術可行性分析

（一）主要目標

1、優化原有CCS系統，使機組快速響應省調負荷指令，同時降低運行人員勞動強度，挖潛機組最大經濟效益；

2、AGC負荷指令在250MW以上突增，提前調節尿素流量的設定值，來保證NOx排放參數達標；

3、節約尿素用量和確保環保數據排放指標達標，實現公司節能、增效的雙贏目標。

（二）研究與開發內容

1、計算“AGC負荷指令”與“機組實際負荷指令”偏差值，編輯邏輯組態，實現機組負荷速率自動控制功能；

2、研究適用于我廠機組的最佳升降負荷速率值，挖掘機組最大經濟效益；

3、 研究NOx濃度和AGC指令與實際負荷的偏差作為前饋信號對脫硝效果的影響；

4、研究除鹽水的用量對脫硝效果的影響。

（三）項目的技術關鍵，包括技術路線、難點、創新點

1、通過邏輯組態優化，實現機組負荷速率自動控制功能。該方式為發電運行機組應用首創；

2、通過NOx濃度與機組負荷偏差作為前饋調節信號，實現了分布并聯控制和前饋控制自動系統功能。該功能實現后為發電運行機組脫硝系統應用首創；

3、CCS系統優化后，在運行工況穩定的情況下尋找最佳的邏輯設定參數是一個難點；

4、利用DCS系統運算公式，對兩臺機組的協調控制系統進行優化，研究出適應我廠的AGC自動升降負荷速率系統是一個難點。

四、總結

項目實施后按機組年利用5500小時計算，全年可多發電量2750萬度，按0.29元/度電計算，可創造收入797.5萬元；預計兩臺機組一年可節約尿素1200噸，按2800元/噸算，年可節成本約336萬元；預計除鹽水（脫硝用）每年可節約230噸，折算成原水為340噸，按5元/噸計算，全年可節約成本1700元；經濟效益共計1133.67萬元，保證了電廠安全生產，公司節能降耗更上一層樓。

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