INFIT優化控制系統的應用

李亞軍　李沖國　李江洪

摘 要：文章著重介紹INFIT優化控制系統在不同負荷段下，對蒸汽溫度及壓力的調節情況，指出了該優化控制系統在不同負荷段下對汽溫及汽壓的控制性能。采用了INFIT優化控制系統后，燃煤機組能更好地適應各種變負荷工況，增加機組運行的經濟性與穩定性。

關鍵詞：INFIT；協調控制方式；汽溫調節

中圖分類號：TM621.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）30-0187-02

Abstract： This paper focuses on the regulation of steam temperature and pressure by INFIT optimization control system under different loads， and points out the control performance of the optimization control system for steam temperature and pressure under different loads. After adopting the INFIT optimized control system， the coal-fired units can better adapt to various variable load conditions， and increase the economy and stability of the unit operation.

Keywords： INFIT； coordinated control mode； steam temperature regulation

1 概述

茂名某熱電有限公司（1×600MW）機組鍋爐型號為DG1920/25.4-II6型，該型號鍋爐系國產600MW超臨界參數變壓直流本生鍋爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道結構，采用煙氣擋板調節再熱氣溫，固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構，平衡通風、露天布置，前后墻對沖燃燒。該機組采用以鍋爐跟隨為基礎的協調控制方式，在變負荷工況下，過熱汽溫、再熱汽溫以及汽壓變化幅度較大，經常出現鍋爐壁溫超限，并出現過爆管事故。公司于2017年立項并于2018年邀請東南大學專業技術人員對該機組控制方式進行優化。

2 原DCS協調及汽溫控制系統的性能

由于控制策略不完善，鍋爐調節相對于負荷變化滯后嚴重，因此整體調節性能較差，控制效果如圖1所示，從圖中可以看出#7機組在投用原DCS協調控制的運行特點：

（1）主汽壓力控制：在AGC運行模式下，機組的主汽壓力很難收斂到設定值附近，即使在負荷波動很小的情況下，#7機組的主汽壓力也存在著約0.8MPa左右的動態偏差；變負荷時，主汽壓力偏差更大，經常超過1.0Mpa，最大動態偏差可達1.2Mpa，易超壓，并且長時間不能調節穩定，難以收斂到設定值，嚴重影響了機組的安全經濟運行。（2）負荷控制：由于整個協調系統控制很不穩定，機組實際負荷響應能力一般，受主汽壓力、汽溫偏差大的影響，經常出現負荷指令閉鎖增減的現象，不利于調度AGC的考核。（3）煤水等調節量：由于控制回路穩定性差，煤水等調節量經常大范圍反復調節，機組變負荷時運行人員需要不斷的手動干預，不僅操作量大，而且加劇了受熱面的熱應力變化，不利于機組的安全、經濟運行。（4）主汽溫控制：穩態時，#7機組主汽溫存在約±10℃的動態偏差；變負荷時，由于主汽壓力控制不穩定，水煤比存在失調的情況，導致主汽溫出現較大的動態偏差，最低波動至552℃左右，最高可達588.6℃，平均運行水平僅在565℃以下的水平上，經濟性和安全性均較差。

3 INFIT協調及汽溫優化系統的控制性能

INFIT系統是針對現代火電機組存在負荷升降速率低、關鍵參數波動大及系統不能很好適應煤種變化等實際問題，通過有機融合預測控制技術、神經網絡學習技術及自適應控制技術而設計研發的先進協調及汽溫優化控制系統。茂名某熱電有限公司（1×600MW）機組于2018年05月22日初次投入INFIT系統后，經過約一周的調試及完善，使該機組的協調、汽溫脫硝等控制系統的性能均有了明顯提高，下面通過多項變負荷試驗的情況說明INFIT優化系統的整體控制性能。

3.1 機組協調變負荷性能試驗（高負荷段，變化速率9MW/min）

該機組以9MW/min的速率投入AGC運行方式，機組負荷指令從500MW升至600MW，再降至490MW后又升至600MW，進行了一次高負荷段大幅度的變負荷試驗，該過程中機組的負荷、主汽壓力、主汽溫控制曲線見圖2。從圖中可以看出該機組投入INFIT優化系統后，在高負荷段進行9MW/min速率變負荷試驗的整體控制性能。

負荷控制：變負荷過程中無較大的動態偏差和過調現象，實際負荷響應性能良好，達到了相關技術規范的要求。

主汽壓力控制：動態過程平穩，無振蕩和大幅過調現象，在變負荷過程中的最大動態偏差小于0.5MPa，且能夠較快的回調穩定，整體控制性能良好，達到了相關技術規范的要求。

主汽溫控制：主汽溫運行的平均值可提高至570℃左右，變負荷的過程中，主汽溫的最大動態偏差<5℃，無超溫或汽溫過低現象，滿足相關規定要求。

3.2 機組協調變負荷性能試驗（低負荷段，變化速率9MW/min）

該機組以9MW/min的速率投入AGC運行方式，機組負荷指令從460MW降至300MW，之后穩定在300MW附近，進行了一次低負荷段的變負荷試驗，該過程中的負荷、主汽壓力、主汽溫控制曲線見圖3。從圖中可以看出該機組投入INFIT優化系統后，在低負荷段進行9MW/min速率降負荷試驗的整體性能。

負荷控制：實際負荷嚴格按照設定變負荷速率變化，動態過程平穩，無振蕩，過調量很小。

主汽壓力控制：與滑壓設定值保持相同趨勢變化，動態過程平穩，無振蕩和大幅過調，在降負荷的過程中的最大動態偏差小于0.4MPa，且絕大部分時間內可以控制在0.3MPa以內，整體控制性能良好。

主汽溫控制：主汽溫運行的平均值可提高至570℃左右，降負荷的過程中，主汽溫的最大動態偏差<6℃，無超溫或汽溫過低現象，滿足相關規定要求。

4 結束語

經過此次對協調控制系統的優化改造，茂名某熱電有限公司（1×600MW）機組在后來的加減負荷的過程中，汽溫升降平穩，沒有大幅度的波動，壁溫超限次數明顯減少。而且在調整過程中，減溫水的使用量大幅減少，降低了機組的煤耗。運行人員在加減負荷過程中，操作量也較之前有所減少，機組的自動化投用率得到了提升，提高了機組運行的經濟性與安全性，創造了巨大的效益。

參考文獻：

[1]現代火電機組AGC控制的先進解決方案-“INFIT”實時優化控制系統[J].東南大學學報，2010，8.

[2]機爐協調系統模糊增益調度預測控制[J].中國電機工程學報，2005，25（4）：158-165.

[3]一種補償遞歸模糊神經網絡及其學習算法[J].中國科學（F輯），2009，39（7）：694-703.