T-CEEMA 005-2022 煤電機組自動控制系統(tǒng)節(jié)能、供熱和靈活性改造技術導則

學兔兔學兔兔標準下載ICS27.10F23ICS27.10F23中國電力設備管理協(xié)會標準T/CEEMA—005-2022煤電機組自動控制系統(tǒng)節(jié)能、供熱和靈活性改造技術導則2021-05-16發(fā)布2021-05-16發(fā)布2021-05-16實施中國電力設備管理協(xié)會T/CEEMA005—2022T/CEEMA005—2022學兔兔標準下載定運行；應對鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、機組協(xié)調控制系統(tǒng)及脫硝控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，可采用機組輔助調節(jié)負荷手段，挖掘鍋爐、回熱系統(tǒng)和熱網系統(tǒng)蓄能潛力，提高機組變負荷能力并滿足環(huán)保要求。同時，應對DCS基礎邏輯及保護回路進行梳理并進行優(yōu)化，保證機組安全穩(wěn)定運行。7.2.2低負荷穩(wěn)燃控制針對燃煤機組靈活性的控制系統(tǒng)改造，為保證鍋爐安全穩(wěn)定運行應采取低負荷穩(wěn)燃控制措施。宜采用智能燃燒優(yōu)化控制技術，對總風量、風煤比、一次風壓、磨分離器轉速、燃燒器擺角、燃盡風等進行在線自尋優(yōu)控制，提升鍋爐一次風壓、二次風、燃盡風和運行氧量的智能控制水平，同時宜適當降低一次風壓、降低煤粉細度、提高煤粉均勻性、合理配風、優(yōu)化磨煤機投運方式等對制粉系統(tǒng)進行整體優(yōu)化和提效，保證爐膛內煤粉燃燒的充分、完全，在鍋爐運行安全性的前提下提高鍋爐效率、降低NOx排放。2.2.1其具體技術要求：a） 鍋爐應在低負荷具備不投油穩(wěn)燃能力，爐內燃燒穩(wěn)定，火檢指示正常；b） 應減少鍋爐各受熱面的超溫現象，平均超溫頻次降低10%以上；c） 鍋爐出口NOX含量應在原有基礎上降低5%以上；d） 應降低飛灰含碳量1%以上；e） 應減小氧量，進而減少排煙損失，提萬鍋爐效率0.2%以上；f） 對存在左右側煙道煙溫存在偏差的鍋爐，應減小左右側煙溫偏差±5°C以上。2.2.2采用分倉配煤、爐內摻燒的燃煤鍋爐，宜對單臺磨煤機的煤質獨立進行熱值校正，以減小啟停磨煤機對系統(tǒng)的擾動。其具體技術要求：a） 啟停磨階段，主蒸汽壓力波動應小于士O.SMPa；b） 啟停磨階段，中間點溫度波動應小于士10°C；c） 啟停磨階段，汽包水位波動應小于士30mm；d） 啟停磨階段，主汽溫波動應小于±8°C，再熱汽溫波動應小于±10°C。2.2.3應對給水流量、汽包水位、凝結水流量等重要測量參數精度進行補償校核，必要時可通過試驗對低負荷工況進行標定，保證深度調峰工況汽包水位、除氧器水位的穩(wěn)定。其具體技術要求：a） 汽包水位的動態(tài)偏差應小于士60mm,穩(wěn)態(tài)偏差應小于士25mm；b） 除氧器水位的動態(tài)偏差應小于士40mm,穩(wěn)態(tài)偏差應小于±20mm。2.2.4宜對機組重要自動控制系統(tǒng)采用變參數、預測控制及自適應控制等技術方法和措施，提高參數的控制品質。其具體技術要求：a） 穩(wěn)態(tài)品質指標：給定值附近，不振蕩；b） 定值擾動時，控制系統(tǒng)衰減率＜p=0.75-0.95。7.2.3變負荷速率的提升針對燃煤機組靈活性的控制系統(tǒng)改造，應對機組協(xié)調控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，可采取輔助負荷調節(jié)技術及儲能調頻技術提升機組變負荷能力。2.3.1可在原DCS控制系統(tǒng)基礎上，通過前饋、變參數、變結構等手段，對協(xié)調控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，同時對基礎函數、調節(jié)參數重新整定以提升機組變負荷能力。建議采用智能控制器對協(xié)調控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，如采用基于大滯后控制理論（預測控制技術、相位補償及狀態(tài)變量等控制技術）補償或取代傳統(tǒng)的PID控制，實現風、煤、水的自動協(xié)同控制，在兼顧機組運行的經濟性的同時提高機組變負荷能力。其具體技術要求：a） 主蒸汽壓力的動態(tài)偏差應小于士0.8MPa,穩(wěn)態(tài)偏差應小于士0.2MPa；b） 機組負荷的響應時間應小于60s;c） 負荷調節(jié)精度動態(tài)偏差應小于2%Pe,穩(wěn)態(tài)偏差應應小于1%Pe；d） 機組出力＞40%Pe,變負荷速率應不小于1.5%Pe/min,30%Pe＜機組出力＜40%Pe,變負荷速率應不小于1%Pe/min,20%Pe＜機組出力＜30%Pe,變負荷速率應不小于0.5%Pe/min。2.3.2可利用凝結水變負荷、給水旁路、供熱抽汽調節(jié)、智能滑壓控制技術等輔助調節(jié)負荷手段，挖掘鍋爐、回熱系統(tǒng)和熱網系統(tǒng)蓄能潛力，輔助提升機組負荷響應能力，減少鍋爐過燃調節(jié)，減少高壓調閥節(jié)流損失。其具體技術要求見本文件9.2.3.4、9.2.3.6^9.2.3.8要求。2.3.3可利用基于電化學儲能調頻技術、飛輪儲能調頻技術等儲能調頻技術，以常規(guī)火電機組支撐電網基本負荷，聯(lián)合儲能提升AGC及一次調頻能力，同時減少鍋爐過燃調節(jié)，降低高壓調閥節(jié)流損失。其具體技術要求：a） 應在機組原有變負荷速率的基礎上提升20%以上；b） 應在機組原有一次調頻合格率基礎上提升5%以上；c） 儲能調頻技術應參與正、反向變負荷，投入率宜不小于90%。d）應減少鍋爐過燃調節(jié)5%以上，減少高調閥節(jié)流損失5%，綜合提升機組經濟性0.2%以上。2.3.4對鍋爐存在屏過壁溫超溫、左右側煙道煙溫存在偏差的問題，可根據機組需要進行系統(tǒng)相關改造工作。2.4DCS基礎邏輯優(yōu)化與保護梳理針對燃煤機組靈活性的控制系統(tǒng)改造，應對機組主保護、各輔機設備保護及控制回路進行優(yōu)化設計，宜實現制粉系統(tǒng)自啟停功能、給水泵自動并退泵及汽動給水泵汽源自動切換功能。7.2.4.1應對機組主機保護（MFT、ETS）、跳磨投油邏輯進行梳理并進行優(yōu)化，以適應調峰機組長期低負荷運行的需求。其具體技術要求：a） 燃煤機組靈活性的控制系統(tǒng)改造后，不應發(fā)生機組主保護（MFT、ETS）誤動及拒動問題；b） 深度調峰期間，磨煤機異常跳閘不應影響機組安全運行；c） 油槍投入邏輯應進行試驗驗證。2.4.2應對磨組控制邏輯優(yōu)化，完善磨煤機火檢保護邏輯，可使用自動暖磨功能的磨組自動啟停技術，實現機組調峰過程磨組啟動、停止的自動控制。其具體技術要求：a） 深度調峰期間，不應發(fā)生磨煤機保護誤動及拒動問題；b） 應縮短平均暖磨時間20%以上，提高啟、停磨組的快速性；c） 應克服磨煤機啟停擾動，主蒸汽壓力波動應小于士0.8MPa,中間點溫度波動應小于士10°C，汽包水位波動應小于±30醐，主汽溫度波動應小于±8°C，再熱汽溫度波動應小于士10°C；d） 油火檢和煤火檢信號應包括模擬量信號和開關量信號。2.4.3應對給水控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，宜使其具有出力自動平衡功能的給水泵自動并泵和退泵技術，實現機組調峰過程中給水泵的自動啟動和退出，宜同時對電泵、汽泵順序控制邏輯、最小流量閥控制邏輯、給水旁路調節(jié)閥控制、給水泵汽輪機汽源切換邏輯進行優(yōu)化，保證給水系統(tǒng)運行安全。其具體技術要求：a） 應縮短給水泵并、退泵時間50%以上；b） 應克服自動并、退泵擾動，給水泵泵出口流量、給水流量等主要運行參數的控制偏差應小于10%額定參數；c）給水泵再循環(huán)閥的控制邏輯應包括給水泵流量不低于下限值的邏輯保護。7.2.4.4疏水門開關控制邏輯應考慮疏水過熱度參與控制，以提高低負荷運行時機組經濟性。7.2.5低負荷脫硝優(yōu)化控制針對燃煤機組靈活性的控制系統(tǒng)改造，宜對NOx測量設備進行改造，采用分區(qū)噴氨控制，并對脫硝控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，保證脫硝控制系統(tǒng)響應的快速性及穩(wěn)定性。7.2.5.1建議保留串級控制策略，宜采用神經網絡軟測量技術在線評估測量參數；并應用預測控制、跟蹤微分、狀態(tài)觀測、相位補償等先進控制算法，及時預測進口NOx濃度變化，準確動作噴氨調節(jié)閥門，提高脫硝控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，快速克服變負荷工況、制粉系統(tǒng)啟停、吹灰過程等帶來的擾動。其具體技術要求：a） 應在原有控制水平的基礎上，減少SCR出口NOx濃度的控制偏差20%以上；b） 應在原有控制水平的基礎上，噴氨量節(jié)省在10%以上；c） 應在原有控制水平的基礎上，快速克服變負荷工況、制粉系統(tǒng)啟停、吹灰過程等帶來的擾動，減少SCR出口NOx濃度波動20%以上。7.2.5.2可通過汽、水、風、煙參數的監(jiān)測，對鍋爐入爐煤質甚至成分進行實時估計分析，指導鍋爐整體風量及配風分布，降低NOx生成質量濃度及動態(tài)波動幅度，為SCR噴氨調節(jié)構建良好基礎，并建議采用分區(qū)噴氨控制，精細化脫硝，減少氨逃逸。其具體技術要求：a） 宜通過鍋爐燃燒優(yōu)化調整，降低爐內NOx生成水平及波動幅度20%以上；b） 宜采用分區(qū)噴氨控制，精細化脫硝，減少氨逃逸10%以上。7.2.5.3宜對SCR進、出口NOx濃度采樣測量設備進行改造，使其測量具備多點取樣、快速取樣、定期反吹等功能，以利于控制的穩(wěn)定性，延長噴氨調閥壽命。其具體技術要求：a） 應減少SCR出口NOx濃度的控制偏差2%以上；b） 應延長噴氨調閥使用壽命10%以上，提升脫硝控制系統(tǒng)的可靠性。7.2.5.4低負荷脫硝優(yōu)化控制可采用優(yōu)化機組運行方式，例如高壓缸預暖、再熱器煙氣擋板偏向再熱器側運行等措施，宜調節(jié)SCR入口煙氣溫度在催化劑的工作溫度范圍內（通常在310^400°C之間）。8驗收測試1總體要求8.1.1驗收測試人員應由有資質專業(yè)機構的專業(yè)技術人員組成，驗收測試具體對象時應根據設計文件、招標文件和產品技術文件的要求進行。8.1.2節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等驗收測試的功能對象應包括網絡系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制設備，如涉及智能設備的還應包括智能組件及平臺；8.1.3節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等驗收測試范圍應包括硬件及網絡通信一致性測試，控制系統(tǒng)基本功能性測試，控制系統(tǒng)控制性能測試。1.4節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等驗收涉及技術指標應符合DL/T774、DL/T657、DL/T1210等相關標準。8.1.5節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等驗收涉及網絡通信的測試應根據通信方案設計文件，信號質量應符合DL/T659；通訊帶寬應留有余量，且余量不宜小于數據傳輸峰值的20%；信息安全管理應遵循GB/T22239信息系統(tǒng)安全等級保護基本要求。8.1.6對智能控制回路進行擾動試驗、變工況試驗，同時綜合考慮在穩(wěn)定工況、供熱系統(tǒng)等大幅擾動工況下的運行控制性能，不斷調整機理模型、控制策略及控制參數，以獲得滿意的性能品質，達到所要求的全部功能和性能指標。8.2驗收測試內容8.2.1節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等控制系統(tǒng)的硬件及網絡通信一致性測試，測試內容包括：a） 基本功能與性能測試。電源冗余能力；控制計算單元性能；通信及I/O系統(tǒng)性能。b） 數據運算與記錄能力測試。最大邏輯頁面的組態(tài)運算能力；最大模擬量計算模塊的運算能力；模擬量信號快速變化時的數據記錄能力。c） 通信能力測試。最大模擬量通信測試；最快通信速率測試；長期高負荷通信能力測試。d） 投退過程無擾測試。投入退出測試；斷電恢復測試；通信中斷測試。e） 長周期運行與環(huán)境適應性測試。滿負荷長周期測試；電磁干擾環(huán)境適應性測試；機柜風扇故障環(huán)境測試。8.2.2節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等控制系統(tǒng)的功能性及控制性能測試，測試內容應包括：a） 節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等自動控制系統(tǒng)應具備各設備的聯(lián)鎖保護功能，并完成系統(tǒng)模擬量參數自動閉環(huán)控制。b） 節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等設備涉及DCS系統(tǒng)的應符合DL/T655,DL/T656,DL/T659,DL/T1083的驗收要求。c） 節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等設備的功能組開關量控制部分應符合DL/T658驗收要求。d） 節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造后，機組在額定負荷與深度調峰范圍內運行，機組變負荷測試應滿足DL/T1210和電網考核要求。e） 節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造等設備的模擬量調節(jié)回路應符合DL/T657驗收要求。f） 節(jié)能降耗、供熱改造及靈活性改造后，機組深度調峰運行期間主保護回路應能可靠投入。機組協(xié)調控制系統(tǒng)能應能可靠投入?？傦L量、給水流量等主要測點應能可靠投入，同時應能保證給水控制、總風量控制、除氧器水位控制、給水再循化控制等主要自動調節(jié)回路可靠投入。g） 節(jié)能降耗、靈活性改造測試涉及經濟性內容應包括磨煤機、鍋爐配風、循環(huán)泵、空冷風機、蓄能利用等。改造后宜提高碾磨出力經濟性2%，一、二次配風經濟性2%，冷端綜合收益1%，降低空冷風機電耗3%，蓄能利用減少節(jié)流損失2%。h） 節(jié)能降耗、靈活性改造測試涉及參數性能應包括滑壓曲線、背壓定值、鍋爐氧量、吹灰優(yōu)化、廠級負荷優(yōu)化分配等，保障機組變負荷能力、一次調頻合格率滿足電網指標的情況下，宜提高冷端綜合收益2%;提高鍋爐效率0.3%；提高減少吹灰介質5%;提高廠級負荷優(yōu)化分配的經濟性2%。i） 節(jié)能降耗、靈活性改造測試涉及開關量系統(tǒng)的測試應包括磨煤機、水泵等的自動啟停、自動輪換等。測試啟停及輪換過程中主要控制參數如主汽壓、主（再）熱汽溫、脫硝、脫硫等控制品質可參照DL/T657,機組深度調峰負荷段控制參數技術指標可適當放寬。。J）供熱熱網系統(tǒng)應能完成對所有熱用戶溫度、流量等參數的采集，并根據采集的是數據統(tǒng)計計算出熱負荷總需求實時數據。k） 供熱熱網系統(tǒng)應能根據用戶熱負荷需求和機組當前運行參數，通過智能算法對熱源系統(tǒng)設備進行控制功能調節(jié)，提高供熱系統(tǒng)運行經濟性。l） 供熱熱網系統(tǒng)使用智能設備的應能達到智能控制的設計要求，如采用機器學習等，對熱網運行進行優(yōu)化分析并提供參數；依據上述分析結果形成最優(yōu)的控制策略的應能夠自動對各熱力站進行調整。m） 靈活性改造后機組深度調峰低負荷穩(wěn)燃運行期間，不應投用輔助能量進行助燃，機組協(xié)調控制系統(tǒng)應能可靠投入，脫硫、脫硝、除塵等環(huán)保設施應能可靠投入。機組處于深度調峰的時間應不小于4小時，且機組主要參數應能滿足機組安全穩(wěn)定運