超超臨界機(jī)組主汽溫關(guān)聯(lián)控制技術(shù)的研究及應(yīng)用

超超臨界機(jī)組主汽溫

關(guān)聯(lián)控制技術(shù)的研究及應(yīng)用主要內(nèi)容1.技術(shù)背景

2.技術(shù)難點(diǎn)和解決方案3.應(yīng)用成果4.致謝1.技術(shù)背景超（超）臨界機(jī)組具有容量大、參數(shù)高、能耗低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為我國(guó)電網(wǎng)主力發(fā)電機(jī)組。1.技術(shù)背景過(guò)熱器系統(tǒng)傳熱慣性大、非線性強(qiáng)自然狀態(tài)下減溫水流量與主汽溫整體響應(yīng)間的正強(qiáng)化關(guān)系

燃水控制點(diǎn)至主汽溫測(cè)點(diǎn)間的控制環(huán)節(jié)多、流程跨度長(zhǎng)

減溫水流量水冷壁流量分離器出口溫度過(guò)熱器出口溫度減溫水流量減少，減溫閥逐漸全關(guān)水冷壁流量與減溫水流量的同源性1.技術(shù)背景鍋爐汽溫、管壁易超溫（1）超溫時(shí)長(zhǎng)超溫位置1.技術(shù)背景危害性：縮短爐管使用壽命發(fā)生鍋爐“爆管”事故。鍋爐汽溫、管壁易超溫（1）1.技術(shù)背景主汽溫易突降，兩側(cè)偏差大（2）A側(cè)主汽溫度最低值553℃B側(cè)主汽溫度最低值539℃主汽溫度額定值：570℃A側(cè)主汽溫B側(cè)主汽溫1.技術(shù)背景據(jù)理論測(cè)算：主汽溫度偏低額定值15℃煤耗將上升0.42g/KW.h主汽溫易突降，兩側(cè)偏差大（2）1.技術(shù)背景對(duì)機(jī)組AGC投入率影響大（3）AGC功能解除主汽溫度持續(xù)升高，最高值599℃2.技術(shù)難點(diǎn)和解決方案2.1.1技術(shù)難點(diǎn)分析2.1.過(guò)熱器系統(tǒng)傳熱慣性大、非線性強(qiáng)減溫水階躍擾動(dòng)下的過(guò)熱汽溫響應(yīng)曲線1-BRL；2-75%BRL；3-50%BRL減溫水階躍擾動(dòng)下穩(wěn)定時(shí)間至少400S不同工況下，汽溫響應(yīng)曲線增益、慣性時(shí)間差別大慣性大非線性強(qiáng)2.技術(shù)難點(diǎn)和解決方案2.1.2傳統(tǒng)控制方案(串級(jí)控制策略)2.1.過(guò)熱器系統(tǒng)傳熱慣性大、非線性強(qiáng)（1）對(duì)模型適應(yīng)性不強(qiáng)難以適應(yīng)超臨界機(jī)組大幅變負(fù)荷的需求（2）兩調(diào)節(jié)器作用相互影響控制參數(shù)難以整定2.技術(shù)難點(diǎn)和解決方案2.1.3解決方案(基于物理機(jī)理的減溫控制策略)2.1.過(guò)熱器系統(tǒng)傳熱慣性大、非線性強(qiáng)出口改變量=C*進(jìn)口改變量

比熱容

C=f1(N)

其中N為機(jī)組負(fù)荷機(jī)理1：過(guò)熱器比熱容關(guān)系機(jī)理2：過(guò)熱器多容特性慣性時(shí)間T=f2(N)

其中N為機(jī)組負(fù)荷過(guò)熱器進(jìn)口汽溫改變量出口汽溫改變量2.技術(shù)難點(diǎn)和解決方案基于物理機(jī)理的減溫控制方案被調(diào)參數(shù)：過(guò)熱器出口汽溫（大慣性對(duì)象）→過(guò)熱器進(jìn)口汽溫（快速響應(yīng)對(duì)象）函數(shù)f1(x)/f2(x)隨機(jī)組負(fù)荷而改變，汽溫對(duì)負(fù)荷的變化特性不再影響閉環(huán)回路單回路控制系統(tǒng)，PID參數(shù)易整定過(guò)熱器出口汽溫Tout過(guò)熱器進(jìn)口汽溫Tout2.技術(shù)難點(diǎn)和解決方案A2.2.汽溫系統(tǒng)傳遞跨度長(zhǎng)、干擾因素多水煤失調(diào)引起分離器汽溫變化煙氣擾動(dòng)引起屏過(guò)汽溫變化2.技術(shù)難點(diǎn)和解決方案2.2.1傳統(tǒng)控制方案(各環(huán)節(jié)相互獨(dú)立)2.2.汽溫系統(tǒng)傳遞跨度長(zhǎng)、干擾因素多2.技術(shù)難點(diǎn)和解決方案2.2.2新型控制方案(基于專家規(guī)則的關(guān)聯(lián)控制方案)2.2.汽溫系統(tǒng)傳遞跨度長(zhǎng)、干擾因素多獨(dú)立、被動(dòng)式傳統(tǒng)方式關(guān)聯(lián)、主動(dòng)式智能方式3.應(yīng)用成果優(yōu)化前曲線主汽溫度波動(dòng)范圍535～580℃，主汽壓力最大偏差-1.5MPa，負(fù)荷最大偏差-24.9MW3.1AGC連續(xù)降負(fù)荷工況A/B側(cè)主汽溫度優(yōu)化后曲線3.應(yīng)用成果主汽溫度穩(wěn)定在567～577℃，主汽壓力最大偏差0.65MPa，負(fù)荷最大偏差-9MW3.1AGC連續(xù)降負(fù)荷工況A/B側(cè)主汽溫度優(yōu)化前曲線4.應(yīng)用成果主汽溫度波動(dòng)范圍549～578℃，主汽壓力最大偏差-1.0MPa，負(fù)荷最大偏差16.3MW4.2AGC連續(xù)升負(fù)荷工況A/B側(cè)主汽溫度優(yōu)化后曲線3.應(yīng)用成果主汽溫度穩(wěn)定在566～575℃，主汽壓力最大偏差0.59MPa，負(fù)荷最大偏差-8MW3.2AGC連續(xù)升負(fù)荷工況A/B側(cè)主汽溫度3.應(yīng)用成果汽溫系統(tǒng)優(yōu)化前后鍋爐管壁超溫時(shí)長(zhǎng)對(duì)比圖3.3超溫統(tǒng)計(jì)從2012年4月份優(yōu)化工作結(jié)束至今，2號(hào)機(jī)組一直保持鍋爐管壁超溫零考核良好記錄。3.應(yīng)用成果3.4同類技術(shù)成果對(duì)比1號(hào)機(jī)組：基于第三方平臺(tái)的優(yōu)化系統(tǒng)2號(hào)機(jī)組：基于DCS平臺(tái)的智能控制系統(tǒng)（1）項(xiàng)目投入及方案實(shí)施對(duì)比參數(shù)機(jī)組投入資金應(yīng)用平臺(tái)項(xiàng)目實(shí)施條件1號(hào)機(jī)組(第三方平臺(tái)優(yōu)化系統(tǒng))500萬(wàn)PLC控制柜、工程師站、應(yīng)用軟件系統(tǒng)安裝、上電、布線必須在機(jī)組停運(yùn)時(shí)進(jìn)行2號(hào)機(jī)組(DCS平臺(tái)智能系統(tǒng))無(wú)額外投入機(jī)組自身DCS平臺(tái)可以在線完成方案實(shí)施