锅炉协调控制回路的优化

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[摘要] 某电厂#4机组自投产以来，存在升降负荷过程中主汽温波动大的情况，有时甚至快速降至560度，中间点温度在升降负荷的过程中有几十度的过热度偏差，且主汽压力回路调节品质较差，主汽压力经常在±1MPa左右波动，严重威胁到机组安全运行。为切实解决这一系列问题，于2010年3月提出了适合于自身的协调控制回路优化方案，并在#4机组炉小修中实施，解决了上述问题。本文就此次#4锅炉协调控制回路优化的有关问题进行总结。

[关键词] 协调控制回路升降负荷 汽温波动偏差大

[abstract] a power plant # 4 units since its operation and existing in the process of load main steam temperature fluctuations of large, sometimes even fast down to 560 degrees, the intermediate point in the process of temperature and load of the dozens of degree of overheat deviation, and the main steam pressure loop control quality is poorer, main steam pressure often in degree is obtai MPa or so fluctuations, a serious threat to the safe operation of the unit. To solve this a series of problems, in March 2010, put forward the suitable for their own coordination control loop optimization scheme, and in the # 4 units furnace implement minor repairs to solve this problem. This paper is the # 4 boiler coordination control loop optimization related problems were summarized in this paper.

[key words] coordinated control loop load and steam temperature fluctuations big deviation

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1概述

某电厂#4机组自2009年10月投产以来，在升降负荷的过程中多次出现汽温快速降低的情况，最低时降至560度左右，严重影响到机组的安全。通过对协调控制回路和历史趋势的仔细研究发现，中间点温度在升降负荷过程中波动也较大，导致中间点温度对煤量的修正作用频繁动作，煤量随之波动，反过来又推动汽温的波动。

为了改善汽温快降及主汽压偏差大的情况，特制定了《#4机组自动优化方案》和《机组自动优化方案》，改造方案及试验方案于2010年4月实施。#4机组协调控制回路改造后，解决了负荷升降过程中汽温快速变化的问题。

2 改造前系统状况

1、中间点温度控制回路

中间点温度控制回路是用于当煤质变化导致中间点温度变化时，提前对燃料量进行调节，以保证汽温稳定。协调方式下，中间点温度变化时，中间点温度修正系数去修正锅炉主控，改变煤和风的量，从而稳定汽温。锅炉主控在手动时，通过修正给水流量设定值来改变给水流量来调节汽温。

中间点温度调节存在的问题：

1）调节慢。当煤质差，需要加煤时，运行人员改变中间点温度设定值，煤量变化较慢。而协调方式下，运行人员对燃料的干预只能通过修改中间点温度设定值来实现。这种情况下就会出现负荷或主汽压维持不住的现象。在升降负荷的过程中，中间点温度波动大，导致中间点温度对煤量的修正较频繁，煤量随之变化频繁，对温度稳定不利。

2）煤质差时出现燃料不可调。中间点温度实际是一个煤质修正系数，当煤质差时，中间点温度下降，中间点温度修正值也随之下降，去加煤，水煤比系数下降。当时中间点温度修正系数的范围为0.8~1.2。根据目前机组运行情况，下限0.8不能满足需要。当煤质差时，中间点温度提前对煤修正的作用消失。只能等到负荷或压力维持不住时，通过锅炉主控进行调节，不利于机组稳定。

2、水煤比函数和负荷与煤的函数与本厂实际情况有较大出入。导致正常运行中中间点温度的修正系数长期在1以下。当真正出现煤质变差需要中间点温度修正加煤时，但因为已到低限0.8导致煤加不上去。

3、减温水系统

1）、一级减温水设定值由负荷指令算出，负荷在350~500MW区间时，由负荷指令算出的温度设定值下降较快。因此在这段区间升负荷时，由于一级减温设定值下降，会导致减温水门开，加剧温度下降。

2）、过热器一级、二级及再热器减温水调门阀门开度在15%以下是空行程。这导致汽温调节不灵敏，对汽温稳定不利。

3)、负荷指令对过热器二级减温水设定值的前馈作用偏弱。这种前馈作用本来可以防止升负荷超温，降负荷低温，但因作用较弱，未起到较好的作用。

4、在升降负荷过程中主汽温波动大，经常出项大幅度下降。负荷由400MW升至543MW结束时，两侧主汽温均快速大幅度下降，严重威胁到机组的安全运行。

5、协调调节系统主汽压力回路调节品质较差，主汽压力经常在±1MPa左右波动。

3改造方案的实施

3.1 中间点温度控制回路

（1）为了避免因水冷壁出口汽温频繁变化导致变负荷过程中加剧汽温的波动，将中间点温度由水冷壁出口汽温改为汽水分离器内壁温度。

（2）中间点温度设定值原来是由汽水分离器出口压力计算出来的，但在负荷稳定时若汽水分离器出口压力波动时也会导致中间点温度修正值变化从而加剧汽温的波动。为避免这种情况，现将中间点温度设定值改为由负荷指令计算。适当加大中间点温度控制回路的参数。因汽水分离器内壁温度变化相对分离器出口汽温平缓，在保证不振荡的前提下，适当加大比例系数和减小积分时间，可加快协调方式下运行人员手动更改设定值时的反应速度。

（3）中间点温度修正系数的范围由0.8~1.2改为0.7~1.3，加大中间点温度对煤量的调整范围，当煤质变差时，协调加煤的范围增大，减少因煤量加不上去而带不了负荷的几率。

3.2 负荷与煤、煤与水函数的修改

根据实际运行时负荷、煤、水的关系来看，各工况下煤偏少，水偏多，这也是负荷变化时汽温偏低的原因之一。因煤偏少，只能通过中间点温度修正系数把缺少的煤加上去，导致真正出现煤质差需要加煤时，却因中间点温度修正系数已达底限而导致煤加不上去迫降负荷。

通过历史趋势查找大量数据后，得出本厂合适的负荷与煤、煤与水的函数关系。可以看出，同样煤量的情况下，实际需要的水相对现在通过煤算出的水少（每个点少100吨左右），即目前的水煤比相对较大，不利于汽温的调节。

综上所述，目前存在煤少水多的情况。将负荷与煤、煤与水的函数改为欲改为项的值后， 中间点温度输出值大部分时间保持在0.9~1间。

3.3 减温水回路的修改

3.2.1 减温水调整机构及测量设备检查

1）对减温水调门重新定位，消除空行程。

2）对变送器进行校验，确保减温水流量测量准确，便于分析调节效果。

3.2.2 减温水设定值调整

1）一级减温水设定值

根据停机期间对各负荷段参数的整理，完善优化设定值。

2）加强了负荷对二级减温器蒸汽温度设定值的前馈。

加强负荷对温度的前馈作用。升负荷时，提前开大减温水调门；降负荷时，提前关小减温水调门，通过减温水的提前动作来防止汽温的波动。

3.2.3 对过热器一级、二级及再热器减温水调节阀的自动参数进行检查并优化。

1）分别对各减温水调门进行定值扰动试验：将减温水自动投入，待工况稳定后，手动对汽温设定值增加或者减少5℃，观察汽温变化情况。

2）根据汽温变化情况，适当调整参数。

3）将调门投自动后，再对各调门进行定值扰动试验，反复调整参数，直至主汽温及再热汽温偏差满足相关要求。

4改造后效果

升降负荷过程中主汽温快速下降现象消失，且主汽温控制系统相关指标满足《模拟量验收规程2006》要求。通过此次优化调整，解决了变负荷工况下主汽温快降及主汽压波动大的问题，消除了因汽温低导致停机或重要设备损坏的隐患，为机组的安全稳定运行打下坚实的基础。

5机组系统方面存在的问题

1）屏过出口温度灵敏，在正常运行过程中，由于燃烧的波动，在屏过入口温度保持稳定的情况下，这些导致了在机组运行过程中，主蒸汽温度的来回晃动。根据这情况，要弄清楚屏过后温度波动的原因，从而有针对性的进行防范措施。

2）机组现阶段煤质较差，并且煤种变化频繁。

［参考文献］

1、《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》 DL/T5175-2003

2、《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》 DL/T659-1998