【正文】 報告人：尹金亮 13523759151 中電投平頂山發(fā)電分公司 東南大學 能源與環(huán)境學院 基于閥點滑壓優(yōu)化的 1000MW機組先進 AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 目錄 ? ? 2. AGC的現(xiàn)狀及優(yōu)化目標 ? 滑壓優(yōu)化的 實施及存在的問題 ? 閥點滑壓研究及 優(yōu)化控制 可行性 ? 滑壓 的預測控制的新協(xié)調(diào)控制方案 ? AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)特點 針對平頂山電廠 1000MW超超臨界機組存在負荷調(diào)節(jié)性能差、汽壓汽溫等關(guān)鍵參數(shù)波動大及系統(tǒng)不能很好適應(yīng)煤種變化等實際問題，通過采用預測控制等先進控制技術(shù)，提出了解決上述問題的協(xié)調(diào)和汽溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，有效提高了機組負荷的調(diào)節(jié)性能，減小了關(guān)鍵參數(shù)的波動，提高了機組的運行穩(wěn)定性。 在此基礎(chǔ)上，進一步實施了汽機單調(diào)門閥位滑壓優(yōu)化控制，有效減少了汽機的節(jié)流損失，提高了機組的循環(huán)效率，實際應(yīng)用表明：采用該優(yōu)化控制系統(tǒng)后，統(tǒng)計供電煤耗降低 。 現(xiàn) 狀及 優(yōu) 化目 標 機組負荷升降速率低 、負荷調(diào)節(jié)精度差 常規(guī)的 AGC控制方案，由于對大滯后被控對象無法找到有效的控制方法，機組負荷的升、降速率僅在 1%/min左右， 負荷調(diào)節(jié)精度差， 機組的調(diào)峰、調(diào)頻能力差，無法滿足電網(wǎng)對機組負荷的響應(yīng)要求 。 常規(guī) AGC缺陷 1 獲得更高的 AGC響應(yīng)速率和調(diào)節(jié)精度 根據(jù)機組實際能力，可達到 %/min或更高的 AGC運行速率和更好的負荷控制精度，使電廠在將來的電力市場競爭中處于領(lǐng)先地位。 “優(yōu)化系統(tǒng)”目標 1 現(xiàn) 狀及 優(yōu) 化目 標 消除擾動能力差，出現(xiàn) 汽壓、汽溫等 參數(shù)大幅波動及振蕩情況 這是目前機組運行中最普遍出現(xiàn)的情況，機組在大幅度變負荷、啟停制粉系統(tǒng)、吹灰等擾動工況下，控制系統(tǒng)常會出現(xiàn)控制不穩(wěn)定或 溫度、壓力大幅偏離設(shè)定值 的情況，嚴重影響運行安全性。 常規(guī) AGC缺陷 2 機組運行中主汽壓力、主汽溫度的波動幅度可被減小至： 穩(wěn)態(tài)工況 177。 177。 ℃ 變負荷工況 177。 177。 ℃ 參數(shù)也不再振蕩，使機組具有更加穩(wěn)定、可靠的運行品質(zhì)。 “優(yōu)化系統(tǒng)”目標 2 現(xiàn) 狀及 優(yōu) 化目 標 汽機的節(jié)流損失大、滑壓潛力不能充分發(fā)揮 目前順序閥配汽不合理，所設(shè)置的滑壓定值無法保證汽機調(diào)閥運行在最佳閥點上，導致調(diào)門節(jié)流損失較大，高缸效率降低，機組循環(huán)效率降低。 常規(guī) AGC缺陷 3 對汽機的配汽及滑壓作深度的優(yōu)化，進一步降低機組熱耗 提出了 單調(diào)門 閥點滑壓優(yōu)化控制的理論及實施方法，對 機組順序閥兩閥 滑壓作了深度優(yōu)化， 實現(xiàn)了 兩 閥滑壓 單調(diào)門閥點最優(yōu)控制 , 有效減少了汽機的節(jié)流損失， 進一步降低了機組熱耗。 “優(yōu)化系統(tǒng)”目標 3 現(xiàn) 狀及 優(yōu) 化目 標 煤種變化對控制系統(tǒng)影響大 在燃煤品質(zhì)變差時，控制系統(tǒng)缺乏自適應(yīng)手段，控制性能也隨之變差。運行人員為保證機組安全，只能采用 很低的變負荷率運行，且壓力波動大 。 常規(guī) AGC缺陷 4 基本消除煤種變化對機組控制品質(zhì)的影響 采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等軟測量技術(shù)實時計算 煤種熱值、制粉系統(tǒng)滯后 等參數(shù)，并據(jù)之調(diào)整控制系統(tǒng)參數(shù)，使機組在燃用不同煤種時始終具有良好的品質(zhì)。 “優(yōu)化系統(tǒng)”目標 4 現(xiàn) 狀及 優(yōu) 化目 標 正常 AGC調(diào)節(jié)中，燃料、給水等控制量波動大 機組正常 AGC運行中，由于 AGC指令的頻繁反復變化（ 平 均 1～ 2分鐘變化一次 ），使得機組的燃料、給水、送風等各控制量也大幅來回波動，會造成鍋爐水冷壁和過熱器管材熱應(yīng)力的反復變化，容易導致氧化皮脫落，大大增加了鍋爐爆管的可能性。 常規(guī) AGC缺陷 5 機組運行中的燃料、給水波動大幅減小 通過智能預測算法使機組在 AGC運行中的燃料、給水等控制量的波動幅度減小 60%以上，對于減小機組設(shè)備磨損、延長鍋爐金屬管材壽命、減少爆管等極為有利。 “優(yōu)化系統(tǒng)”目標 5 再熱煙氣擋板難以投入自動，機組運行經(jīng)濟性差 超（超）臨界機組的再熱汽溫通常采用噴水減溫 “ +”煙氣擋板的調(diào)節(jié)手段，但由于煙氣擋板對再熱汽溫的滯后很大（控制對象時間常數(shù)達 二 十幾分鐘），采用 DCS常規(guī)控制方案基本 無法投入煙氣擋板的自動控制 。運行人員只能以再熱噴水減溫為控制手段來調(diào)節(jié)，機組運行經(jīng)濟性明顯受到影響 。 常規(guī) AGC缺陷 6 具有更好的運行效率 通過應(yīng)用 先進 控制算法， 有效投入 再熱煙氣擋板的自動控制， 大幅減少 再熱減溫水量，機組運行效率可得到明顯提升。 “優(yōu)化系統(tǒng)”目標 6 現(xiàn) 狀及 優(yōu) 化目 標 ? 3． 1000MW汽輪機順序兩閥 滑壓 優(yōu)化的 實施及存在的問題 ? 哈汽 1000MW汽輪機兩閥 滑壓 配汽優(yōu)化實施 哈爾濱 東芝 N100025/600/600型汽輪機滑壓運行模式可用四閥 、 三閥 、 二閥 ， 制造廠提供的滑壓曲線是按照三閥滑壓模式給定的 ， 滑壓曲線 見下圖 。 綜合的熱力性能計算表明 ， 在 滑壓運行模式下 ， 主蒸汽壓力為主導因素 ， 即進汽度越小 ， 經(jīng)濟性越好 ， 最經(jīng)濟的運行模式為“ 最小部分進汽度下的滑壓運行 ” ， 即 “ 二閥滑壓 ” 運行 。 滑壓曲線0510152025300 20 40 60 80 100 120負荷 %主汽壓力 MPa2V起滑 3V起滑4V起滑定壓圖 1：哈汽 東芝 1000MW機組設(shè)計的單閥、 兩 閥、三閥滑壓曲線 為了提高機組整體運行的經(jīng)濟性， 將汽輪機 順序閥控制方式由三閥滑壓改為兩閥滑壓，采用兩閥滑壓調(diào)節(jié)時，上滑點下降為 79%負荷，試驗證明汽輪機在兩閥滑壓運行時軸承金屬溫度與振動正常 ，經(jīng)濟性提高。 表 1 平頂山電廠超超臨界 1000MW機組配汽優(yōu)化 后經(jīng)濟性比較 負荷（ MW） 500 600 800 熱耗值 降低值 (kJ/kWh) 供電煤耗 降低值 (g/kWh) ? 兩閥滑壓非閥點運行 試驗及 經(jīng)濟性降低 原因分析 2022年 9月 20日 2機組在 A時間段 (1:003:00)和 B時間段 (3:306:00)進行閥點試驗 :1高調(diào)門開度 10～ 15%， 通過主汽壓力偏置， 保持 GV2+GV3閥點運行 ， GV2+GV3在 82～ 86%全開 ， GV1保持全關(guān),統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表 2。 時間段 負荷 （ MW） 主汽壓力 （ Mpa） 主汽流量 （ t/h） 高壓缸效率 （ %） 汽機熱耗（ kJ/kwh） 發(fā)電煤耗 （ g/kwh） A B 對比情況 0. 28 表 2 閥點試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計 ? 兩閥滑壓非閥點運行 試驗及 經(jīng)濟性降低 原因分析 在負荷 500～ 790MW范圍 ， 設(shè)計配汽優(yōu)化收益為 ，統(tǒng)計供電煤耗僅降低了 g/kwh， 主要原因 為 機組熱力參數(shù)穩(wěn)定性差 及 汽輪機汽耗率 影響因素繁多 等問題 ， 不能保持汽輪機自動控制 在 閥點 上 運行 ， 存在 CV CV CV3小 幅 波動現(xiàn)象 ， 見圖 2。 圖 2 某電廠 1汽輪機滑壓運行時 CV CV2和 CV3高壓調(diào)門小幅波動現(xiàn)象 ?4． 汽輪機 閥點滑壓研究及 優(yōu)化 可行性 ，具有較高的循環(huán)效率和低損失是效率最好的運行工況，滑壓運行是提高變工況下運行效率的有效方式。 ，降低其做功能力，在發(fā)出同樣電功率時，需要增大主汽流量，增大高調(diào)門開度，也就降低了調(diào)門的節(jié)流損失，提高了高缸效率，但是主蒸汽壓力降低造成循環(huán)效率降低。 滑壓的基本依據(jù)在于兩方面的因素：在低負荷工況下，一是需通過高調(diào)門節(jié)流來限制進入汽輪機的蒸汽流量，產(chǎn)生節(jié)流損失，增大熱耗；二是降低主蒸汽壓力可減小高調(diào)門節(jié)流程度，但主蒸汽壓力降低造