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燃煤机组AGC性能提高及存在的问题(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/12/2 13:19:31   

  所属频道:  火力发电    关键词:  火力发电 燃煤机组 AGC性能

  由于机组对锅炉燃烧率的响应有较大的延迟和惯性,而调门变化时,电负荷变化较快,所以当有变负荷要求时,应适当动作汽机调门,在主蒸汽压力允许的范围内,充分利用锅炉的蓄热加快机组初期的负荷响应速度。

  变负荷时,如果燃烧率不超调,机组的负荷变化的平均速度比较慢(如图7-1-6所示),即使用CCBF方式,从能量平衡角度分析,变负荷时改变调门开度(利用蓄热)无非是使锅炉的热量提前释放出来一些,其平均变负荷速度不为提高,所以要提高机组的变负荷速度必须适当超调锅炉的燃烧率,使锅炉热负荷快速跟上电负荷的变化要求,及时与电负荷平衡,并使主蒸汽压力快速恢复。当机组负荷接接近上限时,其燃烧率向上的超调较小,此时机组向上变负荷的速度较小;同样,当机组负荷接接近上限时,机组向下变负荷的速度较小。

  以上二点是提高机组负荷调节性能的基本思想,所有协调控制系统的控制策略和调整试验都应实现这个基本思想。

  一、机跟炉为基础的协调控制系统的改进

  在大部分机跟炉为基础的协调控制系统中,尽管系统在调门侧设计了前馈作用,负荷指令变化时,系统能快速改变调门开度,使负荷马上变化。但由于主蒸汽压力同时变化,主蒸汽压力调节系统又使调门朝负荷指令相反的方向变化,出现负荷先变化,随后马上返回的现象,这样的负荷调节性能是不能满足调度要求的。

  为了改善这种调节方式下的初期负荷响应性能,对原系统进行改进,增加图7-2-6虚线框内的功能,在变负荷过程中,系统根据机组负荷与负荷指令的偏差改变主蒸汽压力定值,避免了变负荷过程中调门返调现象,使系统能更好地利用锅炉蓄热,来消除负荷响应的延迟,并且主蒸汽压力变化的幅度和速度限制在允许的范围内。

  二、炉跟机为基础的协调和DEB控制系统的改进

  为了防止主蒸汽压力变化过大,在“炉跟机”为基础的协调控制系统中,都设计了防止主蒸汽压力变化过大的功能。一般的做法是:当主蒸汽压力与其定值偏差过大时,调门参与主蒸汽压力调节,同样出现调门变化方向与负荷指令相反的现象。在大部分“直接能量平衡(DEB)”协调控制系统中也存在同样的问题。

  为此,对“炉跟机”为基础的协调控制方式进行改进,构成图7-2-7所示的“炉跟机”为基础的协调控制系统。图7-2-7和图7-2-8中,通过“H/L”、“T2”和“T3”完成防止主蒸汽压力变化过大的功能,在变负荷过程中,如果主蒸汽压力偏低,系统禁止调门开;如果主蒸汽压力偏高,系统禁止调门关。这样系统避免了变负荷过程中调门返调的现象,又保证了机组安全、稳定地运行。

  以上三种协调控制系统都采用了前馈-反馈调节,以负荷指令作为前馈,以电负荷和主蒸汽压力作为反馈量,构成一个完整的协调控制系统,由于汽机指令调节负荷较快,当由调门调节负荷时,负荷指令的前馈可以不用。在负荷指令变化时,系统通过合适比例前馈作用快速变化调门开度,达到消除或减小负荷响应延迟的目的;与此同时,系统通过合适比例-微分前馈作用超调锅炉燃烧率,及时恢复锅炉的蓄热,减小主蒸汽压力的动态偏差,并使机组负荷较快地变化。对于“直接能量平衡(DEB)”协调控制系统,也可用能量信号作为锅炉的前馈。

  负荷指令的给定方式有两种,AGC方式下,负荷指令由调度给定;非AGC方式下,负荷指令由运行人员给定。为了保证机组的安全,负荷指令设置了高、低限幅和速率限制,使机组以允许的负荷变化率运行在安全的负荷范围内。

  三、提高机组滑压方式下负荷响应速度的方案

  前面已经提到滑压方式下机组的负荷响应比较慢,为了提高滑压方式下机组的负荷响应速度,在变负荷过程先保持定压运行,使机组达到定压时的变负荷速度,待机组完成变负荷后再进行变压运行,这样即满足了快速变负荷的要求,又能在稳态时实现机组的滑压运行要求。在图7-2-6、图7-2-7和图7-2-8设置了一个切换开关“T1”,实现变负荷时保持主蒸汽压力定值不变的功能。

  四、一些不成熟的提高燃煤机变负荷速度的设想和方法

  1.改变汽机抽汽量来快速响应电负荷变化要求

  由(式7-1-10)和(式7-1-10)可知,改变汽机的抽汽量能快速改变机组的电负荷,减少抽汽量电负荷增加;反之,增加抽汽量电负荷减少。汽机的抽汽主要用于高压和低压加热器,抽汽量会随进入加热器的凝结水量和给水量变化。由于给水量必须要满足锅炉工质平衡要求,所以改变高压加量的抽汽量来满足负荷要求会影响机组的安全运行,而低加处于凝汽器和除氧器之间,这二个大容器对工质的平衡有较大的缓冲作用,所以通过改变凝结水流量,使低加抽汽量变化,响应电负荷变化要求应该是可行的,其负面影响是会降低机组的热效率。

来源:电力资料网
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