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适应机组宽负荷调整的节能安全自适应控制系统优化

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成果主要完成人

李洪涛、宋永强、程 伟、吴延宾、刘乃辉、宗 珂、高成军、杨志勇、杜振海、李 宁、沈跃良、周杰联

项目概况

随着山东电网风电、核电、太阳能等绿色能源装机容量逐年上升,外电入鲁容量持续增加,电网日负荷曲线峰谷差日趋增大,电网调峰机组容量不足,要求大型火电机组具备较大范围的调峰能力。加之国内国民经济结构的调整,大部分火电机组利用小时数将出现大幅下降,今后若干年内,山东电网内燃煤火电机组将出现大面积、长时间低负荷运行的情况,迫切需要开展火电机组宽负荷安全运行与节能优化控制技术研究,深入挖掘机组在设计锅炉最低不投油稳燃负荷之上连续宽负荷运行的潜力,在不对机组进行较大改造投入的前提下,实现机组宽负荷安全、稳定、节能和环保运行,最大限度消化清洁能源,为建设绿色环保社会做出贡献。 本项目成果主要包括以下内容:制订了一套适应机组宽负荷运行的节能安全优化方案,实现机组40%-100%负荷段的节能环保安全稳定运行。机组自动可调范围扩大至40%-100%额定负荷,机组主要参数高、低负荷运行稳定,锅炉烟气NOX排放浓度降低,减负荷过程NOX排放浓度无超标现象,低负荷段机组供电煤耗下降1.0-2.0g/kwh。 1.基于宽负荷调峰、调频的机组协调控制技术 采用先进的控制算法,实现先进的机、炉协调控制策略和一次调频控制策略智能控制,确保各主要自动控制系统主要参数及机组负荷变化能快速响应AGC及一次调频变化要求,能够实现各种异常工况的无扰切换,保障各类工况下控制系统的调节品质,提高机组调峰、调频综合性能指标。 2.基于宽负荷调峰、调频机组的汽温先进控制技术 系统基于负荷目标、负荷速率、负荷设定变化、锅炉主控变化的汽温前馈控制回路,有效减少汽温动态变化幅度。具有超温、低温快速控制功能。当发生主蒸汽温度高于设定值时,能够加强控制强度,迅速降低主蒸汽温度回复到正常值,有效防止超温;当发生主蒸汽温度低于设定值时,可以提高温度设定值,有利于机组经济运行。 3.锅炉一次风节能优化控制技术 设计开发锅炉一次风系统节能的实施方案和控制方案,使锅炉一次风系统节能达到常态化运行。一次风机节电率各负荷平均达到5%。 4.电除尘运行优化控制研究 通过对电除尘进行优化控制试验,得到电除尘第2、第3、第4、第5电场的电压和电流调整策略。设计开发了电除尘运行优化控制实施方案。在保障电除尘系统运行安全的前提下,降低电除尘系统电耗各负荷平均达到5%。 5.开发汽轮机高压调门流量特性在线分析软件 实际测定汽轮机单阀、顺序阀方式下的高压调门阀门流量特性,并对各阀门流量特性进行修正,最终使DEH负荷指令-汽机调门流量具有良好的线性特性特性,降低机组AGC、一次调频过程负荷响应的非线性,提高机组AGC、一次调频性能。开发了一套通用的“汽轮机高压调门流量特性在线分析软件”方法,由软件实时监测机组日常运行的变负荷数据,计算出实际的流量特性,并根据偏差给出DEH调门流量特性曲线修改建议,由人工确认后修改曲线函数。