白福常

(1.武漢大學，湖北 武漢 430072;2.沙角C電廠，廣東 東莞 523936)

1 控制策略改進原因

沙角C電廠#2鍋爐是美國ABB－CE公司設(shè)計制造的亞臨界、一次再熱、單汽包、控制循環(huán)、單爐膛、Π形露天布置、四角雙切圓燃燒、固態(tài)排渣煤粉爐，與660 MW汽輪發(fā)電機組配套，自1996年開始投入商業(yè)運行。

在鍋爐實際運行中發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計的送風機動葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)中氧量補償部分不能很好地適應負荷及煤種的變化，比實際值要高，造成風機負荷加重，爐膛熱量損失嚴重。經(jīng)研究決定，在沙角C電廠#2鍋爐氧量補償系統(tǒng)增加自適應控制策略。

2 主要控制策略

鍋爐原氧量控制策略為:氧量設(shè)定值既可以在CASC(串級)方式下按給定數(shù)值(見表1)進行控制，也可以手動設(shè)定，設(shè)定下限為2.0%;實際氧量值為兩側(cè)氧量中值的平均值。

2.1 修改后的控制策略

圖1為修改后的控制策略。在CASC方式下，對原氧量設(shè)定值的計算邏輯進行細化，增加某些特定運行條件下的氧量補償，使氧量設(shè)定值適應不同煤種和不同的運行狀況。

氧量設(shè)定值既可以CASC方式設(shè)定，也可以手動方式設(shè)定;氧量設(shè)定值下限為2.5%。

圖1 修正后的鍋爐氧量控制策略

2.1.1 結(jié)焦煤種補償邏輯

對于易結(jié)焦煤種，采用“空氣預熱器進口煙溫平均值”作為判別參數(shù)，其補償邏輯的設(shè)計原則是:在一定負荷條件下，當“空氣預熱器進口煙溫平均值”大于一定值或“10 min前、后的空氣預熱器進口煙溫差值”大于一定值時，即認為鍋爐燃用的是易結(jié)焦煤種，需要進行氧量補償。

氧量補償邏輯如下:

(1)實時計算煙溫差值。

t時刻的煙溫平均值=t時刻的空氣預熱器進口煙溫各測點平均值(剔除壞點和不穩(wěn)定點)，

煙溫差值=t時刻的煙溫平均值－(t－10 min)時刻的煙溫平均值。

(2)煙溫差值 ＜0.5℃且 t時刻的煙溫平均值≤375℃，輸出0。

(3)煙溫差值 ＜0.5℃且 t時刻的煙溫平均值＞375℃，輸出+0.2%。

(4)0.5℃≤煙溫差值＜0.8℃且t時刻的煙溫平均值 ≤375℃，輸出+0.2%。

(5)0.5℃≤煙溫差值＜0.8℃且t時刻的煙溫平均值＞375℃，輸出+0.4%。

(6)煙溫差值≥0.8℃且 t時刻的煙溫平均值≤375℃，輸出+0.4%。

(7)煙溫差值≥0.8℃且 t時刻的煙溫平均值＞375℃，輸出+0.6%。

(8)該邏輯起作用的條件為:負荷＞500 MW且10 min前、后負荷差值＜20 MW。

2.1.2 磨煤機組合的氧量補償邏輯

C，D，E，F(xiàn)磨煤機開啟，B磨煤機停止，輸出 +0.1%;B，C，D，E，F(xiàn) 磨煤機開啟，輸出 +0.2%;其他磨煤機組合，輸出0。

2.1.3 鍋爐升、降負荷補償邏輯

有升、降負荷指令，輸出 +0.5%;無升、降負荷指令，輸出0。

2.1.4 補償值邏輯

補償值邏輯:取結(jié)焦煤種補償、磨煤機組合的氧量補償、鍋爐升降負荷補償3個輸出值的最大值。

2.1.5 氧量設(shè)定值邏輯

CASC方式時，為基本氧量值+補償值;退出CASC方式時，手動設(shè)置氧量，氧量設(shè)定范圍為2.5% ～6.5%。

2.2 實測氧量修正

對實測氧量進行修正，增加實測氧量的修正邏輯，使實測氧量反映實際氧量。

實測氧量修正的實施方案如圖2所示，在原邏輯(取每側(cè)氧量測點的中值，然后對兩側(cè)氧量中值取平均)的基礎(chǔ)上，增加氧量修正值F(x)

式中:x為修正前的氧量平均值，%。修正后的氧量作為實測氧量。

圖2 實測氧量修正邏輯

2.3 FF輔助風控制邏輯修改

FF輔助風原邏輯為:F磨煤機停運時，F(xiàn)F輔助風全關(guān);F磨煤機運行時，F(xiàn)F輔助風納入爐膛風箱差壓控制。

現(xiàn)修改為:F磨煤機停運或運行時，F(xiàn)F輔助風均納入爐膛風箱差壓控制。

2.4 燃盡風門開度控制邏輯修改

當#2鍋爐實施經(jīng)濟氧量運行時，鍋爐的總風量將在目前基礎(chǔ)上下降7%～8%，在燃盡風門自動的條件下，燃盡風門開度也隨之關(guān)小約10%，從而影響NOx排放質(zhì)量濃度的降低。為此，對燃盡風門開度控制曲線進行適當?shù)男拚姳?。

表2 #2鍋爐燃盡風門開度修正前、后數(shù)值對比 %

3 結(jié)束語

目前，在很多電站鍋爐氧量設(shè)定只是負荷的簡單函數(shù)，當機組調(diào)峰運行或運行工況發(fā)生較大變化時，氧量設(shè)定值沒有考慮鍋爐燃燒狀況、煤種變化對氧量需求的變化，按常規(guī)氧量控制會造成鍋爐的各項主要熱損失增加以及送、引風機運行經(jīng)濟性下降，甚至使燃燒過程嚴重惡化、供電煤耗率明顯增加。因此，當機組運行工況、煤種發(fā)生變化時，需要對最佳煙氣含氧量設(shè)定值進行修改，由運行人員根據(jù)經(jīng)驗對氧量設(shè)定值進行修正的方法有很大的隨意性，很難保證鍋爐在最佳經(jīng)濟狀態(tài)下運行。

本文介紹的修正方案可使鍋爐在不同負荷和運行工況下既能保證燃料的充分燃燒，又能使燃燒過程中各項熱損失及送、引風機消耗的廠用電減少，實現(xiàn)對電站燃煤鍋爐燃燒過程的優(yōu)化控制，提高鍋爐運行經(jīng)濟性，有效降低鍋爐的污染物排放，取得了很好的環(huán)保效益。

該方案在機組升、降負荷時可有效防止壁溫超溫，在燃用易結(jié)渣煤種時降低煙氣溫度和結(jié)渣速率等方面具有一定的作用，適應了煤種和某些運行工況的變化，具有自適應功能，目前已推廣應用到沙角C電廠的另外2臺機組。

在機組投入AGC運行時，AGC對機組負荷的調(diào)節(jié)有時過于頻繁且幅度小，導致升、降負荷的氧量補償值也動作頻繁，這在實際運行中是不必要的。因此，需要對該補償邏輯進行修改，在邏輯中增加升、降負荷幅度的判斷，只有在機組升、降負荷超過一定幅度時，才需要對經(jīng)濟氧量進行補償。