司江周 丁 遠(yuǎn) 易登橋 王 艷

（1.國家電投集團(tuán)南陽熱電有限公司 河南南陽 473000 2.國網(wǎng)河南南陽供電公司 河南南陽 473000）

一次調(diào)頻不穩(wěn)定的原因分析及處理方法

司江周1丁 遠(yuǎn)1易登橋1王 艷2

（1.國家電投集團(tuán)南陽熱電有限公司 河南南陽 473000 2.國網(wǎng)河南南陽供電公司 河南南陽 473000）

南陽熱電有限公司配置2×210MW機組，DCS采用北京國電智深有限公司EDPF-NT+系統(tǒng)，鍋爐采用東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG670/ 13.7-20型鍋爐。進(jìn)入2016年，一次調(diào)頻合格率低至20%左右。核對調(diào)度與廠內(nèi)時鐘同步，頻率信號一致性，鍋爐送、引、一次風(fēng)機執(zhí)行器線性、DEH調(diào)門線性度未發(fā)現(xiàn)異常。決定從自動控制角度著手檢查，檢查發(fā)現(xiàn)主汽壓力擺動幅度大，一次調(diào)頻少量的調(diào)節(jié)指令經(jīng)常淹沒在壓力波動過程中。經(jīng)過研究、討論決定從一次風(fēng)壓設(shè)定值入手，由原來的手動設(shè)定改為跟蹤負(fù)荷設(shè)定值，再根據(jù)鍋爐主控開度對一次風(fēng)壓進(jìn)行調(diào)整，通過一次風(fēng)壓的調(diào)整使鍋爐主控保持穩(wěn)定。由于風(fēng)壓與負(fù)荷指令同步變化，因此對鍋爐而言可以在主汽壓力未變化前即產(chǎn)生超前調(diào)節(jié)，有利于主汽壓力的穩(wěn)定。投入運行后鍋爐主控明顯趨于穩(wěn)定，開度由20～100之間跳躍式運行逐步穩(wěn)定在40～70之間，燃燒的穩(wěn)定使主汽壓力也穩(wěn)定下來，波動范圍由原來的0.1～0.8MPa之間穩(wěn)定至0～0.2MPa之間，一次調(diào)頻合格率達(dá)到98%。

1 引言

1.1 主設(shè)備及系統(tǒng)簡介

南陽熱電有限公司配置2×210MW機組，鍋爐采用東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG670/13.7-20型鍋爐，π型布置汽包鍋爐，四角切圓燃燒方式、固態(tài)排渣。制粉系統(tǒng)：每臺鍋爐配2臺雙進(jìn)雙出鋼球磨，冷一次風(fēng)機直吹系統(tǒng)。汽輪機采用哈爾濱汽輪機有限公司生產(chǎn)的N210/C164－12.75/535/535型汽輪機，30%兩級串聯(lián)旁路。發(fā)電機采用哈爾濱發(fā)電機有限公司生產(chǎn)的QFSN-200-2型發(fā)電機。

1.2 熱控系統(tǒng)簡介

DCS采用北京國電智深有限公司EDPF-NT+系統(tǒng)，DEH系統(tǒng)采用艾默生過程控制有限公司的OVATION系統(tǒng)。機組自動控制采用協(xié)調(diào)控制、機跟隨、爐跟蹤三種方式，正常運行時采用協(xié)調(diào)控制方式，鍋爐主控負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)主汽壓力，汽機主控負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)負(fù)荷。

1.3 一次調(diào)頻系統(tǒng)簡介

一次調(diào)頻回路疊加于負(fù)荷控制回路，受協(xié)調(diào)系統(tǒng)投入、退出控制，頻率信號在50.033～49.967Hz范圍內(nèi)不調(diào)節(jié)，超出按照函數(shù)曲線生成對應(yīng)的功率因子直接進(jìn)入負(fù)荷控制回路調(diào)節(jié)負(fù)荷，同時功率因子還直接作用于汽機主控，以實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)。根據(jù)《關(guān)于華中區(qū)域“兩個細(xì)則”實施通知》正在執(zhí)行的一次調(diào)頻考核要求，標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率K=（一次調(diào)頻實際貢獻(xiàn)量/一次調(diào)頻理論貢獻(xiàn)量）×100%，即：

（2）若一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率K＜0.50（取2位有效數(shù)字），則計為1次不合格。

（3）扣罰電量=不合格次數(shù)×0.3萬kWh/次。

如果在升降負(fù)荷過程中有調(diào)節(jié)需要，則先停止負(fù)荷升降，待調(diào)節(jié)完畢后繼續(xù)。中調(diào)采用網(wǎng)頻越過±0.033Hz（調(diào)頻死區(qū)）作為觸發(fā)一次調(diào)頻事件的判據(jù)。進(jìn)入2016年，一次調(diào)頻合格率連續(xù)低至20%左右，調(diào)度考核電量較重。

2 一次調(diào)頻不穩(wěn)定原因分析

2.1 河南公司一次調(diào)頻考核所采集的數(shù)據(jù)與電廠不一致

河南公司通過PMU系統(tǒng)采集電廠的頻率、功率信號來作為一次調(diào)頻考核依據(jù)。而電廠使用的頻率信號則是采用在變電站母線上安裝的在線儀表采集的，或采用DEH的頻差信號來作為一次調(diào)頻調(diào)節(jié)依據(jù)。PMU的頻率信號與變電站頻率信號、DEH的頻差信號差別較大，一次調(diào)頻的效果肯定會大打折扣。另外如果PMU采集的信號在傳輸過程中有較大延遲，也會影響一次調(diào)頻的效果。

2.2 電廠鍋爐送、引、一次風(fēng)機執(zhí)行器線性、DEH調(diào)門線性度異常

電廠鍋爐的送風(fēng)機、引風(fēng)機、一次風(fēng)機執(zhí)行器線性差，檢修時未校核準(zhǔn)確，死區(qū)過大、過小，執(zhí)行器卡澀、動作不靈活都有可能造成控制精準(zhǔn)度變差；煤質(zhì)不穩(wěn)定，導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)定；DEH調(diào)門正常運行時采用順控1～3，2，4模式，如果調(diào)門線性變差、初始開度區(qū)域不合理、LVDT不穩(wěn)定、伺服閥調(diào)節(jié)精度差，都可能出現(xiàn)對負(fù)荷較小的調(diào)整不響應(yīng)的現(xiàn)象。

2.3 自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)差

鍋爐氧量、負(fù)壓、一次風(fēng)壓控制不穩(wěn)定，給煤機給煤量波動大，燃燒不穩(wěn)定，自動調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置與目前工況不匹配，部分自動控制策略有需要修改完善的地方，這些都可能導(dǎo)致自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)變差。

3 一次調(diào)頻不穩(wěn)定處理過程

3.1 河南公司一次調(diào)頻考核所采集的數(shù)據(jù)與電廠不一致檢查核對

積極與河南公司進(jìn)行溝通、協(xié)調(diào)，通過對開關(guān)量信號、模擬量信號進(jìn)行強制，人員實時核對的方式，檢查了頻率信號、實時負(fù)荷、一次調(diào)頻動作等信號，從結(jié)果來看雖然有1～2s的滯后，但并不會造成過大的影響，基本可以排除信號傳輸品質(zhì)、傳輸延遲的問題。通過與PMU廠家合作將PMU生成的頻率信號通過485通訊方式返送至DCS，以此作為一次調(diào)頻頻率調(diào)節(jié)的依據(jù)，保持與省調(diào)信號的一致。

3.2 電廠鍋爐送、引、一次風(fēng)機執(zhí)行器線性、DEH調(diào)門線性度異常檢查

利用停機期間對送風(fēng)機、引風(fēng)機、一次風(fēng)機執(zhí)行器進(jìn)行了校驗，檢查了執(zhí)行器的死區(qū)設(shè)置，靈敏度設(shè)置均在正常范圍，動作靈活，無卡澀。對DEH調(diào)門重新進(jìn)行了校驗，檢查了LVDT、伺服閥等未出現(xiàn)異常。

3.3 自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)差排查處理

3.3.1 氧量、送風(fēng)、引風(fēng)自動邏輯修改、完善

機組C修期間更換了二次風(fēng)箱流量計、尾部煙道氧量計，新改造的氧量計、二次風(fēng)量均反映靈敏，與風(fēng)量變化、負(fù)壓變化匹配度很高，因此氧量自動、送、引風(fēng)機均做了一定程度的PID參數(shù)修正，氧量PID修正：P：0.02，I：1900：送風(fēng)PID修正：P：0.119，I：1350：引風(fēng)PID修正：P：0.015，I：2100。運行中觀察爐膛負(fù)壓基本穩(wěn)定在±50Pa左右，氧量±0.4左右，參數(shù)均達(dá)到優(yōu)良值。并做了氧量、爐膛負(fù)壓擾動實驗，其最大超調(diào)量、衰減率Ψ和穩(wěn)定時間均達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)排查、修改、完善

在對協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)檢查中發(fā)現(xiàn)鍋爐主控擺動幅度大，經(jīng)常在20-100%來回擺動，主汽壓力波動范圍在0.1～0.8MPa左右，負(fù)荷也隨著主汽壓力的波動而跳變，跳變范圍在1～5MW左右，負(fù)荷的不穩(wěn)定及鍋爐調(diào)節(jié)作用差一定程度影響了一次調(diào)頻的作用。分析主要原因有以下兩點：①鍋爐主控的調(diào)節(jié)屬于滯后調(diào)節(jié)，在主汽壓力變化后再調(diào)節(jié)，滯后性嚴(yán)重。②一次風(fēng)壓設(shè)定值手工設(shè)定，運行根據(jù)負(fù)荷情況手工設(shè)定，風(fēng)壓不能與負(fù)荷相匹配。因此改善一次風(fēng)壓設(shè)定值、鍋爐滯后就可以穩(wěn)定鍋爐燃燒，進(jìn)而穩(wěn)定主汽壓力，使一次調(diào)頻調(diào)節(jié)富裕充足。經(jīng)過多次討論決定從一次風(fēng)壓設(shè)定值著手，對一次風(fēng)壓設(shè)定值由手動改為跟蹤負(fù)荷設(shè)定值，生成一次風(fēng)壓設(shè)定值，再根據(jù)鍋爐主控開度對一次風(fēng)壓進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整函數(shù)關(guān)系如圖1，通過一次風(fēng)壓的調(diào)整使鍋爐主控保持穩(wěn)定。由于風(fēng)壓與負(fù)荷對鍋爐而言可以在主汽壓力未變化前即產(chǎn)生超前調(diào)節(jié)，有利于主汽壓力的穩(wěn)定。投入運行后鍋爐主控明顯趨于穩(wěn)定，開度由20～100之間跳躍式運行逐步穩(wěn)定在40～70之間，燃燒的穩(wěn)定使主汽壓力也穩(wěn)定下來，波動范圍由原來的0.1～0.8MPa之間穩(wěn)定至0～0.2MPa之間，負(fù)荷波動范圍也明顯減少，由原來波動0～5MW穩(wěn)定至0～2MW。一次調(diào)頻合格率也在隨后的二個月中達(dá)到95%以上（見圖2）。

4 結(jié)束語

圖1

通過對省公司數(shù)據(jù)的核對，廠內(nèi)相關(guān)設(shè)備的檢查，自動控制參數(shù)的調(diào)整，重新設(shè)計一次風(fēng)壓控制策略，提高自動調(diào)節(jié)品質(zhì)等多方面入手使鍋爐燃燒得以穩(wěn)定，進(jìn)而穩(wěn)定主汽壓力，使一次調(diào)頻能力大大提高，一次調(diào)頻8月份合格率98%，動作50次僅一次不合格，下一步針對不合格的動作查找原因，爭取使合格率再上一個新臺階。

圖2

TM711

A

1004-7344（2016）29-0129-02

司江周（1978-），男，中級工程師，本科，主要從事維護(hù)部熱工作。

2016-9-25