谷明亮，劉艷萍

內(nèi)蒙古京能康巴什熱電有限公司

試論電廠集控運(yùn)行及機(jī)組協(xié)調(diào)控制應(yīng)用

谷明亮，劉艷萍

內(nèi)蒙古京能康巴什熱電有限公司

文章分析了電廠集控運(yùn)行的涵義，同時闡述了機(jī)組協(xié)調(diào)控制的涵義，最后結(jié)合多年的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對機(jī)組協(xié)調(diào)控制具體應(yīng)用的策略進(jìn)行了分析和闡述。旨在提高電廠集控運(yùn)行穩(wěn)定性，保證電力機(jī)組整體運(yùn)行效率。

電廠集控運(yùn)行；機(jī)組協(xié)調(diào)控制；應(yīng)用策略

一、分析電廠集控運(yùn)行、機(jī)組協(xié)調(diào)控制

（一）分析集控運(yùn)行

通過大量資料文獻(xiàn)查閱我們發(fā)現(xiàn)，集散控制系統(tǒng)（DCS）應(yīng)是電廠集控運(yùn)行核心所在，DCS系統(tǒng)主要的工作任務(wù)是集中分散好管理控制。一般而言，這一系統(tǒng)主要是由三個部分構(gòu)成，分別是綜合管理層，集中操作監(jiān)控層以及現(xiàn)場分布控制層。具體而言，DCS系統(tǒng)是新時代背景下衍生的產(chǎn)物，其比當(dāng)作是新的一種控制管理模式應(yīng)用在電廠集控運(yùn)行中，促使國內(nèi)電力生產(chǎn)領(lǐng)域朝著自動化生產(chǎn)過程前行。

（二）分析機(jī)組協(xié)調(diào)控制

就燃煤類電廠發(fā)電機(jī)機(jī)組來講，汽輪機(jī)和鍋爐是其中最重要的構(gòu)成部分，是它們將發(fā)電機(jī)單元連接成一個生產(chǎn)整體，是它們讓機(jī)組控制實(shí)現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)。結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，機(jī)組自動調(diào)節(jié)依靠著發(fā)電單元以外的電網(wǎng)負(fù)荷需求，即要求汽輪機(jī)、鍋爐等必須具備一定的調(diào)節(jié)能力。但實(shí)際上，汽輪機(jī)與鍋爐間的調(diào)節(jié)能力并非一致，反而存在較大差異性。如：就電網(wǎng)運(yùn)行而言，機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)需響應(yīng)快速，但對機(jī)組運(yùn)行而言，機(jī)組調(diào)節(jié)過程必須以可靠安全為前提。需要注意的是，鍋爐本身反應(yīng)的速度較慢，存在較大的熱慣性；而汽輪機(jī)的反應(yīng)則非常之快，存在較小的熱慣性。因而在具體的機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)過程中，應(yīng)用集控運(yùn)行和機(jī)組協(xié)調(diào)控制非常有必要，其能夠有效緩解汽輪機(jī)與鍋爐運(yùn)行間存在的各種矛盾。

首先針對機(jī)子協(xié)調(diào)控制這方面，常見的是應(yīng)用較大型的單元機(jī)組控制的方式，即在階梯式框架控制結(jié)構(gòu)的應(yīng)用下對汽輪機(jī)、常規(guī)鍋爐等局部運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行控制。這一過程我們能看成是生產(chǎn)控制整體，是在邏輯性控制、自動調(diào)節(jié)以及連鎖保護(hù)等功能的結(jié)合下，針對不同運(yùn)行條件和工況對各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。通常情況下機(jī)組協(xié)調(diào)控制包含有兩種控制形式，一種是CCS-TF，一種是CCSBF（如：圖一所示）。機(jī)組協(xié)調(diào)控制對整個電廠機(jī)組運(yùn)行而言，重要巨大，其不僅能夠提高機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)的速度以及機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，而且還能夠提升機(jī)組整體運(yùn)行的效率，保持各階段運(yùn)行參數(shù)平衡性。

圖一

二、具體應(yīng)用策略

（一）實(shí)際工程概況。A電廠機(jī)組選型是SG3091/27.56-M54X型號2X1000MW的直流塔式鍋爐，隨后配置了100%和65%的BM?CR高旁、低旁隔一個，然后添加一個N1000-26.25/600/600（TC4F）的汽輪機(jī)（反式凝汽式）。此機(jī)組中使用的發(fā)電機(jī)為THDF125/67型，最后增加了無刷勵磁系統(tǒng)。此外，為了達(dá)到預(yù)期設(shè)計的快速響應(yīng)需求，應(yīng)用到CCS-BF這一協(xié)調(diào)控制方式由汽輪機(jī)對機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行控制。但由于在CCS-BF方式的應(yīng)用下，主汽壓間存在著較大的參數(shù)波動情況，這便意味著鍋爐與汽輪機(jī)在能量上難以保持平衡，因而在具體控制操作中，應(yīng)根據(jù)水的供給、燃料情況等對壓力差進(jìn)行控制與調(diào)整，使其保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。

（二）負(fù)荷回路設(shè)定。按照相關(guān)的上下限限制以及RUNBACK計算情況，首先應(yīng)設(shè)定的是負(fù)荷指令，諸如：增減閉鎖、負(fù)荷升降速率定額以及上下限額定等，隨后再將負(fù)荷指令發(fā)送到制定的汽輪機(jī)與鍋爐等主控回路中，然后加上AGC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動接受和執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)頻指令。

（三）汽壓回路設(shè)定。按照負(fù)荷指令折算的要求來設(shè)置人員手動偏置、主汽壓等內(nèi)容，隨后根據(jù)增減速率慣性和限制等計算流程，將計算結(jié)果發(fā)送到鍋爐、汽輪機(jī)等系統(tǒng)的主控回路中，然后設(shè)定滑壓運(yùn)行值，并將其負(fù)荷函數(shù)設(shè)置為f（x）。

（四）汽輪機(jī)的主控。一般而言，機(jī)組負(fù)荷指令即指的是汽輪機(jī)主控指令，其是隨著鍋爐響應(yīng)而存在的一種具有蓄熱和延遲補(bǔ)償行為，需要再汽輪機(jī)響應(yīng)的應(yīng)用下適當(dāng)進(jìn)行一定的延緩處理，以防出現(xiàn)大幅氣壓波動現(xiàn)象。需要注意的是，針對一般性負(fù)荷指令修正問題，最常用的是增加慣性或壓力拉回的辦法。

（五）鍋爐的主控。鍋爐主控指令通常是發(fā)送給水、燃料以及風(fēng)等裝置，這一指令是在負(fù)荷指令回路以及鍋爐燃燒控制系統(tǒng)間形成的接口方式，所進(jìn)行的壓力指令修正或者是機(jī)組負(fù)荷指令調(diào)整的過程。

（六）負(fù)荷回路。當(dāng)運(yùn)行機(jī)組的負(fù)荷較高時，容易出現(xiàn)輔機(jī)跳閘情況，一旦輔機(jī)跳閘便會出現(xiàn)RUNBACK這類工況問題，此時應(yīng)對燃料輸送狀況進(jìn)行調(diào)整，以使運(yùn)行負(fù)荷降低，然后應(yīng)將其轉(zhuǎn)入主控模式，即TF模式，維持較低的機(jī)組負(fù)荷。針對工程實(shí)際概況，我們發(fā)現(xiàn)整個電廠運(yùn)行設(shè)備（如：引風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、磨煤機(jī)、給水機(jī)和送風(fēng)機(jī)等）均具有RUNBACK功能。

這一環(huán)節(jié)，首先應(yīng)是激活RUNBACK，根據(jù)運(yùn)行現(xiàn)場鍋爐指令反饋以及裝置最大出力狀況，采取小選運(yùn)算模式，求值。當(dāng)實(shí)施限速后，能夠計算出最大可能處理，當(dāng)限速后，應(yīng)將最大輸出值計算出來，以激活RUNBACK。然后是復(fù)位RUNBACK，此過程包括自動復(fù)位和手動復(fù)位兩種方式。具體將來，自動復(fù)位實(shí)施的條件是負(fù)荷值接近RUNBACK計算的最大負(fù)荷值要求，還有爐膛不能有火。

（七）電網(wǎng)回路調(diào)頻。首先應(yīng)再汽輪機(jī)數(shù)字化電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用下改變汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開度，此過程應(yīng)遵循電網(wǎng)頻率差值，只有在發(fā)出調(diào)節(jié)指令信號后方可進(jìn)行。具體說來，應(yīng)是在編碼和調(diào)制策略的應(yīng)用下開啟信號接收模式，通過水、燃料以及風(fēng)等供給量的改變，多億汽輪機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)閥變化氣壓偏差進(jìn)行控制，此外還應(yīng)增加一定的調(diào)頻作用力，以將存在于其中的一次性調(diào)頻、動作反向等問題解決。

三、總結(jié)

綜上所述，為了確保電廠系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，要求人們不斷對電力機(jī)組運(yùn)行性能進(jìn)行調(diào)節(jié)和管控，只有提高集控運(yùn)行穩(wěn)定性、機(jī)組協(xié)調(diào)控制有效性，才能使整個的機(jī)組運(yùn)行效率受到保證。

[1]陳毅藝.燃煤電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,04：110.

[2]鄧萬平.基于燃煤電廠集控運(yùn)行和機(jī)組協(xié)調(diào)控制的研究[J].河南科技,2016,13：21-23.