摘要：随着电网两个细则管理规定的实施，各火电机组自动发电控制（AGC）性能要求提高，为更好适应电网调峰要求，在机组性能考核中取得更好的收益，更多机组都在试着通过各种手段提高机组协调品质。某电厂600MW火电机组通过优化负荷变化速率、锅炉风煤比、汽机阀门特性、以及控制逻辑的优化，使机组协调品质有明显提高。
关键词：自动发电控制；调节速率；响应时间；风煤比；阀门特性
近年来随着区域电力工业发展，电网规模不断扩大、装机容量迅速增长，电网分谷差越来越大，电能质量和电网安全运行都受到较大影响，机组协调品质要求越来越高。出台双细则管理对保障电力系统安全、优质、经济运行，促进网厂协调发展，规范市场秩序，提高电网电能质量和安全稳定运行水平具有重要作用。2006年11月份，国家电监会颁布了《发电厂并网运行管理规定》（电监市场〔2006〕42号）、《电网运行规则（试行）》（电监会22号令）和《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》的通知(电监市场[2006〕43号)。其中自动发电控制（AGC）各机组之间存在较大差异，性能好的机组AGC考核一年有上千万的收益，直接影响各发电企业的经济效益。
1. 设备介绍
某公司600MW亚临界火电机组协调控制模式是以机跟随为基础的协调控制模式，锅炉是上海锅炉有限公司制造的亚临界参数π型汽包炉，采用控制循环一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、正压直吹式制粉系统、燃烧器摆到调温、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、半紧身封闭布置的燃煤锅炉，型号为SG-2093/17.5-M913。机组制粉系统选用中速磨煤机冷一次风正压直吹式制粉系统，磨煤机选用上海重型机械厂生产的HP1003型碗式中速磨。汽轮机采用上海汽轮机有限公司设计制造的亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，采用数字电液调节系统，型号为：N600-16.67/538/538。分散控制系统（DCS）为北京ABB贝利控制有限公司提供，DCS的设计采用合适的冗余配置，两台单元机组的控制分别由2套DCS实现，电气ECS系统和公用系统的控制由DCS公用系统实现，DCS公用系统分别连入两台单元机组DCS网络。
2. 优化过程
2.1机组升降负荷速率确定
机组协调优化以往许多都是热控人员进行逻辑优化后运行调试，该优化是运行人员先根据锅炉设备安全允许确定负荷升降速率。负荷升降速率由机组设备特性和燃料特性确定，保证机组安全前提下，再优化汽机调门开关稳定参数变化。负荷变化速率大，要求时间内燃料变化量大，锅炉参数变化幅度大；相反负荷变化速率小，要求时间内燃料变化量小，锅炉相对稳定。再有燃料特性也影响机组调节特性，煤质好、易着火升降速率就能提高，相反就应限制。锅炉允许燃料波动量决定了机组升降负荷的速率，所以大多数机组协调控制速率由锅炉设备决定。
经过现场试验，机组升降负荷速率15MW/min，升降20MW负荷，给煤量变化约22吨，四台磨运行每台调整5.5吨，如果五台磨煤机运行每台调整4.4吨。考虑负荷波动幅度，再有保证汽温汽压运行平稳，不出现超温超压或大幅波动情况，确定将机组升降负荷速率定为15MW/min。由于入炉煤多为洗中煤和劣质动力煤，热值较低，煤种变化较大，为稳定锅炉燃烧升降负荷速率不易太大，如果煤质好转，调节速率还可以适当提高。
机组协调控制速率确定后，所有参数调整都要适应负荷调整速率。如锅炉燃料指令前馈、锅炉减温水调整、锅炉风量前馈、汽机调门开关特性、汽机调门特性等。
2.2锅炉风煤比的优化
2.2.1磨煤机煤量
保证机组负荷变化速率，精确增减燃料量至关重要，要精确控制燃料增减，计量准确是根本。通过现场参数比对，发现有的制粉出力与实际存在偏差，如給煤量一样，磨煤机入口风压风温一样，磨煤机电流小、磨煤机出口温度高、磨煤机差压低，判断出磨煤机实际給煤量偏小。手动增加磨煤机出力至80T/H，磨煤机仍运行正常，各参数没有越限，于是根据其它制粉系统参数修正给煤机煤量，参考皮带秤计量，使计量值接近统计值。计量准确前提下，提高负荷变化响应速率，要求短时间内燃料量变化满足要求，通过延长燃料前馈响应时间或是增加前馈量满足要求。
2.2.2磨煤机风量和冷热风优化
计量准确前提下把燃料按照要求送入炉膛，让燃料增减去作用到机组负荷控制，要求給煤量与磨煤机一次风量对应，即优化风煤比。通过现场观察发现，冷风开启情况下，磨煤机入口风压波动，冷风门开大，磨煤机入口一次风压下降，冷风门关小，磨煤机入口一次风压升高。于是根据磨煤机冷热风管径及参数变化，冷热风门动作比例1:0.3修正为1:0.2。再有保证磨煤机出力在正常范围，限制自动控制条件下，磨煤机出力不超过65T/H（手动可加至70T/H）。
2.2.3总风量优化
锅炉升降负荷先加风后加煤，先减煤后减风。如果加负荷加风太快太多也会造成锅炉热负荷降低，加风不够也会造成燃烧不充分，还会引起汽温汽压波动；减负荷风降不下来，就会造成汽温汽压波动，严重时影响燃烧安全。所以风量调整按照实际燃烧情况送入，保证风煤比始终在合适范围。
2.3控制回路优化
2.3.1压力回路优化
保证压力稳定，存在一定调整死区，死区太小容易引起负荷振荡，死区太大，负荷调整偏差大，精度降低。所以尽量选择不引起负荷振荡为准。
2.3.2过热器温调整优化
汽温变化主要是减温水量变化容易引起压力波动，所以负荷调整过程由于汽温波动，减温水量大幅调整会对汽压调整造成扰动，尤其调整过程一会儿开大，一会儿关小，汽压调整不及时容易造成叠加。
2.3.3燃料前馈、汽机阀门前馈调整优化
根据设备承受能力，调整前馈值和前馈动作时间，更好地适应机组负荷变动。如：燃料前馈动作时间由30秒延长到60秒，汽机阀门动作系数由0.75调整到0.85等。
3. 调整后效果
调整前后具体数据见下表：
论文作者:董珍柱
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
标签：机组论文; 负荷论文; 速率论文; 锅炉论文; 燃料论文; 磨煤机论文; 汽机论文; 《电力设备》2017年第25期论文;