摘要：本文主要介绍了OVATION系统下，低温省煤器联合暖风器改造的控制任务和策略。
关键词：低省；暖风器；OVATION系统；控制策略
1、前言
排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，占锅炉热损失的60%~70%。一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.6%～1.0%。锅炉排烟温度高，会使锅炉效率降低、脱硫塔耗水量增加、除尘器效率降低等，采用烟气余热利用换热器后会将烟气的余热回收利用提高锅炉效率，也降低了脱硫冷却水耗量。我国火力发电厂的很多锅炉排烟温度都存在超过设计值的情况。近年来以煤为基础的发电成本日益增加，各电厂面临着节能的巨大压力，降低排烟温度，减少排烟损失，提高机组热经济性，通过低温省煤器吸收利用烟气余热的技术得到了火电行业的广泛关注。
福建大唐国际宁德发电公司2号机组配置东方锅炉股份有限公司制造的 DG2060/26.15-II1 型国产超超临界变压本生直流锅炉，锅炉形式为一次再热、单炉膛、前后墙对冲燃烧、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热汽温、固态排渣、平衡通风、全钢构架、露天布置、全悬吊结构Π型炉。灰渣采用分除方式，飞灰采用气力干除灰，除渣方式为干式除渣；烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺。宁德电厂排烟温度也存在超过设计值的现象，锅炉设计排烟温度满负荷为125摄氏度，实际历年来2号炉排烟温度在125~145℃之间，排烟余热利用的空间较大。宁德发电公司2号机组利用机组检修机会在原电除尘器与空预器之间的烟道上装设烟气余热利用装置，即低温省煤器联合暖风器。将烟温降至95℃，实现余热回收利用，同时降低烟尘比电阻、烟气流量，提高电除尘器除尘效率，提高空预器入口冷二次风温度，缓解空预器冷端腐蚀。
2、低温省煤器换热器布置及控制任务
利用电除尘器进口喇叭前水平段烟道空间布置4个换热器，烟温从160℃降至95℃。每个换热器分前后两段，第一段和第二段分别对应设置六个换热模块，总计48个换热模块。其中第一段为机组凝结水加热段，主要用于加热来自7号低加出口和8号低加入口的凝结水，加热后凝结水送入6号低加出口，从而排挤低加抽汽，提高汽轮机出力。第二段为暖风器循环水加热段，暖风器来循环水在第二段中加热并返回暖风器，实现烟气余热在烟气和入炉空气中的传递，提高入炉二次风温度，从而可以进一步降低煤耗。低温省煤器采用凝结水分配取水方案：换热器给水系统与#6低加给水系统并联布置，其进水取自#8低加入口和#7低加出口，两路混合后经管道泵至换热器吸收排烟热量后，与#6低加出口凝结水汇合，进入#5低加。为了避免换热器发生低温腐蚀，需增设换热器再循环系统及低温保护系统。1）为保证低温省煤器第一段的效率，需控制第一段换热器入口水温在70摄氏度左右，在7、8号低加出口和入口各配置了一个调门，由运行人员根据工况采用其中一个调门控制低温省煤器第一段换热器入口水温。2）为保证低温省煤器第一段的效率，需控制凝结水温度在一个合理温度值，该温度设定值由运行人员根据实际工况设定，在低温省煤器入口配置两台变频增压泵。同时该泵保证凝结水来水能顺利进入换热器并回到6号低加入口。两台变频增压泵一用一备，可全程变频调节。3）为保证节能效果，需控制第二段换热器出口烟气温度在95℃左右，同时为了防止换热器低温腐蚀，第二段换热器出口烟气温度不能过低，且使水能载第二段换热器中循环，暖风器循环水系统配置两台变频。两台变频循环泵一用一备，可全程变频调节。
3、低温省煤器联合暖风器系统控制策略设计
3.1低温省煤器高温段投运步骤：1）7号低加出口取水调节阀组全开2）打开低温省煤器高温段进水总阀3）打开低温省煤器高温段出水总阀4）手动给定增压水泵A/B频率25Hz，打开增压水泵A/B出口阀5）打开增压水泵A/B出口阀6）7号低加出口取水调节阀组保持全开，8号低加入口取水调节阀组投自动，控制低温省煤器高温段进口水温在70℃左右7）手动调节增压水泵A/B频率，控制低温省煤器高温段出口烟气温度在115℃。
3.1.1低温省煤器低温段系统投运步骤：1）打开低省低温段进口阀2）打开低省低温段出口阀3）打开暖风器进口阀4）打开暖风器出口阀5）打开热水循环泵进口阀6）手动给定热水循环泵A/B 25HZ频率7）打开热水循环泵出口阀8）热水循环泵变频投自动，控制低温换热器低温段出口烟气温度95℃左右。
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3.2系统被控对象及逻辑设计
在正常的排烟余热回收系统低温省煤器高温段部分运行期间，高温换热器进水总阀、出水总阀打开，凝结水通过增压水泵A/B进入高温换热器换热。
3.2.1低温省煤器供水电动门和电动调门组控制逻辑：
8号低加入口来低省电动截止门和7号低加出口来低省电动截止门只有在2台增压泵均停止时才可以关闭，防止误退低省。增压泵后母管温度自动控制的任务是保证进入低省的来水温度在一定的温度范围内，可根据不同工况选择8号低加入口来低省电动调门或7号低加出口来低省电动调门进行自动控制。
1）被调量：增压泵后母管温度三选中2）设定值：运行人员设定3）解手动条件：a指令反馈偏差大；b增压泵后母管温度三个测点全部坏点；c增压泵后母管温度三个测点中一个坏点，另外两个偏差大于10℃；d增压泵后母管温度三个测点两两偏差大于10℃。
3.2.2低省回水温度自动控制
低省回水温度采用增压泵变频自动控制，共设置两台变频增压泵，一用一备，根据设备工况设计备用投入和切除功能，实现增压泵联锁功能。两台增压泵变频设计有互相跟踪逻辑，保证增压泵联锁时能够尽量减少扰动。
1）增压泵变频启允许：出口门已关2）增压泵变频保护停：出口门开取非与上出口门关闭后延时5秒触发脉冲3）增压泵变频保联启：备用泵联锁投入下，运行泵跳闸或母管压力低于设定值触发脉冲4）被调量：凝结水回水温度三选中5）设定值：运行人员手动设定6）解手动条件：a变频指令反馈偏差大；b凝结水回水温度三个测点全部坏点；c凝结水回水温度三个测点中一个坏点，另外两个偏差大于10℃；d凝结水回水温度三个测点两两偏差大于10℃。
3.2.3低省出口烟气温度控制
低省出口烟气温度采用暖风器循环泵变频自动控制，共设置两台循环泵，一用一备，根据设备工况设计备用投入和切除功能，实现循环泵联锁功能。两台循环泵变频设计有互相跟踪逻辑，保证循环泵联锁时能够尽量减少扰动。
1）循环泵变频启允许：出口门已关2）循环泵变频保护停：出口门开取非与上出口门关闭后延时5秒触发脉冲3）循环泵变频保联启：备用泵联锁投入下，运行泵跳闸或母管压力低于设定值触发脉冲4）被调量：A、B、C、D烟道出口烟气温度各进行3选中后进行平均5）设定值：运行人员手动设定。6）解手动条件：变频指令反馈偏差大；
3.2.4低省吹灰顺序控制
A、B、C、D共4个烟道，每个烟道布置4个声波吹灰器，防止烟道堵塞。低省吹灰程序控制4个小时一循环，程控启动后从A烟道1号吹灰器开始每个吹1分钟，然后等待10分钟，进入2号吹灰器，如此循环直至16号吹灰器结束，等4个小时计时到后进入下一个循环。此外，吹灰器设置有单操功能，方便运行人员根据工况针对性进行单点吹灰。每个烟道布置有进出口烟气差压测点并远传至画面辅助运行
人员判断每个烟道的堵塞情况。
4、改造达到预期效果控制稳定
改造完成后，项目达到了预期的节能效果，在各个工况下的节能量满足协议要求。控制策略设计与工艺流程相结合，各个PID参数整定良好，控制平稳快速，取得了较好的控制效果，能够满足各个工况下的控制要求。自动控制设计合理，大大减少运行人员的操作量，解放运行人员双手，让运行人员可以投入更多精力到精细控制和优化上。
参考文献
[1]魏书洲 刘喆 邵建林 白凌 程伟良 《燃煤电站加装低温省煤器的节能环保分析》 《节能技术》 ,2015,33(5):432-435.
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[3]赵燕平 《热工联锁保护系统配置优化技术》 《热能动力工程》 ,2006(5):444-444.
[4]李青 高山 薛彦廷 《火力发电厂节能技术及其应用》 《中国电力出版社》,2007.
论文作者:刘晔
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
标签：省煤器论文; 低温论文; 增压泵论文; 温度论文; 换热器论文; 烟气论文; 凝结水论文; 《电力设备》2017年第30期论文;