（1.国电内蒙古东胜热电有限公司 内蒙古鄂尔多斯 017000；
2.重庆市永川区兴龙湖小学 重庆永川 402160；
3.重庆有线电视网络股份有限公司 重庆 401120）
摘要：分析330 MW亚临界燃煤火力发电机组凝结水节流系统对机组负荷的影响规律，优化机组AGC响应初期的负荷调节速率，提高AGC投入率。结果表明，215 MW负荷下，快速减少220 t/h的凝结水流量，导致机组功率在18 s内升高2.8 MW，节流持续时间100 s。凝结水节流调节过程不影响机炉侧运行参数，具有响应快，小幅度，暂时性的特点。凝结水流量控制基于除氧器上水阀开度控制除氧器水位，以及凝结水泵变频控制凝泵出口压力。除氧器上水阀调节模式响应速度远快于凝结水水泵变频调节模式，因此采用除氧器上水阀开度控制，以快速调节凝结水流量。凝泵出口压力影响备用泵联启、凝结水精处理器前管道运行安全性以及热泵减温水流量。
关键词：燃煤火力发电；凝结水节流；AGC调节；负荷调节速率；闭环控制
1.引言
凝结水节流作为一种利用汽轮机侧回水系统蓄能的辅助变负荷手段，能够暂时有效地提高机组变负荷速率[1-4]。亚临界燃煤火力发电机组在AGC调节过程中存在的主要问题为AGC投入率较低，月均投入率低于80%。AGC投入率偏低的原因在于机组在快速变负荷过程中，工况参数波动较大，而且负荷响应速率慢。因此，有必要采取措施解决大范围快速变负荷过程中，机组参数波动大导致AGC切除的问题，提高AGC投入率[3-6]。
本文拟分析330 MW火力发电机组凝结水节流系统对机组负荷的影响规律，优化AGC响应初期的负荷调节速率，提高AGC投入率。本文的分析有助于了解凝结水节流系统的运行规律和机组如何快速提升负荷，本研究的结果有助于改善AGC考核指标，缓解汽机调门的调节压力，稳定主蒸汽参数控制，平衡锅炉侧能量供给滞后，减少燃料量超调。
2.凝结水节流调节的原理
以国电东胜热电公司330 MW亚临界直接空冷凝汽式发电机组为例，分析凝结水节流调节负荷的原理。当汽轮机处于稳态工况时，凝结水流量的改变将会破坏加热器原有的平衡态，导致各级低压加热器和除氧器的运行工况发生变化，各级加热器的抽汽量将进行重新调整和分配。
由于抽汽量的改变，汽轮机低压缸做功以及凝汽器热负荷都将发生变化，这些原因均会导致汽轮机功率在短时间发生变化。凝结水节流调节过程不影响机炉侧运行参数，具有响应快，小幅度，暂时性的特点。
图1示出在65%负荷下进行凝结水节流扰动试验，凝结水流量和机组负荷随时间的变化。凝结水节流，快速减少220 t/h的凝结水流量，导致机组功率在18 s内升高2.8 MW，节流持续时间100 s。增大凝结水节流量会获得更大的机组功率增量，但相应的节流持续时间会缩短。
图1 215 MW负荷下阀门开度阶跃变化20%的节流扰动试验
2.AGC调节控制方案
凝结水节流控制采用基于凝结水节流的AGC联合控制方案，如图2所示。图3示出改造机组控制逻辑组态功能为除氧器上水阀控制除氧器水位，凝泵变频控制凝泵出口压力。不同指令下控制目标逻辑如表1所示。
凝结水流量控制基于除氧器上水阀开度控制除氧器水位，以及凝结水泵变频控制凝泵出口压力。图4示出在除氧器上水阀调节模式下，负荷响应达到稳态时间为19 s；在凝结水水泵变频调节模式下，负荷响应时间为67 s。除氧器上水阀调节模式响应速度远快于凝结水水泵变频调节模式，因此方案采用除氧器上水阀开度控制，以快速调节凝结水流量。
图4 两种控制方式下的凝结水节流扰动响应
凝泵出口压力安全区间为0.5~2 MPa，凝泵出口压力过低引发备用泵联启，出口压力过高对凝结水精处理器前管道运行有隐患。同时，凝泵出口压力影响热泵减温水流量，其数值最优的运行范围为1.5~2 MPa。
原控制逻辑中无凝泵出口压力自动控制，因此方案设计凝泵变频控制凝泵出口压力。基于负荷拟合，发现控制最合理的出口压力范围为1.0~1.8 MPa。同时设置偏置设定窗口，允许人员对凝泵出口压力进行手动修正，以冗余设置保证凝泵运行安全性。
3.结论
分析亚临界燃煤火力发电机组凝结水节流系统对机组负荷的影响规律，优化AGC响应初期的负荷调节速率，提高AGC投入率。结果表明：
（1）凝结水节流调节过程不影响机炉侧运行参数，具有响应快，小幅度，暂时性的特点。215 MW负荷下，快速减少220 t/h的凝结水流量，导致机组功率在18 s内升高2.8 MW，节流持续时间100 s。
（2）凝结水流量控制基于除氧器上水阀开度控制除氧器水位，以及凝结水泵变频控制凝泵出口压力。除氧器上水阀调节模式响应速度远快于凝结水水泵变频调节模式，因此采用除氧器上水阀开度控制，以快速调节凝结水流量。
（3）凝泵出口压力影响备用泵联启、凝结水精处理器前管道运行安全性以及热泵减温水流量。凝泵出口压力合理运行范围为1.0~1.8 MPa。
参考文献：
[1]周健，张毅龙，陈亚楠，沈跃军，隋晓华，赵俊杰. 迎面风速对空冷凝汽器换热效率和背压的影响[J]. 电力设备，2017，（20）：145，157.
[2]庞冬冬，胡伟，贺延枫，姚俊彦，焦玉明，赵俊杰. 330 MW亚临界汽轮机高压调节阀流量特性研究[J]. 电力设备，2017，（25）：354-355.
[3]项连清，陈黎勇，李文，叶华浩，赵思嘉，赵俊杰. 1000 MW超超临界汽轮机整体效率与内效率实时计算模型[J]. 汽轮机技术，2017，59（2）：97-100，155.
[4]赵俊杰，田景奇，侯奇，罗军旗，孙奇辉，包海斌. 上海汽轮机厂1000 MW汽轮机启动时的各项准则分析[J]. 热力透平，2014，43（3）：167-171.
[5]庞冬冬，任杰，张维，赵伟，赵俊杰. 亚临界汽轮机高调阀随负荷动作的控制分析[J]. 防护工程，2017，（21）：308.
[6]胡伟，胡剑刚，任海峰，李洪山，雷俊容，赵俊杰. 负荷对汽轮机高压调节阀的动作控制影响分析[J]. 电力设备，2017，（25）：56-57.
论文作者:焦玉明1,姚俊彦1,庞冬冬1,李洪山2,雷俊容3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/19
标签：凝结水论文; 负荷论文; 机组论文; 汽轮机论文; 压力论文; 除氧器论文; 流量论文; 《电力设备》2017年第31期论文;