330MW机组协调运行时负荷发散性波动分析

330MW机组协调运行时负荷发散性波动分析

王恩辉

广州中电荔新热电有限公司   广东 广州 511300

摘要：单元机组协调控制系统（Coordineted Control Systen 简称 CCS）[2]是单元机组自动状态下运行，把锅炉和汽轮机以及发电机进行整体控制，把自动调节、逻辑控制、机组保护有机的结合在一起，从而使机组能够在自动状态下适应负荷的变化，如果自动状态协调异常，将会影响机组安全，本文选取某电厂#1机组开机过程中协调投入状态下负荷发散性波动进行分析，从而得出结论，采取有效防范措施，对热电厂自动化运行有着重要参考意义。

关键词： 单元机组；协调；控制；自动化；防范措施

Analysis of Load pergence Fluctuation duringCoordinated Operation of 330MW Units

WANG Enhui

Guangzhou Zhongdian Li Xin Cogeneration Company Limited Guangzhou 511300 China

Abstract: The Coordinated Control Systen (CCS) for unit units [2] is a system that operates in an automatic state and controls the boiler, turbine, and generator as a whole. It combines automatic regulation, logic control, and unit protection to enable the unit to adapt to load changes in an automatic state. If the automatic state coordination is abnormal, it will affect the safety of the unit, This article analyzes the load pergence fluctuation of Unit # 1 in a certain power plant during the coordinated input state during the startup process, and draws conclusions. Effective preventive measures are taken, which has important reference significance for the automation operation of thermal power plants.

Keywords: unit unit unit; Coordination; Control; Automation; Preventive measures

0引言

近年来，我国经济突飞猛进，科学发展取得了丰硕的成功，电力行业也有了长足的发展，大容量、高参数的机组对自动控制有着更高的要求，机组协调控制的稳定性也要求的更高，他不仅具有快速响应负荷，稳定机前压力，还要保障调峰调频能力，实现电网AGC控制。

某电厂#1机组由于开机加负荷过程中，投入协调后负荷产生发散性波动，笔者对该现象进行分析总结，从机组协调原理入手，得出结论，避免同类事件的发生。

1.机组概述

本文中所选取电厂机组为东方汽轮机厂生产330mw汽轮发电机组，该机组采用DCS系统实现机组过程监控，它采用上海新华控制技术（集团）有限公司的分散控制系统XDC800B系统，DEH、MEH 系统采用GE优化与控制的XDPS-400e系统。DCS、DEH系统以微处理机为基础，应用了先进的网络通讯技术，结合计算机技术以及过程控制技术，组成不同应用规模和要求的现场控制系统，能适应于分散在不同物理位置的生产现场控制。单元机组设置单元机组控制网络[3]，公用系统通过网关站与两台机组进行数据交换。该机组全电调型控制系统采用用高压EH油的实时控制系统，它集计算机控制技 术与液压控制技术于一体，液压部分是采用高压EH油的电液伺服控制系统EH[5]。数字电液控- 6 - 制系统通过控制汽轮机主汽门和调门的开度，实现汽轮发电机组的转速与负荷的实时控制[1]。 充分体现了计算机控制的精确与便利及液压控制系统的快速响应、安全、驱动力强的特点[4]。

2.单元机组的协调控制（CCS）原理

单元机组协调控制系统（Coordineted Control Systen 简称 CCS）[2]为解决负荷拉制中的内外两个能量平衡供求关系而提出来的一种控制系统。从广义上讲，这是单元机组的负荷搅制系统，它把做锅炉和汽轮发电机作为一个整体进行综合控制，使其同时按照电网负荷需求指令和内部主要运行参数的偏差要求协调运行

[2]。他主要由主控系统，燃料控制系统，风量控制系统，汽机侧电液控制系统组成。正常运行时锅炉和汽机的控制系统接受主控系统的负荷指令，对机组进行负荷升降变化和参数的控制。

某电厂#1机组协调控制主要有以下三种方式

方式一BASE手动模式

该模式下，汽机锅炉均为手动，机组加减负荷均为手动调节，锅炉增减煤量，汽机跟随手动调整调门开度。

方式二TF模式

通过调整锅炉煤量，提高锅炉热负荷，从而提高锅炉主汽压，为维持主汽压不变，汽机主控根据主汽压偏差改变汽机进汽量，使主汽压向给定值靠近，从而使发电机负荷逐渐向给定值靠近。在此方式下由汽机主控来维持主汽压力，为了维持主汽压稳定，汽机缓慢开大调门，但发电机出力必须随着主蒸汽流量增加而增加、主汽压力上升汽机开大调门，进入汽轮机蒸汽流量才可以增加，而锅炉增加燃料以及风烟系统调整和锅炉换热均有延时，尤其汽包锅炉，存在较大惯性与延迟，因而机组负荷变化有较大延迟，导致出力变化慢，不利于负荷控制。

方式三BF模式

BF（锅炉跟随方式）方式下，通过改变汽机进汽调门，改变汽机进汽量，提高汽轮机热负荷。由于蒸汽流量变化，为维持汽轮机转速，励磁系统增加励磁提高发电机负荷，使发电机负荷跟随给定值，同时开大调门引起主汽压力变化，使主汽压与给定值产生偏差，锅炉根据主汽压升压率以及DEH内部压力偏差，逐渐提高煤量，增加锅炉热负荷，使主汽压向给定值靠近。在这种调节方式中机组负荷由汽机控制，主汽压力由锅炉控制。这种方式利用了锅炉的蓄热能力以及热传导惯性，通过开大减小调门改变主气流量使机组功率迅速变化，对负荷反应速度快，但由于锅炉燃烧延迟大，尤其汽包锅炉，对主汽压的调节存在不同程度的滞后现象，调节过程中主汽压波动较大，容易造成高压低温情况的发生，考验机组调节性能，因此必须对负荷变化率进行限制。

3、事件经过

12：57  #1机组负荷185MW，给煤量85T/H，主汽压力14.56MPa，汽机主控“自动”，锅炉主控“手动”，机组TF模式运行。开始进行减煤减负荷操作。

13：13  #1机组负荷146MW，给煤量66T/H，主汽压力13.66MPa，监盘人员投入锅炉主控“自动”，设定机组目标负荷140MW，设定机组负荷上限330MW，下限140MW。机组主汽压力目标值13.66MPa，定压运行。

13：13~14：20，机组无人员操作，负荷/煤量/主汽压力/汽机调门开度均开始发散性波动。

14：20 监盘人员切锅炉主控“手动”，给煤量由64T/H加至70T/H，监视机组运行工况。

14：30 机组工况运行稳定，负荷145MW，给煤量70T/H，主汽压力13.61MPa。投锅炉主控“自动”，投入机组协调“CCS-BF”模式运行

13：13 人员投入机组锅炉主控“自动”后，机组默认为协调方式CCS-TF模式运行。协调方式CCS-TF模式运行，即当负荷指令改变时，首先控制锅炉燃烧率和给水流量，改变蒸汽流量和主汽压力，然后，根据主汽压力的变化去控制阀门开度控制进汽量，以控制发电机功率，使其与负荷指令一致。

图一  机组波动时参数曲线

①、在波动过程中，当负荷实际值＞负荷目标值为140MW时，给煤量自动减少。当负荷实际值＜负荷目标值为140MW时，给煤量自动增加。

②、在波动过程中，当主汽压力实际值＞主汽压力目标值13.66MPa时，汽机调门自动关小。当主汽压力实际值＜主汽压力目标值13.66MPa时，汽机调门自动开大。

③、当汽机调门开大时，机组负荷增加；当汽机调门关小时，机组负荷减少。

4.预防措施

1.CCS协调情况下尽可能在机组工况稳定后投入，燃烧工况不稳定时投入大概率会引起参数波动

2.机组运行过程中加强监盘，提高责任心是关键

3.尽可能优化机组CCS协调性能，保证机组能够适应变工况正常工作

5.结论

由于该模式下运行人员投入汽机定压运行方式，并且在CCS模式下投入TF协调方式，机组在工况未稳定状态下，正值负荷手动下调过程中，由于汽包炉的蓄热能力，造成参数正处于变化之中，当投入TF模式后，负荷由于煤量初始阶段过调，导致负荷降低，CCS模式下增加煤量，引起主汽压上升，从而导致调门变化，循环恶化，不断发散。只有从调整上入手，以及配合热工调整CCS性能，才能从根本上解决问题。

参考文献：

[1]刘晓光,冉庆辉,陈朝晖,张玉泉.DEH控制系统的改进与完善[J]  .《黑龙江电力》 2005-04-30

[2]罗自学.引入辐射能信号的锅炉燃烧检测及优化控制[J].《华中科技大学博士论文》. 2007-02-01

[3]李恒刚.上海新华XDC800系统在黔桂三合水泥项目的应用[J].《中国水泥》 2010-07-01

[4]杨涛.9E机组数字电液调节系统常见故障与处理[J].《燃气轮机技术》 2010-12-16

[5]王天华.云浮发电厂#4机组DEH控制系统改造[J].《现代电子技术》. 2007-12-15

作者简介：

王恩辉（1989-），男，广东广州，本科，助理工程师，从事火力发电厂运行工作。