摘要:文章主要是分析了1000MW超超临界压力的控制特点,同时对调控制模式下的运行方式做了讲解,望能为有关从业人员提供到一定的参考。
关键字:超超临界;燃烧调整;直流锅炉
前言
近年来,我国人们生活水平的不断提升,同时也使得了人们对电力要求也随之而提高。锅炉燃烧调整能有效确保到机组的稳定安全性,同时还能保障到锅炉各项参数以及指标在燃烧调整的主要目标。
1.1000MW超超临界机组的控制特点
传统的亚临界汽包炉,由于汽包具有蓄热能力,各个系统的控制可以是相对独立的,在给水流量发生变化时,仅影响汽包水位,基本不影响蒸汽温度和压力。而燃料量(燃烧率)发生变化时仅改变蒸汽流量和蒸汽压力,对蒸汽温度影响不大。可以通过控制给水流量、燃烧率、喷水流量分别控制汽包水位、蒸汽压力、蒸汽温度。而对于超超临界1000MW直流锅炉,循环倍率为1,所以没有汽包,工质一次性流过各个系统,没有固定的蒸发点。给水流量及燃烧率发生变化时,各个受热面的吸热率将发生变化,锅炉出口温度及蒸汽量和压力都将发生变化,因此给水、汽温、燃烧系统是密切相关的,不能独立控制,应该作为整体控制。另外,直流锅炉与汽轮机的非线性耦合关系使常规的控制系统难以达到好的控制效果。由于没有汽包缓冲,超超临界锅炉动态特性受末端阻力的影响远比汽包炉大,主汽阀开度一方面控制汽轮机的功率,同时也直接影响了锅炉出口末端阻力特性,改变了锅炉被控特性。所以,锅炉的各个控制系统以及汽机和锅炉之间的协调控制必须综合考虑,整个机组的控制才能达到好的控制效果。
1.1锅炉起动系统的组成和作用
锅炉起动系统主要由分离器及其汽侧和水侧的连接管道和阀门等组成,有些锅炉起动系统还带有起动循环泵、热交换器和疏水扩容器。超超临界直流锅炉起动系统的主要功能是:建立冷态和热态循环清洗、起动压力和流量,以确保水冷壁安全运行;最大可能地回收起动过程中的工质和热量,提高机组的经济性;对蒸汽管道系统暖管。
1.2超超临界直流锅炉的起动系统
按照分离器的形式划分主要分为内置式和外置式2种。外置式起动分离器系统只在机组起动和停运过程中投入运行,而在正常运行时解列于系统之外。内置式起动分离器系统在锅炉起、停及正常运行过程中,分离器均投入运行,所不同的是在锅炉起、停及低荷运行期间,分离器湿态运行,起汽水分离作用。在锅炉正常运行期间,分离器作为蒸汽通道。目前大多数超超临界锅炉均采用内置式起动分离器系统。
2协调控制模式下的运行方式
机组协调控制就是用来根据机组运行工况选择一种适合于锅炉和汽机要求的需求指令。对于锅炉控制来讲,需求指令包括:锅炉输入需求指令、汽机主控需求指令、锅炉输入率需求指令。这些指令之间的关系完全取决于所选择的锅炉运行方式。锅炉协调控制模式下的运行方式可分为:协调运行方式、锅炉跟随运行方式、锅炉输入运行方式、锅炉手动运行方式。
2.1协调运行方式
协调运行方式是机组的正常运行方式。把机组负荷需求指令(就是功率需求)送给锅炉和汽机,以便使输入给锅炉的能量与汽机的输出能量相匹配。汽轮发电机控制将直接跟随功率需求指令,锅炉输入控制将跟随经主蒸汽压力偏差修正后的功率需求指令。这种方式下机组能稳定运行,因为汽机调速器的阀门能快速响应功率需求指令,而且锅炉负荷也能快速改变。这种控制方式可以极大地满足电网的需求。在机炉协调控制运行方式下,包括锅炉输入控制和汽机主控、给水、燃料量、风量和炉膛压力控制等在内的所有的主要控制回路都应处于自动方式。
2.2锅炉跟随运行方式
在协调运行方式下,如果汽机主控切换到手动时,运行方式就会从协调运行方式切换到锅炉跟随运行方式。在这种运行方式下,锅炉输入方式自动,汽机主控手动。
操作人员通过处于手动的汽机主控来改变机组负荷,锅炉的需求指令将根据该负荷自动地去设定,来控制主蒸汽压力,这个主蒸汽压力信号被用来修正实际的功率信号。在这种方式下,实际的功率信号跟踪功率需求信号。
2.3锅炉输入运行方式
当发生锅炉辅机故障快速减负荷时,会自动地切换到锅炉输入控制方式。在这种运行方式下,锅炉输入控制手动,汽机主控自动,锅炉的输入指令由操作人员手动给出,这意味着机组负荷的改变是由操作人员通过锅炉输入控制来完成的。而去汽机调速器的需求指令将根据机组负荷自动地去设置,来控制主蒸汽压力。由于直接调整锅炉的输入指令,在这种运行方式下机组运行将是最稳定的。然而,这种运行方式对机组负荷需求的响应这方面却不如协调方式和锅炉跟踪方式。在这种方式下,实际的功率信号跟踪功率需求信号。
2.4锅炉手动运行方式
在机组启动和停炉过程中使用锅炉手动运行方式。当给水控制在干态方式运行期间切换到手动时,或燃料量控制在湿态运行期间切换到手动时,会自动选择这种方式。在该运行方式下,机组负荷是不受控的。如果汽机主控处于自动方式,那么汽机调速器将控制主蒸汽压力。
3协调控制回路说明
协调控制回路使用功率需求指令作为与实际机组功率负荷相比较的负荷目标指令。
3.1负荷目标信号的设定
在协调运行方式下,负荷目标值借助于操作人员手动操作或来自于负荷分配中心的需求指令就可以设定负荷目标值。如果选择了协调运行方式以外的其它运行方式,那么实际的功率信号跟踪负荷目标值。
3.2负荷变化率限制
负荷变化率的限制加在负荷目标信号上,以消除负荷需求信号的突然变化。可以用手动或自动的方法设定负荷变化率。在自动方式情况下,此变化率为目标负荷的函数(见图4)。在手动方式情况下,操作人员可以在控制站上设定负荷变化率。作为速率限制条件还要考虑汽机应力情况。在汽机应力控制投运期间,由汽机应力所引起的负荷变化率上限也应送给负荷目标信号。
3.3频率偏差
电网频率有一定的波动范围,其对汽机的输出功率有很大的影响。通常汽机调速器使用一个固定偏差控制回路来调整输出功率,但如果采用协调运行方式,就可通过锅炉控制预先响应这种功率的变化,以增加机组运行的稳定性。同时还应考虑主蒸汽出口压力对负荷的影响。其中T为信号选择器,当机组采用协调运行方式,即协调运行方式信号为1时,c=a;当协调运行方式信号为0时,c=b。而F(X)为函数发生器,分别表示频率变化及主蒸汽压力变化对负荷的影响。
3.4负荷的高低限制
经频率偏差修正的信号,经过负荷限制器(高值和低值选择器)后,输出信号即是所谓的“功率需求信号”。然后功率需求信号分配给汽机主控和锅炉主控。
4结束语
由上可知,在机组运行的过程中应当依据现场的实际情况,然后合理调整到分制系统的煤量分布、吹灰方式以及炉膛风量等,才能有效确保到机组的安全稳定性。
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