李新武
广东粤电云河发电有限公司
1、背景：
去年9月份某电厂#5、6机组AGC控制系统进行了优化改造，与AGC电池储能辅助调频项目共同作用，加快了机组AGC负荷响应速率。机组配套优化改造的系统是通过利用外挂系统对锅炉主控系统、汽机主控系统、一次风量调节系统、二次风量调节系统、床温控制系统进行改造，实现机组风、煤、水和机炉协调的自动控制。考虑到低负荷段变负荷容易出现床温、床压，汽温、汽压等主参数及环保指标出现超限或变化过大情况，机组AGC原调节范围是180MW～300MW。运行情况较好。为提高#5、#6机组在现货市场的竞争力，以及提高储能辅助调频在低负荷段投入率和经济收益，加大机组AGC深度调频，今年将机组AGC调节范围从180MW～300MW改为150MW～300MW。
根据修改#5、#6机组AGC负荷下限的有关工作要求，组织#5、#6机组进行了150MW-180MW负荷段的协调投运试验。试验过程中机组在150MW～180MW负荷段运行时，因锅炉主控系统调节下限制约，特别是一、二次风机均接近自动的调节下限的影响，锅炉在配合储能调频进行机组高速率、大范围负荷变化时，AGC自动调节系统严重滞后、过调、甚至出现调节不稳的情况，致使锅炉侧床温、汽温、汽压极不稳定，特别是机组排放超标情况严重，需要运行值班员频繁手动介入操作，极大的影响了机组运行的安全稳定性，同时因为手动介于时必须退出AGC进行调节，机组AGC投入率考核增多，机组K值降低，调频收益减少。
2、技术方案
2.1 负荷变化率调整优化
AGC指令变化时，DCS系统根据实时的负荷变化量，以设定的负荷变化率使锅炉的燃料量得到改变。原180MW～300MW负荷变化率设定为4.8MW/min，但作为惯性比较大的控制对象，如果150MW～180MW低负荷变负荷时按照同样的变化率，循环流化床锅炉床温、床压、汽温、汽压等主参数及环保指标往往会出现超限或变化过大的情况。因此在低负荷时对负荷变化率作出优化调整，采用双定值方式运行，即180MW负荷以上，按调度定值单设置定值（目前为4.8MW/min），180MW负荷以下，适当降低变化速率，设置定值为3.6MW/min，通过低负荷变负荷性能试验，大体与180MW以上负荷段设定为4.8MW/min时的指标相当。
优化调整负荷变化率，使机组低负荷变负荷时风量、给水流量和燃料量的波动幅度减小，既能满足调节需要也可实现因此床温、床压、汽温、汽压、排放等主参数更稳定变化。
2.2 一次风量自动控制优化
原180MW～300MW一次风自动控制逻辑为根据机组不同负荷情况下按一定的线性变化调整速率，一次风机变频器由给煤量进行先控，床温进行校正，同时为避免一次风机变频器过调，设置一次风机变频器调整下限，以保证锅炉流化良好。但在150MW～180MW负荷下，一次风量按原定的线性调整速率自动调整，通过试验发现该线性调整速率在低负荷时对床温、汽压、汽温波动较大等问题，特别是循环流化床过低低负荷运行时分煤比变化较大，沿用原调整比例严重失调。针对此问题，提出新的分段控制方式，即负荷在180MW～300MW时按设原定的控制逻辑， 负荷在150MW～180MW时在控制逻辑增加系数比例降低一次风跟随煤量的变化速率。通过长期试运行延缓一次风与煤量配比的速率，一次风跟随床温控制死区由原来的8°C改为10°C，进一步降低一次风量的波动，尽量保持一次风量稳定从而使汽温、汽压、床温稳定运行。
2.3 二次风量自动优化控制
在150MW～180MW负荷下，为避免二次风机变频器在出力低于50%时会出现二次风机抢风问题，二次风机变频器出力和入口挡板开度为较低限值。当负荷降到150MW时，二者基本接近调整下限，很难再进行自动调整，但此时氧量实际值与设定值偏差过大，NOx很容易会超限。针对这些问题，对二次风自动控制速率作出改变，加快二次风跟踪氧量响应速率，在二次风量满足对应负荷所需风量时，尽量提高二次风压，达到降低床温的目的，同时因床温降低一次风量可进一步降低，保持总风量在合适的范围内，即避免了在频繁变负荷工况下一次风为调整床温而波动过大，造成床温、床压、汽温、汽压等主参数的波动，又可控制环保指标排放在合格范围内。
2.4 床温自动优化控制
根据循环流化床锅炉燃烧特性，床温采用恒定值自动控制，通过一次风机出力来进行增减调节，同时为尽量保证一次风机出力稳定，在150MW～180MW低负荷段优化控制逻辑：a、增大床温控制死区，延缓一次风与煤量配比的速率，优化锅炉床温、主汽压力和煤量等参数控制；b、设定单点床温高闭锁一次风机减逻辑，单点床温高时，一次风机出力不能降低，以保证锅炉运行安全，防止锅炉局部因床温高而发生流化不良或温度高结焦的情况。同时低负荷段通过加快二次风跟踪氧量响应速率，在二次风量满足对应负荷所需风量时，尽量提高二次风压，达到降低床温的目的，避免在频繁变负荷工况下一次风为调整床温而波动过大，保持床温、床压、汽温、汽压等主参数及环保指标等稳定变化。