李雪冰 陈景勇 刘文仓 李春 张善东
京能十堰热电有限公司湖北十堰442000）
摘要：为确保电网对于火力发电机组宽负荷调峰响应的要求，并提高机组运行的灵活性、经济性和稳定性，结合我厂超临界燃煤机组实际情况，在不经过机务改造的前提下，通过对协调控制系统进行纯控制优化，达到提高协调控制品质，并且保障机组安全、稳定、经济运行。通过对机组部分负荷变动数据分析，可以得结论：协调控制系统品质显著提升，能够满足电网深度调峰及日常调频调节要求，为电厂实现宽负荷调峰、灵活性运行提供了技术保障。
关键词：协调控制，火电厂，宽负荷调峰
1协调及子功能控制优化内容
1.1锅炉主控
重新构造变负荷前馈：根据变负荷速率、负荷跨度及压力变化趋势动态确定前馈量，并根据压力偏差使该前馈量可提前刹车或延迟结束；当负荷开始变化时，该前馈量迅速变化，以快速补偿锅炉惯性；负荷变化结束时，前馈量缓慢结束，保证锅炉能量的稳定。该前馈量作用至煤量、送风、引风机、一次风、减温水、脱硝等系统。
新建锅炉主控=压力闭环调节器+可变压差微分+超压踢煤+能量前馈+负荷指令前馈，提高锅炉针对各个工况下压力调节的快速性，提高响应能力。将锅炉主控改为变参数调节，比例、积分、微分相互分离，以适应不同工况下调节需求；采用动态、静态不同参数，以适应锅炉运行情况。
表1锅炉主控参数表
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主蒸汽压力是衡量机组锅炉蒸汽产量与负荷是否匹配的重要指标，主蒸汽压力在出现较大波动时，意味这锅炉和汽机能量不平衡，影响机组安全稳定运行。通过优化增加压力偏差大、静态偏差大快速踢煤回路，从而保证主汽压力有效精准可控。
表5压差踢煤函数表
主汽压力压差（SP-PV） 锅炉负荷指令（MW）
表6踢煤分段函数表
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锅炉主控传递函数见图1。
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图1锅炉主控传递函数示意图
1.2汽机主控
优化修改主汽压力拉回回路，避免压力偏差大时汽机调门加剧压力调节恶化，在投入AGC后，减弱主汽压力拉回回路，保证AGC变动速率及机组运行安全。
表7压差拉回函数表
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在负荷变动过程中，汽机调门能否快速响应直接决定负荷响应速度及响应时间。通过优化增加AGC负荷快速回路：负荷增（减）时，提前变化负荷量，待负荷变化结束后消失，以提高负荷响应速度及响应时间，并改善汽机调门迟缓率差的现象。
汽机主控传递函数见图2。
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图2汽机主控传递函数示意图
1.3主汽压力生成回路
由于机组的主汽压力设定与机组的稳定运行和经济性密切相关，在不同工况下合适的滑压曲线是机组是否具备优秀可调性，经济性的关键因素。（3）通过优化修改滑压曲线，保证低负荷下压力与温度匹配性，提高主汽温度与机组经济性，减少煤量波动。
表8滑压曲线函数表
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2机组部分负荷变动试验
2.1机组负荷245MW-280MW
19时07分42秒，机组实际负荷244.852MW，目标负荷设定为280MW，负荷变动率设定值为4.2MW/MIN。19时07分51秒，机组负荷响应且保持升负荷至19时15分54秒，机组实际负荷280.157MW，调节时间为8.05MIN，负荷变动量为34.583MW，实际调节速率为4.296MW/MIN。最大负荷动态偏差为+0.973MW，静态负荷最大偏差为+0.889MW。主汽压力动态最大偏差为+0.386MPa，主汽压力静态最大偏差为-0.074MPa。
图3245MW-280MW负荷变动曲线
2.2机组负荷280MW-315MW
15时52分18秒，机组实际负荷279.232MW，目标负荷设定为315MW，负荷变动率设定值为4.2MW/MIN。15时52分28秒，机组负荷响应且保持升负荷至16时00分46秒，机组实际负荷315.759MW，调节时间为8.3MIN，负荷变动量为35.323MW，实际调节速率为4.256MW/MIN。最大负荷动态偏差为-1.255MW，静态负荷最大偏差为+1.945MW。主汽压力动态最大偏差为-0.238MPa，主汽压力静态最大偏差为+0.182MPa。
图4280MW-315MW负荷变动曲线
3结论
在进行协调控制系统等经纯控制优化设计和参数调整等工作后，通过对机组部分负荷变动试验数据进行分析：在保证主汽压力、主再热汽温、过热度及其他各参数平稳的情况下，实际负荷调节速率最快4.427MW/MIN，最慢4.194MW/MIN；主汽压力动态最大偏差为+0.566MPa，主汽压力静态最大偏差为+0.256MPa，机组安全稳定运行，协调控制系统品质显著提升，能够满足电网深度调峰及日常调频调节要求，为电厂实现宽负荷调峰、灵活性运行提供了技术保障。
参考文献
（1）李露，火电机组快速变负荷控制方法研究【D】，北京：华北电力大学，2016
（2）胡勇，基于汽轮机蓄能特性的大型火电机组变快速变负荷控制研究【D】，北京：华北电力大学，2015