防止超超临界锅炉水冷壁超温控制策略的应用

1、    防止超超临界锅炉水冷壁超温控制策略的应用    赵庆东 计敏焜 江波摘要：该电厂2×660mw超超临界机组自2010年投产至今，发生10余次因锅炉管壁超温等原因造成的锅炉泄漏事件，对该电厂的安全生产及经济效益产生了很大的影响。为解决锅炉水冷壁的超温问题，在调整磨煤机运行方式和调整吹灰频次等运行方式基础上，对1号机组锅炉水冷壁超温特点进行分析，从热工自动控制角度出发，提出了以调整过热度设定值来调整给水量与给煤量的控制策略，以图解决锅炉水冷壁超温问题。关键词：超超临界机组;锅炉;水冷壁超温一、超温特点分析该电厂为防止锅炉管壁超温爆管事故发生

2、，制定了锅炉管壁超温管理制度（报警值：475，考核值：501）。由于机组在协调控制系统投入状态，在增减负荷或启停制粉系统时，管壁温度上升较快频繁超过考核值，甚至高达550，严重威胁锅炉安全运行。运行人员手动将过热度设定值降低几度（或十几度），以增加给水量和减少给煤量，降低管壁温度。当管壁温度接近考核温度值时，人为手动干预过热度设定值，完全凭借个人运行经验调整，快速增加给水量或减少给煤量，不但影响机组ccs控制对电网agc指令的响应，增加了“两个细则考核”，而且“手动”快速大幅度调整“给煤”或“给水”增加锅炉管热应力，增大锅炉爆管风险，影响机组安全运行。通过对机组数据综合分析，在机组检修时对锅炉

3、受热面管壁检查发现，锅炉右墙#34到#120管壁容易超温，如下图1所示：二、机组ccs控制策略优化2.1优化燃水比控制策略锅炉的燃水比是根据分离器温度的偏差来进行调整的，常规的调整方法有调整给煤量或给水流量二种方法，这二种方法各有优缺点。对于调整给煤量的方法，缺点是给煤量对分离器温度的影响较慢，通过调整给煤量来控制分离器温度的效果相对较差。优点是给煤量对主汽压力和负荷的影响也慢，因此，有利于主汽压力和机组负荷的稳定。而对于调整给水流量的方法，给水流量对分离器温度的影响较快，因此，调整给水流量有利于控制分离器的温度，但对机组负荷及主汽压力的影响相对较大。本文通过综合这二种方法的优点，提出了同时调

4、整给煤量和给水流量的协调解耦控制策略，整个控制方案分为二个部分，首先计算燃水比控制分配系数 ， 是一个数值在01之间的系数， 表示给水侧的校正强度，1- 则表示燃料侧的校正强度。燃水比控制分配系数 的计算回路如下图2所示。从图中不难看出，燃水比控制分配系数的确定遵循如下原则： 当分离器温度偏差不大时，说明燃水比失配并不严重，此时单纯校正燃料侧燃料量来调节燃水比，减小对协调控制系统的扰动; 当分离器温度偏差大于某一阈值时，即 > 时，给水侧校正回路开始投入，弥补燃料侧调节响应慢的缺点，控制汽温偏差在合理范围内; 当中间点温度差时， 为始终为1，燃水比校正作用完全由给水侧完成; 在考虑中间点

5、温度偏差的同时，还参考偏差的变化趋势：若温度差和温度差的变化率的乘积 为正，说明温度差有逐步扩大的趋势，则给水侧校正回路提前投入，相应增加 ; 若温度差和温度差的变化率的乘积 为负，说明温度差有逐步收敛的趋势，相应减少 ，削弱给水侧校正强度，防止过调。2.2优化燃烧调整方式2.2.1停炉期间检查燃烧器摆角情况，发现b、e、f层存在部分下搭、卡死情况，其他均能够正常摆动。因此结合锅炉燃烧调整需要，将e、f层下搭、卡死燃烧器固定在水平位置，b层卡死的燃烧器解开连杆保持不动。2.2.2因水冷壁右墙超温严重，故对#1、#3、#4角aa风左右摆角进行调整，以调整炉内燃烧切圆，降低右墙水冷壁区域热负荷。具

6、体调整角度如下表1所示：2.2.3根据#1炉煤粉取样结果发现c、d、f磨细度高于设计值（r90=22），需对分离器挡板进行调整。将c、d、f磨煤机分离器挡板由60°调至45°，调整前后煤粉细度（r90）由44%降至28%。2.3应用效果在机组变负荷或启停磨时，对锅炉水冷壁超温情况进行试验验证，结果表明：通过优化燃水比控制策略及燃烧调整方式，能够较好地控制右墙水冷壁的超温情况，同时提高了机组对agc的响应速度。在agc方式下，在机组反复升降负荷过程中进行试验。其中，水冷壁温度最大升至506，机组动态负荷偏差在5mw以内。三、结束语对超超临界发电机组锅炉水冷壁超温问题，从热工自动控制角度，提出了通过对燃水比控制策略的优化以及对燃烧调整的优化，在agc变负荷方式下，反复升降负荷过程中，减少或消除了水冷壁超温现象的发生，且对主蒸汽压力及机组负荷影响较小，具有较好的控制品质。参考文献：1芮文明1，魏健鹏1，牛世斌2.300mw机组低负荷锅炉管壁超温原因分析j.发电设备，2019，33（4）：285-288.2谢亚楠1.磨煤机一次风量测量改进优化j.工业控制计算机，2019，32（11）：111-111.3刁云鹏1，司瑞才2，王松寒2，金春林2.基于bp神經网络的超临界火电单元机组负荷系统建模研究