300MW机组W型锅炉自动调节技术

1、安全技术300MW机组W型锅炉自动调节技术1 前言 株洲电厂二期技改工程2 300MW机组(3，4号机组)的锅炉采纳东方锅炉(集团)股份有限公司制造的DGl025/18.2-14型亚临界压力、一次中间再热、自然循环、W型火焰锅炉;制粉系统为正压直吹式，磨煤机(4台)为BBD3854型双进双出钢球磨;给水系统采纳3台50%容量的电动给水泵。机组的自动调整系统由MCS系统实现，采纳XDPS一400分散掌握系统，锅炉的主要自动调整系统包括协调掌握、燃料掌握(磨煤机容量风挡板调整)、磨煤机料位调整(给煤机转速调整)、磨煤机总风量调整(旁路风挡板调整)、磨煤机出口风温 节(磨煤机冷热风门调整)、磨煤机密

2、封风差压调整、带氧量校正的送风调整、炉膛负压调整、一次风压调整、二次风挡板调整、一级过热蒸汽温度(A，B)调整、二级过热蒸汽温度(A，B)调整、再热蒸汽温度烟气挡板调整、再热蒸汽温度事故喷水调整、汽包水位调整等。 2 主要调整系统的功能、特点 2.1 协调掌握 协调掌握的原则是将汽机、锅炉作为整体考虑。在能量平衡掌握策略基础上，通过前馈/反馈、连续/断续、非线性、方向掌握等掌握机理的有机结合，来协调掌握机组功率与机前压力，协调处理负荷要求与实际力量的平衡。在保证机组具备快速负荷响应力量的同时，维持机组主要运行参数的稳定。 株洲电厂3，4号机组协调掌握系统有5种掌握方式：基本掌握方式(手动)，锅

3、炉跟随掌握方式(BF)，汽机跟随掌握方式(TF)、以炉跟机为基础的协调掌握方式(BFCCS)、以机跟炉为基础的协调掌握方式(TFCCS)。 2.L1 机组指令处理回路 作为机组掌握的前置部分，它接受AGC指令、一次调频指令和机组运行人员设定的负荷指令。依据机组运行状态和调整任务，对负荷指令进行处理使之与运行状态和负荷力量相适应。 2.1.2 锅炉主控 锅炉主控分2种工况：a.炉跟机(BF)-此时主调输入：DEB信号作为指令(设定值SP);热量信号作为反馈(过程值PV);前馈信号：机组负荷指令(ULD)。副调输入：主调输出作为燃料指令;燃料量(由于双进双出磨，无法直接测量进入炉膛的煤粉量，取容量

4、风指令平均值)作为反馈，经PID运算后去掌握各台磨煤机容量风挡板的开度。 b.机跟炉(TF)一此时主调输入：机组实际负荷指令;实发功率作为反馈。副调输入：主凋输出作为燃料指令;燃料量作为反馈，经PID运算后去掌握各台磨煤机容量风挡板的开度。 (1) DEB信号 采纳与汽机调阀开度成正比的信号(P1/PT)PS作为锅炉负荷指令，式中微分项在动态过程中加强燃烧指令，以补偿机、炉之间对负荷要求响应速度的差异。由于要求补偿的能量不仅与负荷变化量成正比，而且还与负荷水平成比例，所以微分项要乘以(P1/PT)PS。 (2)减小磨煤机启停对负荷的影响 众所周知，直吹式制粉系统磨煤机 启停对负荷影响大，对采纳

5、燃料平衡的系统来说，有以下因素：a.停磨煤机必定使其它处于自动工况的磨煤机增负荷，而磨煤机内的余粉通过一次风送进炉膛，引起停磨增加负荷。b.启动磨煤机使其它处于自动工况的磨煤机减负荷，引起启磨减负荷。 对不采纳燃料平衡的系统来说，启/停给煤机对燃料的内扰须等汽包压力变化时才能进行调整，明显对负荷影响也大。 综合上述因素，应对燃料反馈信号进行动态补偿，以避开余粉影响。 (3)提高负荷响应速率 直吹式制粉系统的锅炉燃烧系统是大拖延环节，过分利用锅炉蓄热将加大机、炉间能量供需不平衡，负荷响应速度不能长久。因此在适当利用蓄热的同时，采纳下列措施：a.增加煤量的前馈;b.增加一次风量的前馈。 (4)风/

6、煤交叉 风/煤交叉采纳锅炉指令与该指令经惯性环节输出相比较，取大值掌握风量，取小值掌握燃料量，可以避开实际信号波动对掌握带来负面影响，便利地实现了加负荷时先加风、后加煤;减负荷时先减煤、后减风的富氧策略。 (5)滑压定值 滑压定值是负荷函数，在BF方式取机组指令代表负荷，在TF方式取实发功率MW作为负荷指令。这样做能够消退可能消失的正反馈，有利于系统稳定。增加滑压偏置，既能满意运行使用的敏捷性，又能解决滑压、定压的无扰切换。 (6)高加解列、单/多阀切换对锅炉主控的影响 高加解列、单阀/多阀切换调整级P1变化大(即DEB指令突变)，对锅炉主控影响大。采纳DEB指令保持30s，以抑制其不利影响。

7、 2.1.3 汽机主控 在TF方式时，用汽机凋门来掌握机前压力。特点是压力掌握响应快，主汽压力很简单稳定在给定值上，但在煤种变化大时负荷波动较大。在BFCCS方式下汽机主控掌握功率，依据机组功率偏差掌握汽机调门开度，同时当机前压力偏差超出肯定范围(0.4 MPa)，进行压力拉回。 2.2 磨煤机掌握 直吹式双进双出钢球磨煤机的出力完全由通过磨煤机的容量风打算，因而对负荷能快速响应。磨煤机的简体又具有肯定的储粉力量，因此，该系统兼有直吹式和中储式制粉系统的优点。 2.2.1 磨煤机负荷掌握(容量风挡板掌握) 煤粉由容量风带出磨煤机，在磨煤机内粉位肯定的状况下(即风/粉比肯定)，掌握容量风的流量，

8、就可以掌握磨煤机的出力。燃料主控的指令直接作用于容量风挡板掌握磨煤机负荷，自动时运行人员可以加肯定量的偏置以调整每台磨煤机的出力。 2.2.2 磨煤机总风量掌握(旁路风挡板掌握) 总风量含容量风和旁路风，容量风用于输送煤粉，流量与磨煤机的负荷成正比;旁路风有2个作用：干燥原煤及保证最小总风量，防止煤粉在管道沉积。故总风量的曲线f(x)应保证风量设定值大于最小总风量。另外，给煤量的变化对磨煤机的出口温度影响也较大，当出口温度偏离设定值时，适当调整旁路风量的定值，调整磨煤机的出口温度。 2.2.3 磨煤机粉位掌握 磨煤机的料位掌握是双进双出磨煤机最基本的掌握之一，也是投磨煤机负荷(容量风挡板)自动

9、的必要条件。 料位测量有2种：差压信号和电耳信号。2种信号都可采纳，但株洲电厂的差压信号测量更准一些，主要采纳差压信号。磨煤机负荷变化时，由于容量风发生变化，必定影响料位，因此这里加了负荷前馈信号，尽量使料位波动较小。 2.2.4 磨煤机出口温度掌握 磨煤机的出口温度由进入磨煤机的一次风温掌握。在暖磨期间，不掌握磨煤机的出口温度，而掌握其人口风温。 2.3 一次风压掌握 一次风压是整个制粉系统正常运行的保障，除了要保证系统要求的最小风压外，还应与磨煤机运行的工况相适应。其设定值由机组负荷打算。此外，由于该制粉系统为正压系统，为防止煤粉外冒，设有密封风系统。密封风压调整系统保证密封风与磨煤机内的

10、差压至少为4kPa。 本机组有独立的一次风机(2台)供应制粉系统所需风量，并带粉入炉。一次风压为比例积分构成的单回路掌握系统，B侧S/MA算法模块的偏置作为平衡一次风机出力。 2.4 引风系统 2.4.1 送风机跳闸影响 送风机跳闸对炉膛压力影响较大，采纳比例前馈适当减小引风机动叶开度，可以有效地抑制炉膛压力波动。 24.2 RB切除燃料影响 RB发生时快速切除燃料(FSSS)，引风调整前馈关，关的幅度与切除燃料量成比例。 2.4.3 非线性掌握 炉膛负压影响因素较多，波动也很频繁。对于较小波动(偏差小于20Pa)不调整，偏差小，增益小;偏差大，增益大。这样有利于运行工况稳定。 2.4.4 防

11、内爆 发生MFT瞬间炉膛压力急剧下降，可能发生炉膛变形。因此一旦发生MFT，引风调整机构按比例减小，30s后逐步恢复。 2.5 送风掌握 本机组的送风系统中，一、二次风各用2台风机分别供应。一次风通过制粉系统并带粉入炉，二次风则为帮助风掌握。一次风的掌握涉及到制粉系统和煤粉的喷燃要求，所以锅炉总风量主要由送风掌握。本系统包括氧量校正，并具备完善的方向闭锁和连锁功能。 2.5.1 风/煤限制 采纳风量与燃料信号转换为统一工程量，可以便利地实现风/煤方向闭锁。 2.5.2 风量指令 采纳DEB信号静态表达式：(P1/PT)Ps作为风量指令，当PT，与PS，偏差大锅炉主控切手动(已设定手动工况PS跟

12、踪PT)或高加解列、单阀/多阀切换P1变化大，对风量指令进行20s保持。当机组发生RUNBACK，-用首级压力Pl作为风量指令，有利于系统稳定。 2.6 汽包水位掌握 本机组采纳3台50%锅炉额定容量的电动调速给水泵。给水掌握系统包括3台电泵与旁路给水阀，作为全程掌握系统。 机组在启动和低负荷(小于30%额定负荷)时，由1台电泵向锅炉供水。这时给水调整系统按单冲量方式工作。当锅炉给水量很小时，电泵运行在最低转速，用出口旁路阀调整给水量。当旁路开度达90%时，给水量转为电泵转速掌握。当负荷大于30%，转为三冲量掌握。正常运行时，2台电泵按三冲量掌握方式。不运行电泵处于后备抢水状态。 2.6.1

13、备用泵抢水位功能 任意2台电泵运行，1台电泵运行中跳闸，备用电泵自启动胜利，以最大速率增速，增速时间为30S。勺管目标值为原跳闸电泵勺管位置，电泵增速受增速时间和原电泵位置限制。假如是MFT引起电泵跳闸，备用电泵自启动，但不抢水位，水位由运行掌握。 2.6.2 给水泵偏置 由于泵特性差异，从运行角度考虑必需增加3台电泵的偏置。为了便于运行操作，电泵偏置指示和指令指示为百分数。 2.7 过热汽温掌握系统 过热汽温分二级掌握，为串级掌握方式，其主环和副环均为比例积分调整。 2.7.1 过热汽温给定值 为适应机组不同负荷和定压、滑压工况的要求，系统设计定值回路，机组负荷经函数F(X1)，F(X2)产

14、生汽温给定信号。 2.7.2 抗积分饱和功能 由于汽温调整对象的惯性和延迟大，调整特性差，使主调简单发生积分饱和现象，从而使系统动作迟缓，易发生振荡。为此，采纳副调指令限值启动抗积分饱和功能。 3 W型锅炉与四角切圆燃烧锅炉自动掌握的主要区分 株洲电厂3号炉是湖南省首台正压直吹式双进双出钢球磨煤机、W型火焰锅炉，与以前各电厂采纳的中间储仓式制粉系统、四角切圆燃烧锅炉相比，其自动调整系统有较大的区分，主要体现在以下几个方面： a.中间仓储式制粉系、四角切圆燃烧锅炉的燃料调整通过掌握20台给粉机的转速来实现，l台给粉机跳闸对汽压(功率)的影响不是太大;双进双出钢球磨煤机、W型火焰锅炉的燃料调整通过

15、掌握4台磨煤机的8个容量风挡板开度来实现，1台给煤机或1台磨煤机跳闸对汽压(功率)的影响要大得多。但W型炉在着火、稳燃、燃尽方面具有明显的优势，在制粉系统工作正常时，自动调整品质特别好，负荷、汽压、汽温、汽包水位等参数的曲线几乎是直线，在机组运行5h内参数的波动范围：负荷1 MW、汽压土0.14MPa、汽温土3.5、汽包水位10mm。 b.双进双出钢球磨煤机的自动调整比中储式钢球磨要简单一些。中储式钢球磨煤机的主要自动调整系统一般设计为3套：磨煤机出口温度、入口压力、磨煤机负荷。双进双出钢球磨煤机的自动调整系统主要有：磨煤机粉位掌握、磨煤机负荷掌握、磨煤机总风量掌握、磨煤机出口温度掌握，该种磨煤机对锅炉燃烧的影响更大、更直接。另外，该制粉系统为正压直吹式，因而增加了密封风机系统，有2台密封风机及密封管路。 c.株洲电厂3号机组配置