国华太仓电厂600MW超临界直流炉控制策略

1、国华太仓电厂600MW超临界直流炉控制策略 华北电力科学研究院有限责任公司热控所主要内容 前言 给水控制策略 机炉协调控制策略 总结前言 国华太仓发电有限责任公司2600MW超临界机组，汽轮机为超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽凝汽式汽轮机，高中压缸是具有冲动式调节级和反动压力级的混合型式。锅炉为上锅引进技术制造的国产超临界参数、变压运行、单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、露天布置的燃煤锅炉。过热器出口压力：25.4MPa、过热蒸汽温度：571、过热蒸汽流量：1913t/h、再热器出口压力：4.16MPa、再热器出口蒸汽温度：569、设计煤量：251t/h。 D

2、CS控制系统为上海福克斯波罗公司生产的I/A，S控制系统。 给水控制策略 煤水比控制煤水比是直流炉给水控制中的关键。保证分离器出口温度比保证机前压力更为重要。通过控制煤水比来粗调主蒸汽温度，通过过热喷水减温来细调主蒸汽温度。理论和实践证明要保证直流锅炉汽温的调节性能，维持特定的燃水比来控制汽水行程中某一点焓或温度（分离器出口焓或温度）为负荷的函数是切实有效的手段。 分离器出口温度（焓值）主要是修正燃水比。采用分离器出口焓值校正燃水比比采用分离器出口温度效果更好。 随超临界机组蒸汽压力的升高，直流炉中间点温度的惯性增加，时间常数和延迟均增大，燃料量和给水量扰动下中间点温度有更大惯性，因此中间点温

3、度（焓值）控制器需要采用变参数PID控制器。 当分离器出口温度435时，给水指令闭锁减。 中间点温度或焓值对燃料率和给水量的响应较慢，响应时间达24分钟，因此设计中间点温度的动态微分补偿和中间点温差动态补偿。 RB工况下为保证合适的燃水比，需要将三阶惯性环节切掉，中间温差动态补偿切掉。给水控制策略 喷水减温控制控制策略与常规的串级PID控制喷水量和给水量的比值是锅炉热负荷的函数，当喷水量和给水量的比值增大时，说明煤水比中煤多了一些。过热汽温控制在直流负荷以前，采用喷水减温控制；在直流负荷以后，以控制煤水比为主，喷水减温为辅。二级喷水减温控制采用常规的燃料量微分信号、主蒸汽流量微分信号作前馈的串

4、级控制 给水控制策略 给水流量控制主要是给水泵流量控制和最小流量阀控制，和常规汽包炉控制方式类似。锅炉启动阶段，从锅炉上水到点火前，采用给水流量定值控制带部分负荷阶段，分离器湿态运行，控制分离器水位。给水流量保持在本生流量（35%MCR），分离器水位由分离器至除氧器以及分离器至扩容器的调节阀进行控制，给水系统处于循环方式。纯直流阶段，带中间点温差修正的直流炉给水控制。带中间点温差修正的直流炉给水控制。进一步增加燃烧率，当锅炉负荷升至35BMCR时，运行方式从湿态转入干态运行。使分离器中的蒸汽温度达到设定值，汽温信号通过大选器，温度控制系统投入运行，开始增加给水流量。国华太仓锅炉启动系统为Sul

5、er设计的带扩容器式分离器启动系统，为内置式启动分离器。分离器干态运行时，仅做蒸汽流通集箱。启停和低负荷运行时回收分离器的疏水和能量。给水控制策略对于直流炉来讲，为了确保水冷壁在低负荷时有效的冷却，通过水冷壁的流量不能小于某个值，即最低直流负荷。当机组启动和停炉时，启动系统投入使用，由于启动系统要经历不同的运行状态，故须采用不同的运行方式，且能平稳，自动地切换。 机组启动 水位控制到温度控制的切换：自动控制分离器水位，负荷逐渐增加，一直到纯直流锅炉方式后切换到温度自动控制方式。给水流量保持在某个最小常数值（35%BMCR）。增加燃烧率，使温度超过设定值。汽温信号通过选大器，温度控制系统投入运行

6、，开始增加给水流量。 停炉 温度控制到水位控制的切换 选 大 器最 小 给 水 流 量给 水 流 量蒸 发 器过 热 器水 位燃 料 量给 水 流 量分 离 器 入 口 焓IIIIII汽 温 设 定 值过 热 度蒸 汽 量回 水 量给 水 量自 动 切 换汽 温选 大 器最 小 给 水 流 量给 水 流 量蒸 发 器过 热 器水 位燃 料 量给 水 流 量分 离 器 入 口 焓IIIIII汽 温 设 定 值过 热 度 消 失蒸 汽 量回 水 量给 水 量自 动 切 换汽 温机炉协调控制策略国华太仓为了保证AGC对机组负荷变动率的要求采用炉跟机为基础的协调控制系统，对超临界机组来说以机跟炉为基础的协调控制策略比较好机、炉之间存在严重的非线性耦合。燃料量、给水量、汽机调门开度的扰动变化，导致了功率、压力、温度的变化，超临界直流锅炉是一个三输入/三输出相互耦合关联极强的被控对象。给水、气温、燃烧系统是密切相关的，不能独立控制，应该作为整体进行控制。压力与锅炉的水动力有关，温度反映了锅炉热负荷，温度是超临界直流炉中最关键的参数。因此超临界直流炉的解耦必须以温度和负荷为主，压力次要。超临界直流炉具有强烈的非线性，因此协调控制系统PID均采用变参数。超临界直流炉蓄热较少，采用p1*PTsp/PT的微分做前馈，而不用负荷指令