300MW CFB机组压力偏差对负荷控制的影响与优化

洪喜彬

摘 要：本文介绍了300MW CFB机组协调控制过程中压力偏差对负荷控制的影响，通过分析压力偏差成因，对调整方式进行优化，使300MW CFB机组负荷跟踪更加快速、平稳。

关键词：CFB；压力偏差；控制；跟踪

中图分类号：TK223.7 文献标识码：A

0.引言

云河发电有限公司C厂为2×300MW CFB机组。汽机DEH为OVATION，DCS为国电智深EDPF NT Plus。

根据国电DCS机炉协调逻辑设计，在变负荷过程中，须保持主汽压力实际值与协调滑压曲线设计值偏差在±1MPa以内，才能保证实际负荷对目标负荷的跟踪。然而在实际运行中，频繁发生主汽压力偏差值大于±1MPa而导致负荷控制闭锁现象，造成机组负荷跟踪滞后，AGC负荷速率不合格等情况。本文以一次变负荷控制过程为例，分析产生压力偏差的成因，对调整方式进行优化来解决问题。

1.事件经过

2016年8月10日07∶50，#5机组接收到AGC指令，负荷由180MW逐步加至300MW。加负荷前，主汽压力为12.58MPa，汽机阀位为224.8MW，控制模式为旁路模式。07：50，AGC加负荷至250MW指令下达，机组开始响应，锅炉主控增加给煤量，汽机主控增加阀位开度，值班员调整一、二次风量以配合燃烧改变锅炉热负荷，一次风量466.8kNm3/h。08：26，机组负荷到达252MW。08：33，AGC加负荷至250MW指令下达，机组开始响应，09：17机组负荷到达303MW，一次风量达548.2kNm3/h。在整个加负荷过程中，由于锅炉热负荷先于滑压曲线要求的热负荷值，主汽压力先于滑压曲线要求的压力值，产生了压力偏差，引起协调负荷控制闭锁动作，目标负荷跟踪迟滞，AGC负荷速率达不到要求。

2.压力偏差成因分析

2.1 机组控制方式

机组控制方式有基本方式、锅炉跟随、汽机跟随、协调控制。

2.2 主汽压力控制方式

主汽压力控制有定压方式和滑压方式。当主汽压力控制未投入时，压力定值跟踪实际压力以实现手/自动的无扰切换，并用滑压偏置来修正压力的前馈信号。

2.3 #5机组从接收至AGC指令并响应，至实际负荷到达目标，实际滞后时间为22min，此跟踪性能远远达不到AGC速率要求。首先从入炉煤掺烧均匀性开始分析，着重检查了入炉煤低热化验值偏差，并核对AGC指令的接收和协调响应等逻辑，都没有发现问题。

在集中分析协调的性能和逻辑时，随着思路的开拓和分析的深入，有一个被忽略的细节，那就是一次风量的均匀性。对于循环流化床锅炉而言，一次风量除控制床温和补充燃烧初始氧量外，还用于控制炉膛悬浮段的颗粒浓度，从而控制锅炉热负荷的变化。由于入炉煤为挥化份在40%左右的褐煤且容易破碎，在变负荷的过程中，当一次风量不匹配，则容易引起锅炉热负荷超前或滞后于滑压运行曲线要求，从而出现压力偏差。

通过对一次风量历史曲线分析，在AGC指令下达后，炉主控和机主控会同时接收协调指令，这时汽机调门开始响应并逐步开大或关小以跟踪负荷，同时燃料主控开始输出，总煤量会有一个小跃升或下降，以配合汽机主控的瞬时动作。之后锅炉热负荷逐步变化，以满足汽机主汽门前压力的变化需求。负荷控制热控逻辑如图1所示。

而锅炉热负荷的变化量主要由锅炉燃烧工况决定，对于循环流化床锅炉而言，悬浮段颗粒的浓度决定带负荷的能力，因此，一次风量的控制影响占据主导地位。在变负荷的过程中，一次风量的控制超前或滞后于滑压曲线的要求值，则容易引起锅炉热负荷的超前或滞后，从而导致压力偏差出现，闭锁负荷控制。

经过逻辑分析和历史曲线对比，发现一次风量的控制特性，是导致压力偏差的主要原因。因此，要解决的问题就是进行一次风量控制的量化，优化特性。

3.解决方法

（1）进行一次风量标定和试验，将一次风量进行修正，不仅量化一次风量操作，还为节省风机电耗打下基础。同时综合试验数据，量化变负荷一次风量控制。图2为试验前后数据对比。

（2）将风量控制数据细化制作成座签的形式放集控室操作台指引操作人员操作。

（3）通过试验，量化变负荷过程滑压偏置的设置，优化协调控制过程滑压偏置的影响。将压力偏差闭锁值由原来的±1.0MPa修改为+1.4MPa和-1.3MPa，使协调参数更符合循环流化床机组的特性；将滑压偏置设置纳入标准化管理，有效提高协调控制的稳定性，增加了机组的调节性能。同时在投入AGC时，用滑压方式。负荷上限设定为300MW，负荷下限定为180MW。负荷变化率设定范围：4.0～4.5MW/min。滑压偏置在负荷稳定时设置在-0.1MPa；在加减负荷时可以按实际需求设定。图3为新控制逻辑图。

结语

本文通过对入炉煤质、协调性能及运行操作的分析，找到了導致机组在变负荷过程中产生压力偏差闭锁负荷控制的原因，发现一次风量控制对纯烧褐煤锅炉热负荷的影响，通过试验制定措施解决问题，既量化了一次风量控制，也优化了DCS协调控制参数，对大容量CFB机组运行和参数优化有一定参考价值。

循环流化床锅炉的特性和控制研究是一个复杂的问题，只有不断地跟踪和分析，才能应对技术变革过程中不断出现的各类新问题。同时利用跟踪和试验数据来细化操作，才能不断提高操作技能并确保机组安全、稳定运行。

参考文献

[1]广东粤电云河发电有限公司. 300MW循环流化床锅炉运行规程[S].2015.

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