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DEB直接能量平衡控制策略及其应(2) |
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| DEB直接能量平衡控制策略及其应(2) |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-23 16:27:26  |
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[3]，通过燃料的动态超调来加强锅炉燃烧率的变化幅度，促使锅炉加快响应。图2为工程实用的汽机能量指令功能框图。经动态补偿后形成的锅炉指令信号，能大大地改善机组在定压或滑压运行时汽机和锅炉动态过程的能量匹配。
图2 能量指令功能框图
在DEB控制中，压力比信号能灵敏地反映汽机的调门开度，在这同时压力比对信号噪声的反应也非常灵敏，在经过超前补偿后信号的噪声将进一步放大，所以必须对能量指令进行有效的滤波。工程中常规的滤波方法一般采用惯性滤波，惯性滤波在克服噪声的同时也牺牲了信号的灵敏性。为了既能有效地滤去噪声又不延滞信号，我们在设计中采用了限幅滤波ALF（Amplitude Limiting Filter）法[1]。对于压力比信号其噪声的幅度是比较均匀的，ALF通过设定一个基于信号均值的滤波幅值，形成一条浮动于信号的噪声滤波带，使在滤波带幅度内的噪声得到有效克服，而大于滤波带幅度的有用信号变化量获得真实反映。ALF的滤波幅值整定在工程上是非常容易的，只要记录并测量出信号噪声的平均幅度就可以确定该整定值。
电站锅炉是个非常复杂的工艺系统，锅炉的煤、风、水等系统的组成设备和过程协调地运行维持着锅炉的正常运转，确保出力满足汽机的要求。当锅炉的局部设备或过程系统发生问题，将影响锅炉的整体能力。如果在局部子系统带“病”运行时，必须对锅炉指令进行限制，使锅炉所带负荷水平不超出带病运行的子系统所具有的能力。如果锅炉的局部系统或设备发生故障，不能满足锅炉当前的负荷水平，则必须强制改变锅炉出力至局部系统的实际能力，避免局部故障的扩大。
锅炉实时能力处理回路根据锅炉子系统调节偏差、设备运行极限状态、辅机跳闸情况对锅炉指令实施以下三种处理：增/减方向闭锁；迫升/迫降（RUNUP/RUNDOWN）；快速减负荷（RUNBACK）。
当锅炉发生指令方向闭锁时，锅炉实时能力处理回路同时以相同方向闭锁机组指令，使得机组的实际负荷指令不超出锅炉的实时能力。
当迫升/迫降或快速减负荷发生时，在锅炉侧减负荷的同时，实时能力处理回路将汽机侧的T2 切换到汽机调压方式，由汽机控制主汽压力，使机-炉协调同步地到达机组实时负荷能力，而不破坏系统的平衡。
3 DEB协调方式下机组实际响应分析
采用DEB策略的协调控制系统在某电厂2×300MW机组已获得了成功的运行，并完成了所设计的各种跳闸条件下的RUNBACK试验，AGC控制投入。以下通过分析某电厂#1机组在协调方式下功率响应实时曲线和RUN BACK试验曲线，来验证DEB策略的实际应用效果。
3.1 DEB方式机组实际响应分析
图3机组在DEB方式下实际响应曲线
机组满负荷（300MW）时，在机组主控站设定目标负荷为250MW瞬间向CCS发出，阶跃扰动达16.7%，指令变化率限制在约4%/min（见曲线4）。机组实际响应情况为，实发功率（曲线3）在DEB控制下非常好地跟踪了功率指令，仅仅滞后于指令30秒，当实发功率到达目标值以后无超调和振荡。
在锅炉侧，为了保证动态过程机-炉的能量平衡，锅炉主控对能量指令信号实施了有力的动态补偿，其结果反映在煤量的变化上（见曲线7），煤量的实际变化大，超调量高达96%，在锅炉内的燃烧发生了强烈的变化，从而动态地补偿了锅炉能量转换的滞后。
在如此强烈的燃烧变化过程中，维持锅炉的燃烧和运行稳定是CCS重要的任务。曲线9、曲线6分别记录了烟气含氧量和炉膛压力的变化，记录反映了这二个参数很稳定，从而证明了在上述动态过程中炉膛的燃烧是稳定的；烟气含氧量的稳定更说明系统保证了动态过程的燃烧经济性。由曲线5、曲线1所记录的汽包水位和主蒸汽温度的变化过程可以证明汽-水系统的运行也是稳定的。
上述动态过程中机-炉能量的平衡情况可由主汽压力来反映（见曲线2），在整个过程中主汽压力发生的最大偏差仅为0.08MPa，且未见控制的过度过程。主蒸汽温度（曲线1）未受到明显的干扰，变化在正常的波动范围内。由此证明了动态过程中机炉能量的供求是非常平衡的，主蒸汽品质得到了保证。
3.2 机组RUNBACK实际响应
图4为一台引风机跳闸的机组RUNBACK响应曲线，当引风机跳闸时，SCS联跳一台送风机、一台磨煤机（直吹式制粉系统）。RUNBACK目标负荷150MW。结果BUNBACK成功，汽压偏差0.68MPa。
图4 引风机跳闸RB响应曲线
图5 空预器跳闸RB响应曲线
图5为一台空预器跳闸的机组RUNBACK响应曲线，当空预器跳闸时，SCS联跳一台磨煤机。RUNBACK目标负荷180MW。结果BUNBACK成功，汽压偏差0.64MPa。
3.3存在问题和解决方案
由图4和图5可见，系统虽自动地完成了RUNBACK，但这过程的主汽压力偏差过大，分析原因主要是CCS和DEH的接口方式影响了DEH对CCS指令的响应速度。前文已经介绍了CCS和DEH的接口采用“脉冲调频”法，以脉冲个数来表示功率指令的增/减量，在正常工况下CCS发出DEH功率指令能转换成“指令脉冲”被正确收发，而在类似于RUNBACK的工况，由CCS发出的指令变化率很大，使得接口脉冲收发过程丢失了几个“指令脉冲”，从而影响了DEH的调节速度。可以采用另一种CCS和DEH的接口方案—“脉冲调宽”法，即用脉冲的占/空比来指令的变化幅度，而脉冲频率固定。这样既可避免脉冲丢失，又可提高CCS对DEH的调节强度。
4 结论
文中详细分析了采用直接能量平衡策略的协调控制系统技术原理、工程实现、过程实际响应以及运行效果。由现场记录的机组主要参数的响应曲线充分证明：直接能量平衡控制策略的正确性和方案的可行性，在DEB控制下机组的调节品质是良好的，因此DEB是个优秀的协调控制策略。同时也证明了该发电厂DEB协调控制策略的设计是成功的
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