标题 | 330MW发电机组MCS系统优化设计及应用效果分析 |
范文 | 郑少鹏
摘 要:以某热电联产分散控制系统为对象,对系统锅炉主控、汽机主控、协调控制系统、给水系统、送风系统、引风系统等控制系统部分的运行参数进行了优化。优化后结果表明,MCS系统的整体运行状况得到改善。 关键词:330MW;发电机组;MCS系统 1 系统工程概况及优化目的 某热电联产工程2×330MW发电机组分散控制系统采用XDC800分散控制系统。该系统配有GPS装置作为系统的时钟,组成数据采集和处理系统(DAS)、闭环控制系统(MCS)、机组顺序控制系统(SCS)、汽机旁路控制系统(BPC)、锅炉燃烧器管理与炉膛安全监测保护系统(BMS和FSSS)等。并具有对其它控制系统(有数据通信接口)的监控功能。汽机控制系统是新华XDPS 6.0版硬件的汽轮机数字电液控制系统。 2 控制系统优化策略 (一)锅炉主控优化 锅炉主控逻辑优化主要分为两部分,一部分为前馈部分,优化后前馈由以下4部分组成: (1)由负荷指令微分产生,微分增益Kd:42,时间Td:18,同时根据不同的升降负荷幅度F(x)1和不同的升降负荷速率F(x)2进行修正,限幅±4; (2)由负荷指令对应F(x)3产生; (3)由负荷设定的微分产生,微分增益Kd:70,时间Td:300,同时根据不同的升降负荷幅度F(x)4和不同的升降负荷速率F(x)5进行修正,限幅±4;该回路只有在开始升降负荷时才起作用,单独进行负荷设定,未按进行按钮时未起作用。 第二方面为逻辑参数方面的优化,修改为变比例变积分控制,根据负荷的高低进行变参数调节。 (二)汽机主控优化 (1)为了满足机组一次调频功能的要求,原机组负荷指令由机组负荷设叠加一次调频量经过25秒的惯性产生,导致一次调频动作时机组负荷调节过慢,修改为:机组负荷指令由机组负荷设定经过25秒的惯性后叠加一次调频量产生。 (2)优化汽机主控参数,修改为变比例变积分控制,根据负荷偏差的大小进行变参数调节。 (三)协调控制逻辑优化 原机组协调控制CCS方式有两种方式,分别为CCS-BF,汽机调负荷锅炉调压力;CCS-TF,锅炉调负荷汽机调压力;CCS-TF方式锅炉调负荷由于锅炉特性引起的大滞后,该方式下无法满足机组AGC和一次调频功能的要求。取消CCS-TF方式,删除负荷中心的方式切换按钮,避免运行人员误操作。 (四)给水系统优化 根据实际泵的出力不超过5500r/min,限制单台汽泵给水指令输出,原高限100对应6000 r/min,改为90对应5700 r/min,与MEH控制相匹配,避免由于汽泵给水指令超过5800 r/min,MEH切至本地控制。 (五)送风系统优化 原总风量指令由锅炉主控指令对应风量函数得出,在升降负荷过程中,由于锅炉前馈的作用,导致风量指令波动,现修改为由负荷指令对应风量函数得到优化后的参数。其次,优化送风控制回路,修改为变比例控制,根据负荷高低进行变参数调节。最后,优化氧量控制回路参数。 (六)引风系统优化 (1)引风变频器参数优化,减速率加快,满足引风快速调节的要求; (2)引风机PID参数优化,自动回路参数调整,满足负压控制的要求。 (七)脱硝系统优化 (1)根据现场试验确定SCR反应器氨气流量调节回路特性; (2)根据调节特性优化控制回路,原脱硝回路为控制#1机组净烟气NOX含量,分配到A、B侧SCR氨气流量控制,不合理。修改为单侧SCR氨气流量控制单侧SCR反应器出口NOX含量; (3)增加单侧SCR氨气流量控制单侧SCR反应器脱硝效率控制回路及画面操作模块,实现NOX与效率控制无扰切换。 (八)中压工业供汽回路减温系统优化 (1)根据现场试验确定抽汽汽温及抽汽量关系,优化中压供热蒸汽流量变参数控制函数及供热前馈函数; (2)增加温度偏差的微分,微分增益Kd:7,时间Td:30,作为一个导前控制策略,在工况突变引起温度变化的工况下实现提前控制; (3)优化中压工业供汽减温水控制回路参数。 (九)DEH功率回路优化 (1)功率回路原参数Kp:1,Ti:5,太大,导致功率回路波动,在投功率回路工况下, 导致负荷波动过大,根据实际情况测取PID参数,修改参数,最终Kp:0.2,Ti:15。 (十)DEH中压供热压力调节回路优化 (1)中压供热调节回路参数调整,原参数导致中压调门调节频繁,幅度过大,对负荷影响太大,并增加适当的调节死区; (2)增加负荷指令机组负荷指令送至DEH,作为中压供热调节回路的前馈,减小机组变负荷过程中压供热的扰动,间接又影响机组负荷; (3)考虑机组中压供热调节回路对负荷影响比较大,在一次调频动作时,经常由于中压供热调节回路动作,导致一次调频量不足甚至出现反调的情况,增加机组一次调频动作且中压供汽压力和设定值偏差不超过±0.08MPa时,闭锁中压供热调节回路进行调节,避免影响一次调频量。 (十一)一次风机系统优化 (1)根据现场试验确定一次风压及入炉煤量关系; (2)优化一次风机风压变频控制回路参数。 3 330MW发电机组MCS系统优化策略应用效果分析 本节主要展示机组送风量调节控制系统的优化效果。 对比前后优化结果可知,机组稳定运行时,氧量稳态品质指标在±0.3(%)以内,满足规程要求的±1(%);燃烧率指令改变时,风量应能在30s 内变化。指令改变时,风量在30 秒内有变化,并在50s内达到稳定值。该机组送风风量调节系统调节品质基本满足规程要求。 参考文献: [1] 何同祥,刘会娟,刘会赏. 300MW机组MCS子控制系统优化[J]. 华电技术, 2008, 30(11). [2] 肖寒,马平,刘建国. 300MW机组MCS系统优化设计及应用[J]. 重庆电力高等专科学校学报, 2009, 14(4). |
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