300MW机组摆动燃烧器调节再热汽温控制系统的探讨.doc

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1、300MW机组摆动燃烧器调节再热汽温控制系统的探讨l专电力与水利建设_,<300MW机组摆动燃烧器调节再热汽温控制系统的探讨己的一些看法.仅供同行参考学习.关键词:300MW机组;再热汽温调节;模糊控制某厂300MW机组锅炉为亚临界一次中间再热,自然循环单炉膛汽包炉,四角双切圆燃烧,两假想切圆的直径分别为548mm和1032mm.燃烧器采用水平浓淡燃烧器,共15层分为上下两组.燃烧器可以摆动,上面一组为8层,下面一组为7层.三次风喷口及顶二次风喷口最大摆动士15o,其它喷口最大摆动4-30.锅炉采用4套钢球磨煤机中间储仓式制粉系统.过热蒸汽温度调节采用喷水减温,设置3级喷水减温器.再热蒸

2、汽温度调节采用摆动燃烧器为主,在壁式再热器和中温再热器的左,右连接管上设置有微量喷水减温器,作为调温的热器超温,在壁式再热器的左,右进口管上设置事故喷水减温器,增加了事故喷水调节,事故喷水减温器A/B侧各一个,但调节门仅有一个.在低负荷时,可以增大炉膛进风量,作为再热汽温调节的辅助措施.1再热汽温调节系统的分析再热汽温自动调节系统的结构如图1所示,控制设备为美国ABB公司生产的INFI90分散控制系统.+一+一+一+口张勇摆动燃烧器控制系统是一个带前馈信号的单回路控制系统,在再热汽温控制中起到经常性的调节作用.再热器出口汽温与手动给定值进行比拟,偏差送到控制器.为提高再热汽温在外扰下的控制品质

3、,控制回路设计了由机组负号,形成对燃烧器倾角的控制指令,这个信号分4路并行输出,经各自的电/气转换器分别送至锅炉四角的气动定位器,最终由汽缸连杆机构推动本角的燃烧器改变倾角,以改变炉膛火焰中心位进行炉膛吹扫时,燃烧器倾角被自动联锁在水平位置.图l再热汽温调节系统一+一+一+一+-+一+一+一+-+一遥控:控制开关以及重合阐压板,保护跳阐压板.遥信:开关及刀阐位置,装置故障及直流消失等信号.10kV电容器保护测控装置也采取分散安装在10kV电容器柜上的方式.配有:二段三相过流保护;过压保护,低压保护:不平衡电压保护.遥测:测量无功和单相电流.遥控:控制开关,保护跳闸压板.遥信:开关及刀阐位置,装

4、置故障及直流消失等信号.配置综合采集装置CSI200E,电压并列装置(待本站扩建第二台主变时使用),规约转换器和温度变送器.(1)综合采集装置CSI2OOE用于一些公用模拟量(所用变电流,电压)的测量以及开关量的遥信功能,直流母线电压及温度量的测量.(2)规约转换器CSN022A完成将外部厂家设备(高频开关电源和消弧线圈成套装置)接入综自系统的功能.配置远动主站CSM300E,彩显,Modom和GPS等.多个通道,多种远动规约同时运行.-卜一+-+-卜-卜-卜-卜-卜?配置监控主站(工控机1台,纯平彩显,音响报警系统,宽行报表打印机,系统软件和相关应用软件).3其它二次局部(1)微机五防系统该

5、系统单独配备后台,锁具具有防走空功能.(2)直流系统自流系统采用高频开关电源和阀控铅酸电池.(3)计量主变,线路计量均采用智能电度表.110kV,10kV电压互感器采用专用线圈供计量用,主变上下压侧和10kV侧出线的电流互感器也采用单独绕组供计量用,以提高精度和准确度.4结束语变电站的监控,测量和保护采用综合自动化系统,具有完善的功能,满足了电气设备的投运工况,运行管理,二次保护,通信调度等各种要求.同时也减少了安装的工作量,减少了屏位,电缆及工程初期投资,而且提高了系统运行的安个性和可(作者单位:江门电力设计院)广东科技200710总第173期111版专版I1-2喷水减温控制再热器喷水减温控

6、制采用减温器出口汽温作导前信号,构成串级控制系统.当摆动燃烧器在自动控制状态时,喷水减温再热蒸汽温度的给定值,在燃烧器控制系统给定值的根底上加上燃烧器控制指令经函数发生器给出的偏置量,目的为当摆动燃烧器有调节余地时抬高喷水减温控制系统给定值,以确保喷水减温阀门关死;当摆动燃烧器控制指令接近下限而将失去调节余地时,该偏置量应减为零,以便再热汽温偏高时喷水阀门接替摆动燃烧器工作;如摆动燃烧器处于手动控制状态,该偏置量自动切为零.当锅炉出现MFT,汽轮机跳闸时,喷水调节阀自动联锁关闭.温升高,喷水调节阍开度到达50%以上或再热汽温异常升高到550低限时,事故喷水阀自动联锁关闭.图2事故工水控制系统2

7、存在的主要问题(1)在燃烧器摆动倾角的扰动下,再热器出口汽温对象的纯迟延时间和时间常数非常大,摆动燃烧器控制系统属于大迟延系统.因此,锅炉负荷快速变化时,用传统的单回路调节方案难以快速控制再热汽温,造成调节滞后明显.(2)原设计未充分考虑摆动燃烧器倾角在不同角度时对再热汽温的影响特性,使自动调节准确度不高,造成摆动燃烧器长期不能投人自动控制.(3)原四角布置的摆动燃烧器倾角执行机构有不同步,卡涩现象,无法有效调整炉膛内燃烧中心区的位置,到达改变炉膛出口烟温,调节再热汽温的目的.3建议改良方案和实际应用()针对摆动燃烧器控制的大迟延,可采用模糊控制技术.模糊控制技术是行为上模拟人的模糊推理和决策

8、过程的一种实用控制方法,在火电厂中早已应用比拟简单,独立的单回路闭环控制系统中.与常规的PID反应控制相比,模糊控制不仅利用被调量的当前偏差值作为调节的依据,而且还同时提取当前被调薰偏差的变化速率参与调节具有比例一微分的控制作用,但缺少积分作用.这种模糊控制系统的动态性能较好,而稳态性能不能令人满意.在线性理论中,积分控制作用能消除控制的稳态误差,但动态响应慢,比例控制作用动态响应快且能获得较高的稳态性,又具有较快的动态响应.所以,对于存在较112广东科技200710总第173期大迟延的控制对象,把PID控制策略引人模糊控制器,构成复合控制,形成优势互补,将有效改善调节的动态品质.再热汽温控制

9、可改良为模糊控制与PID控制相叠加的复合控制方式(图3).摆动燃烧器控制与喷水减温控制回路均采用复合控制策略,其目的是充分利用模糊控制器动态性能好和PID控制器稳态性能好的优点,进一步提高控制回路的调节速糊控制,在小偏差范围内转化为PID控制,采用跟踪技术实现二者的无扰切换.模糊控制器可采用二维模糊控制器(图4),输汽温变化迟延太大,可采用再热减温器后汽温的变化率作为其中的一个输入信号,因再热减温器后汽温变化速度快,能及早预测再热汽温的变化趋势,从而提前进行调节.一卤争定艟盘化牢一鞋叠椰图3再热汽温复合控制系统图4模糊控制器(2)为使摆动燃烧器控制能投自动,需掌握摆动燃烧器倾角(对应50%的控

10、制指令),在30.范围内,试验确定在不同的负荷段,不同运行工况下,燃烧器不同摆动角度对再热汽温,排烟温量,拟出各自的变化曲线,分析得出各种情况下燃烧器倾角开度的不同调节速率,以方便对控制系统的修改,不断完善.在喷水减温控制系统内回路还引入机组负荷和送风量经函数器形成的前馈信号,可反映锅炉的负荷变化,抑制再热器出口汽温超调.(3)对摆动燃烧器倾角执行机构存在的四角不同步现象,建议对燃烧器倾角执行机构进行改造:将控制气改为从电气转换器统一送到4个燃烧器倾角执行机构定位器(原来分别送到4个燃烧器倾角执行机构定位器).同时应加强对燃烧器倾角传动机构的维护和保养,防止卡涩.(4)根据模糊控制的原理,某厂

11、实际采用的是Smth预估器和PID调节器.SmIth预估器具有一定的智能模仿作用(即模糊控制能力),在微调减温水投自动时,调峰频繁情况下,再热汽温合格率可达85%以上;在带根本负荷时,再热汽温合格率可达95%以上,均较使用PID调节器时有很大提高.4摆动燃烧器维护某厂燃烧器摆角控制在很长一段时间里,不能正常使用,主满足运行要求,已将执行机构气缸定位器改为ABB公司产品,现定位器工作正常,但由于现场环境太差,必须定期清扫执行器角摆动在同一平面,在使用段时间后,应定期重新对摆角定位.采取上述措施后,根本上可保证燃烧器摆动装置长期正常使用.目前,燃烧器摆角控制仍不能经常投自动(一般在机组中低负荷下才使用),主要原因是煤质不好,假设通常情况下投自动,摆角动作过于频繁,对炉膛平安影响较大i同时,对主蒸汽温度也有一定影响,经测试,燃烧器摆角平均向上摆1%,主蒸(作者单位:广东火电工程总公司)妇