1 概述

玉环电厂 4×1000MW 超超临界燃煤火力发电机组:

锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司(三 菱重工业株式会社提供技术支持)设计的超超临界变压运行直流锅炉,采用 П 型布置、单炉 膛、低 NOX PM 主燃烧器和 MACT 燃烧技术、反向双切园燃烧方式,炉膛采用内螺纹管垂 直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、调温方式除煤/水比外,还采用烟气分 配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式.锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构,设计煤种为神府东胜煤,校核煤种为晋北煤,锅炉最大连续蒸发量 2953t/h,主蒸汽 额定温度为 605 篊,主汽压力 27.56 MPa,再热蒸汽额定温度为 603 篊,再热压力 5.94 MPa.

汽轮机由上海汽轮机厂(德国西门子公司提供技术支持)设计的一次中间再热、 单轴、 四缸四排汽、 双背压、 凝汽式汽轮机, 额定参数 26.25MPa/600 篊/600 篊.发电机由上海发电机厂(德国西门 子公司提供技术支持)设计,额定参数 1056MVA/27kV/1000MW,冷却方式水-氢-氢.DCS 采用 艾默生公司的 OVATION 系统,DEH 采用西门子公司的 SPPA-T3000 系统.单元机组采用协 调控制.

2 超超临界燃煤火力发电机组协调控制系统

我厂机组协调控制系统根据锅炉侧控制对象总的分为机炉协调、锅炉跟随、 锅炉输入和锅炉 手动四种运行方式,同时锅炉有湿态方式(汽水循环工况)和干态方式(直流工况)两种运行方式,实际细分为八种运行方式:机炉协调湿态、锅炉跟随湿态、锅炉输入湿态、锅炉手动湿态和机炉协调干态、锅炉跟随干态、锅炉输入干态、锅炉手动干态.每种运行方式的逻辑判断 详见图 4(控制方式判断逻辑).

2.1 负荷指令处理

负荷指令处理它主要完成目标负荷设定、一次调频、高低负荷设定及限幅、升降 负荷速率限制及负荷闭锁增减等功能.在协调运行方式下机组的目标负荷由运行人员设定,或 接收电网调度系统发来的中调指令.如果选择了除协调方式外的方式,那么实际负荷指令自动 跟踪发电机实际负荷.

负荷变化率设定:负荷速率由运行手动给定或由负荷产生自动的负荷变化率.负荷变化率的限 制加在目标负荷信号上,以消除负荷需求信号的突然变化.可以用手动或自动的方法设定负荷 变化率.在自动方式情况下,给出了由功率需求指令或锅炉输入指令所形成的自动负荷变化率. 在手动方式情况下,运行人员在画面上手动设定负荷变化率.作为速率限制条件还要考虑汽机 应力情况,由汽机应力所引起的负荷率的上限送给负荷目标信号.频率偏置:一次调频功能是 机组的必备功能,并且不能随意切投,电调机组无论在那种运行方式下运行都必须参与一次调 频.DEH 一般是将一次调频信号直接迭加在调速汽门指令上.在协调方式下,由 DCS 和 DEH 共同完成一次调频功能,这样既保证了一次调频的速度,又保证了机组参与一次调频的持续性. 频率偏置只用于协调控制方式被选择时,并且考虑主蒸汽压力的修正,提供频差的高/低和速率限制,防止锅炉输入控制需求指令的波动,以维持锅炉在安全的范围内运行.

负荷的高低限制:目标负荷限幅上下限,由运行人员在操作画面上设定,对负荷需求信号的高 值和低值的限制,并且只能在协调控制运行方式下使用.经过高低限制的负荷需求信号转换成 功率需求信号(MWD).

2.2 机炉协调控制回路

2.2.1 锅炉主控回路在协调控制方式(CC)下锅炉输入需求(BID)信号由功率需求信号(MWD)、功率偏差校正信号和主汽压力修正信号组成.

在锅炉跟随方式(BF)下由实际功率和主蒸汽压力修正信号组成.

在锅炉输入方式(BI)下,锅炉输入需求指令可由操作人员通过 BID 设定器来设定.当发生了 RB 工况时,锅炉输入需求指令是根据预先设定的 RB 目标负荷和负荷变化率产生的.

在锅炉手动方式(BH)下,锅炉输入需求指令在干态运行时根据给水流量(MW 偏置)生成,而在 湿态运行时根据实际功率生成.

锅炉采用滑压运行方式,在各种工况下严格按照负荷-压力曲线运行,一般情况下不允许运行 人员干预汽压设定.当机组负荷指令在 0-310MW 之间为定压方式,压力定值为 8.4MPa; 当机 组负荷指令在 310-900MW 之间为滑压方式,压力定值为 8.4-27.56 MPa 之间; 当机组负荷指 令在 900-1000MW 之间为定压方式,压力定值为 27.56 MPa.即在低、高负荷段为机组安全运 行考虑,采用定压方式;在负荷中间段为机组运行经济性考虑,采用滑压方式.函数发生器 f(x) 根据负荷需求指令或锅炉输入指令整定出对应的压力定值,为防止压力定值变化过快,设置速 率限制模块和迟延环节.

最终生成的锅炉指令 BID 信号并行送给给水控制系统和燃料控制系统,即锅炉指令直接送 给水主控,而锅炉指令经过水燃比修正后送燃料主控,燃料指令乘风燃比(经过氧量校正)送风量控制.

2.2.2 汽机主控回路

当选择了协调控制方式(CC)时,汽机主控将跟随机组主控和功率控制 (发电机负荷),以便使实际功率与功率需求信号(MWD)相匹配,即为为功率控制.同时考虑修正功率功能也被考虑,就是用主汽压力偏差来修正实际功率,并对汽机调速器阀功能给出某些限制.

当主汽压力偏差在协调控制运行期间超出了预先确定的范围(+/-0.7MPa)时,汽机主控将控制 主汽压力而不是功率,以稳定锅炉输入与汽机输出之间的平衡.这就是汽机调速器的超驰控制. 在锅炉输入(BI)或锅炉手动(BH)方式下,通过单独的主汽压 PI 调节器,控制主汽压以改进控 制性能.

批注 [wyp1]: 删除当在协调控制方式(CC)运行时,汽机主控切为手动,即切换为锅炉跟随方式(BF).最终生成的汽机指令信号(4-20mA)通过硬接线送给 DEH.