凝結(jié)水節(jié)流控制技術(shù)研究與應(yīng)用

王琳+華曉虎

摘 要：該文通過對凝結(jié)水節(jié)流的動態(tài)特性分析，提出將凝結(jié)水節(jié)流控制與機組傳統(tǒng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)兩者相結(jié)合的控制策略，并在北方聯(lián)合電力包頭第一熱電廠2號機組上進行工程應(yīng)用。對工程實施效果分析可以得出，凝結(jié)水節(jié)流參與機組負荷調(diào)節(jié)是切實可行且有效的機組優(yōu)化控制技術(shù)，該控制技術(shù)具有一定的推廣價值。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水節(jié)流 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 控制優(yōu)化

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（a）-0051-02

1 技術(shù)原理及試驗

1.1 凝結(jié)水節(jié)流原理

凝結(jié)水節(jié)流技術(shù)，是指在機組負荷需求變化時，以機組各安全指標(biāo)為前提，通過改變凝泵變頻指令或除氧器上水調(diào)門，主動改變凝結(jié)水流量，并根據(jù)低加的自平衡特性，間接改變低加的抽汽量，從而暫時快速獲得或釋放一部分機組的負荷。機組加負荷時，減小凝結(jié)水流量，從而減小低加的抽汽量，使原本的低加抽汽進入汽輪機末級透平做功，增加蒸汽做功的量，使機組負荷增加；減負荷時原理類似，當(dāng)抽汽量增加時，低壓缸內(nèi)可做功的蒸汽量減少，便可實現(xiàn)機組負荷的快速下降。

1.2 凝結(jié)水節(jié)流對負荷的影響

為了深入了解凝結(jié)水節(jié)流對機組負荷的具體動態(tài)特性，對電廠#2機組進行了凝結(jié)水節(jié)流試驗。對其凝結(jié)水調(diào)負荷的能力和負荷響應(yīng)的快速性進行了測試，進行了凝結(jié)水調(diào)負荷的對象特性試驗，得到了類似的特性試驗曲線。圖1是#2機組負荷200 MW時，快速變化凝泵出口上水調(diào)門時的試驗曲線。

試驗時鍋爐主控退出自動，保持煤量不變；汽機主控退出自動，保持調(diào)門不變；除氧器和凝汽器水位都退出自動，凝汽器補水門始終全關(guān)（保證系統(tǒng)中凝結(jié)水量不變）。系統(tǒng)參數(shù)平穩(wěn)后，快速變化凝泵出口上水調(diào)門，開度從70%階躍變化減小至50%，待機組相關(guān)參數(shù)相對平穩(wěn)約4 min后，恢復(fù)調(diào)門開度從50%階躍增加至70%。凝結(jié)水流量從680 t/h降低至490 t/h，隨著系統(tǒng)恢復(fù)，凝結(jié)水流量恢復(fù)至680 t/h左右，系統(tǒng)趨于平穩(wěn)。

負荷快速上升，從200 MW最終升到211 MW，在最初的30 s內(nèi)快速上升近5 MW；除氧器水位最初變化很小，約2 min后，除氧器水位從2 813 mm降低至2 590 mm；凝汽器水位從776 mm上升至848 mm。

凝結(jié)水調(diào)負荷的特性試驗證明了凝結(jié)水流量變化對負荷響應(yīng)的有效性，這也是與理論分析與計算相符的。從凝結(jié)水節(jié)流試驗可以得到基本的結(jié)論。

（1）作為#2機組變負荷的輔助調(diào)節(jié)手段，凝結(jié)水調(diào)負荷對快速的負荷需求是可行的。

（2）當(dāng)凝結(jié)水流量變化約20%時，負荷變化量是當(dāng)前負荷2.5%～5%左右。要獲得負荷的快速變化，凝結(jié)水流量需要快速變化，凝結(jié)水節(jié)流試驗曲線見圖1。

2 控制策略設(shè)計

#2機組凝結(jié)水節(jié)流優(yōu)化控制系統(tǒng)是在原有協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一個凝結(jié)水節(jié)流補償模塊，通過監(jiān)測#2機組的負荷指令與實際負荷之間的偏差，采用一定的調(diào)節(jié)策略，主動配合協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的負荷調(diào)節(jié)，加快系統(tǒng)負荷響應(yīng)速率。

3 工程實施及其效果

通過凝結(jié)水節(jié)流試驗及對其進行動態(tài)特性分析，設(shè)計工程可實現(xiàn)的凝結(jié)水節(jié)流控制策略，并與原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)相結(jié)合，使整個機組負荷控制系統(tǒng)得以高效、節(jié)能、安全運行。

圖2、圖3是凝結(jié)水節(jié)流控制功能投運前/后的效果對比，可以看到投運凝結(jié)水節(jié)流控制功能后有了很好的負荷跟隨性能。

4 技術(shù)創(chuàng)新點

（1）基于凝結(jié)水節(jié)流調(diào)負荷的高效節(jié)能控制技術(shù)，與原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)相結(jié)合，是對#2機組負荷調(diào)節(jié)的有效補償手段，合理利用了#2機組凝結(jié)水/回?zé)嵯到y(tǒng)中的蓄能，使得#2機組整體蓄能充分利用；突破了傳統(tǒng)機組控制策略的框架，是對#2機組負荷控制方式的全新嘗試。

（2）采用凝結(jié)水節(jié)流控制技術(shù)后，#2機組產(chǎn)生一定節(jié)能效果。#2機組滑壓曲線適當(dāng)降低后，調(diào)門開度增大，閥門節(jié)流損失降低，高壓缸效率上升，使得汽輪機熱耗率下降；主蒸汽壓力下降，使得循環(huán)熱效率下降，兩者相抵，#2機組的經(jīng)濟性仍會有提高。

5 結(jié)語

通過將凝結(jié)水節(jié)流控制策略與#2機組原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)相結(jié)合，并設(shè)計工程易于實施的控制組態(tài)。從實施效果來看，凝結(jié)水節(jié)流參與#2機組負荷調(diào)節(jié)技術(shù)是一種切實可行、高效的機組優(yōu)化控制技術(shù)。

參考文獻

[1] 高林，李爾堪，薛建中，等.基于凝結(jié)水變負荷技術(shù)的深度滑壓節(jié)能控制[J].熱力發(fā)電，2016（4）：121-124.

[2] 張寶，童小忠，羅志浩，等.凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻負荷特性測試與評估[J].浙江電力，2013（2）：48-51.