CCS系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)在300MW電廠中的研究與應(yīng)用

高飛

摘要：黃陵礦業(yè)2×300MW低熱值資源綜合利用電廠兩臺(tái)循環(huán)流化床機(jī)組負(fù)荷指令由陜西省電力公司通過(guò)AGC系統(tǒng)直接調(diào)度控制，因機(jī)組擔(dān)負(fù)著調(diào)峰任務(wù)，升降負(fù)荷較為頻繁。從一年的運(yùn)行情況來(lái)看，存在以下問(wèn)題：一是AGC投運(yùn)不穩(wěn)定，影響發(fā)電任務(wù)；二是尿素用量大，增加了生產(chǎn)成本；三是參數(shù)調(diào)整復(fù)雜，增大了勞動(dòng)強(qiáng)度。相對(duì)于煤粉爐發(fā)電機(jī)組，循環(huán)流化床機(jī)組熱慣性大，響應(yīng)速度慢，調(diào)整難度大，導(dǎo)致AGC頻繁退出，《兩個(gè)細(xì)則》考核嚴(yán)格，CCS系統(tǒng)邏輯復(fù)雜，研究起來(lái)難度增加。

關(guān)鍵詞：AGC； 尿素；循環(huán)流化床；CCS系統(tǒng)

引言：根據(jù)我廠實(shí)際情況，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，計(jì)劃通過(guò)對(duì)CCS系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)潛能，實(shí)現(xiàn)電廠負(fù)荷變化的快速響應(yīng)。在確保環(huán)保排放指標(biāo)達(dá)標(biāo)的情況下，將尿素用量降至最低，實(shí)現(xiàn)降本增效。

一、CCS系統(tǒng)優(yōu)化方向性、必要性及需求分析

1、技術(shù)研究的方向是圍繞黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司2×300MW循環(huán)流化床機(jī)組的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況及降本增效、節(jié)能減排方面去發(fā)展的。在發(fā)電公司機(jī)組完成建設(shè)投產(chǎn)以來(lái)，即將開(kāi)展技術(shù)優(yōu)化工作，逐步減少原設(shè)計(jì)中的不足，提高設(shè)備的使用效率，進(jìn)行資源的節(jié)約和設(shè)備的保護(hù)。此項(xiàng)目是符合國(guó)家科技政策，并且也符合礦業(yè)公司技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)板塊技術(shù)發(fā)展的方向。

2、該項(xiàng)目屬于技術(shù)再創(chuàng)新項(xiàng)目，具有推廣價(jià)值。CCS系統(tǒng)優(yōu)化后，同類型機(jī)組負(fù)荷變化速率可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，運(yùn)行工況下最佳邏輯參數(shù)設(shè)定值，具備借鑒意義；分布并聯(lián)控制和前饋控制自動(dòng)化系統(tǒng)在脫硝尿素控制系統(tǒng)中，具備推廣價(jià)值。

二、相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)有工作基礎(chǔ)

1、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)現(xiàn)狀、專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況分析

1）CCS系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用較為廣泛，但在AGC自動(dòng)升降負(fù)荷速率系統(tǒng)中研究應(yīng)用較少。

2）分布并聯(lián)控制和前饋控制在自動(dòng)化控制領(lǐng)域已廣泛使用，但目前在脫硝控制系統(tǒng)方面同類型電廠中還沒(méi)有應(yīng)用。

2、擬開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、水平與優(yōu)勢(shì)

該技術(shù)已經(jīng)在我廠300MW機(jī)組中開(kāi)始進(jìn)行研究分析，預(yù)計(jì)能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益，提高自動(dòng)化水平，降低生產(chǎn)成本。

3、國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

目前大多數(shù)電廠都在致力于研究?jī)?yōu)化CCS系統(tǒng)，挖潛機(jī)組最大經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排降本增效目標(biāo)。

4、現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)

我廠300MW機(jī)組控制系統(tǒng)為和利時(shí)DCS系統(tǒng)，自機(jī)組投運(yùn)以來(lái)，一直致力于優(yōu)化CCS系統(tǒng)，通過(guò)分析運(yùn)行工況和反復(fù)調(diào)整試驗(yàn)，計(jì)劃對(duì)CCS系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)再創(chuàng)新。

三、CCS系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)可行性分析

（一）主要目標(biāo)

1、優(yōu)化原有CCS系統(tǒng)，使機(jī)組快速響應(yīng)省調(diào)負(fù)荷指令，同時(shí)降低運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度，挖潛機(jī)組最大經(jīng)濟(jì)效益；

2、AGC負(fù)荷指令在250MW以上突增，提前調(diào)節(jié)尿素流量的設(shè)定值，來(lái)保證NOx排放參數(shù)達(dá)標(biāo)；

3、節(jié)約尿素用量和確保環(huán)保數(shù)據(jù)排放指標(biāo)達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)公司節(jié)能、增效的雙贏目標(biāo)。

（二）研究與開(kāi)發(fā)內(nèi)容

1、計(jì)算“AGC負(fù)荷指令”與“機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令”偏差值，編輯邏輯組態(tài)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷速率自動(dòng)控制功能；

2、研究適用于我廠機(jī)組的最佳升降負(fù)荷速率值，挖掘機(jī)組最大經(jīng)濟(jì)效益；

3、 研究NOx濃度和AGC指令與實(shí)際負(fù)荷的偏差作為前饋信號(hào)對(duì)脫硝效果的影響；

4、研究除鹽水的用量對(duì)脫硝效果的影響。

（三）項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵，包括技術(shù)路線、難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)

1、通過(guò)邏輯組態(tài)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷速率自動(dòng)控制功能。該方式為發(fā)電運(yùn)行機(jī)組應(yīng)用首創(chuàng)；

2、通過(guò)NOx濃度與機(jī)組負(fù)荷偏差作為前饋調(diào)節(jié)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了分布并聯(lián)控制和前饋控制自動(dòng)系統(tǒng)功能。該功能實(shí)現(xiàn)后為發(fā)電運(yùn)行機(jī)組脫硝系統(tǒng)應(yīng)用首創(chuàng)；

3、CCS系統(tǒng)優(yōu)化后，在運(yùn)行工況穩(wěn)定的情況下尋找最佳的邏輯設(shè)定參數(shù)是一個(gè)難點(diǎn)；

4、利用DCS系統(tǒng)運(yùn)算公式，對(duì)兩臺(tái)機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，研究出適應(yīng)我廠的AGC自動(dòng)升降負(fù)荷速率系統(tǒng)是一個(gè)難點(diǎn)。

四、總結(jié)

項(xiàng)目實(shí)施后按機(jī)組年利用5500小時(shí)計(jì)算，全年可多發(fā)電量2750萬(wàn)度，按0.29元/度電計(jì)算，可創(chuàng)造收入797.5萬(wàn)元；預(yù)計(jì)兩臺(tái)機(jī)組一年可節(jié)約尿素1200噸，按2800元/噸算，年可節(jié)成本約336萬(wàn)元；預(yù)計(jì)除鹽水（脫硝用）每年可節(jié)約230噸，折算成原水為340噸，按5元/噸計(jì)算，全年可節(jié)約成本1700元；經(jīng)濟(jì)效益共計(jì)1133.67萬(wàn)元，保證了電廠安全生產(chǎn)，公司節(jié)能降耗更上一層樓。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建勛古.交電廠300MW機(jī)組一次調(diào)頻的應(yīng)用及分析[J].山西焦煤科技， 2011（09）.

[2]陸穎，凌鵬，周水良.恒運(yùn)6#機(jī)組CCS、AGC的改進(jìn)及投運(yùn)[J].重慶電力高等學(xué)校學(xué)報(bào)，2007（03）.

[3] 康重慶，陳啟鑫，夏清.低碳電力技術(shù)的研究展望[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009（2）

[4] 張建府.碳捕集與封存技術(shù)（CCS）成本及政策分析[J].中外能源，2011（3）

[5] 馬莉黛.淺談成本核算和成本分析方法[J].上海會(huì)計(jì)，2001（07）

[6] 陳秋燕.國(guó)內(nèi)外大型碳捕集與封存（CCS）項(xiàng)目建設(shè)綜述[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2013（7）

[7] 王偉.煤炭企業(yè)成本分析方法探討[J].會(huì)計(jì)之友，2013（15）

[8] 李宏軍，黃盛初.中國(guó)CCS的發(fā)展前景及最新行動(dòng)[J].中國(guó)煤炭，2010（1）endprint