600MW机组配煤掺烧过程中满足AGC负荷响应速率的应用

摘要：机炉协调控制系统是大型火力发电机组的主要控制系统，它将锅炉和汽轮发电机作为一个整体考虑来进行控制，协调并消除锅炉和汽轮机在动态特性方面的差异，使机组既能够适应电网负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组调频、调峰的能力，又能够保证机组的安全稳定经济运行。本次优化试验的目的是，针对电厂在AGC测试中负荷响应偏慢问题进行分析，通过参数优化调整，在保证机组主要运行参数控制在允许范围的前提下，尽可能的提升机组的负荷响应速率，以满足省调AGC要求。

关键词：AGC，锅炉主控，燃料主控，前馈调节，响应速率

引言：

自11年以来，电厂开始进行配煤掺烧工作，煤质差异较大，部分煤种发热量较低，灰分、水分较大。在配煤掺烧下造成进入炉膛的煤质不断发生变化。由于AGC是以机组的CCS协调控制为基础，煤质和煤量是机组负荷的根本，煤质发生变化将直接导致机组负荷控制手段的控制特性发生变化。在机组动态参数不变的情况下，必然影响控制品质。在没有提前进行参数调整前，煤量的大幅增加将使得部分辅助设备达到处理上线，制约机组AGC运行功能。

1.调整前情况

机组现在所燃用的煤种与原设计煤种存在较大的偏差，原设计煤种230t/h即可带满负荷，现在所用的煤种需260t/h甚至更高，已经超出了煤质校正控制站（BTU）的校正范围。另外，原参数设置中为了减小过热度在负荷变化过程的波动，对给水流量指令设置了三阶惯性滞后且滞后时间较长，这也导致了负荷变动过程中给水响应偏慢，从而影响了汽压、负荷的响应速度。

2.系统分析调整

2.1调整方向分析

配煤掺烧后，煤质下降，总燃料量增大，需要修改总燃料量对应满负荷情况下的百分比，根据比例计算，调整后的求和比例参数由 1 改为 75/（0.3261*260）=0.886。根据修改后，每个负荷区间对应的燃料总量将改变，并改变相应负荷区间内的控制方式。

由于煤量提高，所需的给水量将增大，而锅炉主控中，给水量经过主指令前的三阶给水滞后控制后，响应速度达不到相应煤量的给水要求。因此需要对三阶给水滞后的时间参数进行调整。

由于调整了煤、水的控制参数即煤水比参数，锅炉主控指令关于汽机功率的PID参数需要重新设定，已使得在AGC运行时负荷的变化趋势的超调量、响应速度、动态偏差、静态偏差等都在合理的区间。

2.2优化措施

a）将机组满负荷时的总燃料量由230t/h更改为260t/h，使煤质校正控制站能够工作在正常范围内，通过修改LOOP32-MCS11-BRC2-311102322A-TOTAL FUEL（3）逻辑页中的6066功能块的参数实现，将S3由1更改为0.866。

b）将机组负荷指令对锅炉主控的前馈作用由原来的80%加强到95%，机组负荷指令直接反映了机组在当前工况下对锅炉负荷的需求，因此负荷变化过程中由该前馈承担较大比例的所需燃料变化量，通过修改LOOP32-MCS11-BRC2-311102312A-BOILER MASTER CTL逻辑页中的5734功能块的参数实现，将S5由60更改为71、S7由67更改为76。

c）加强机组负荷指令对锅炉主控的微分前馈作用，快速补充锅炉的蓄热变化，通过修改LOOP32-MCS11-BRC2-311102312A-BOILER MASTER CTL逻辑页中的5756功能块的参数实现，将S3由1.4更改为2.0。

d）在过热度波动允许的范围内减小给水流量指令的滞后时间，通过修改LOOP32-MCS11-BRC2- 311102574A-FEED FLOW CONTROL 1逻辑页中的7722、7738、7735、7745功能块的参数实现，将7722的S4由60更改为35、7738的S4由60更改为40、7735的S4由60更改为10、7745的S4由60更改为10。

e）加强功率PID的积分控制作用，从而加快负荷响应速度，通过修改LOOP32-MCS11-BRC2- 311102311A-TURBIN MASTER CTL逻辑页中的5653功能块的参数实现，将S3、S5、S7由0.92更改为1.8。

3.优化试验

机组负荷调整在550MW并稳定后，12：31：56 CCS负荷指令以9MW/min速率从550MW下降至450MW附近，此时机组实际负荷550MW；经过35s左右负荷开始响应；12：43：00机组负荷指令下降至450MW，此时实际负荷下降至459MW。机组实际降负荷速率为8.2MW/min，降负荷过程中过热度变化10℃左右，最高升至23℃。

机组负荷调整在450MW并稳定后，13：32：26 CCS负荷指令以9MW/min速率从450MW上升至550MW附近，此时机组实际负荷451MW；经过35s左右负荷开始响应；13：43：31机组负荷指令上升至550MW，此时实际负荷上升至543MW。机组实际升负荷速率为8.2MW/min，升负荷过程中过热度变化7℃左右，最低降至9℃。