自适应煤种变化的BTU控制策略补充

自适应煤种变化的BTU控制策略补充

黄庆州

（华润电力（海丰）有限公司广东汕尾516600）

摘要：针对华润电力（海丰）有限公司（以下简称海丰电厂）1000MW超超临界机组掺烧煤种较多，经常出现高、低热值的煤种进行混烧（比如：大友+普通印尼），BTU手动控制目前不能满足煤种实时变化的需求，从而导致在变负荷时经常出现负荷加减速度慢或者超调现象严重。为了更好地适应煤种的变化，提高机组的自动控制水平，采用新的BTU控制策略实现了机组的整体运行安全性和经济性。

关键词：超超临界机组；BTU；自适应控制

1前言

随着电网容量的增大、用户对供电质量要求的提高，电网调度对火电机组负荷变化幅度和速度要求越来越高。

海丰电厂双机投产后，经过对协调系统的优化和调整，仍然存在协调偏差的现象，部分原因在于入炉煤煤质的变化。

海丰电厂BTU的设定采用手动设定，协调情况机组煤量无法根据入炉煤煤质的变化进行及时调整，而采用负荷和压力的反馈进行煤量的修正时间太长，无法满足快速升降负荷和启停磨煤机的要求，导致煤量超调，水煤比失调，机组负荷、主汽压力、主汽温波动较大。

本文首先通过现状把握，然后制定对策并实施，最终采用最优的控制策略下装至DCS进行效果验证，最终达到了良好的效果。

2现状把握

2.1现状1

海丰电厂2×1000MW超超临界机组设计煤种发热量为4797kCal/kg，实际电厂燃烧煤种及发热量情况如下表：

通过以上数据可以看出，目前协调情况下因为BTU手动设定，而且未及时根据煤种情况进行修正，会导致BTU设置不合理，最终导致锅炉主控和负荷指令偏差大。从数据中可以看出，偏差高至350MW，经常偏差大于50MW。

2.3现状3

从图中可看出升、降负荷过程和启停磨煤机过程中协调调节较差，主、再热汽温度波动大。

2.4现状4

从图中可看出升负荷过程和启停磨煤机过程中协调调节较差，负荷指令807MW，实际负荷涨至840MW，主汽压力设定值22MPa，实际主汽压力23MPa，负荷和主汽压力超调。

3控制策略的实施

3.1控制策略的试验

方法一：引入“功煤系数”。通过功煤系数对煤量指令及BTU系数进行修正。功煤系数定义：单位功率所消耗的实际煤量。实际应用中对于正压直吹式系统采用给煤机指令/机组负荷表示。功煤系数用以粗略估计进入炉膛的实时煤质，煤质越好（包括热值越高、水分越少，一次风压力越高）功煤系数越小，反之越大。通过对某厂1号机组的历史数据进行分析，其功煤系数变化范围在4.936到9.536之间，功煤系数大小和机组负荷大小、燃料风门开度大小没有固定关系。

方法二：通过发热量对各台给煤机进行修正，即锅炉主控进行发热量系数换算后再分配到各台给煤机。

方法三：通过发热量对各台给煤机的反馈煤量进行修正，即各台给煤机进行发热量系数换算后再与总煤量指令进行比较。

3.2控制策略的实施

经过讨论和论证，方法三可行。总体思路如下：通过发热量对各台给煤机的反馈煤量进行修正，即各台给煤机进行发热量系数换算后再与总煤量指令进行比较。每台给煤机处手动设定不同煤种对应发热量，作为修正总燃料量的粗调手段，BTU自动积分作为细调手段，适应不同煤种间切换时减少对协调的扰动，从而使锅炉主控燃料量趋于接近实际燃料量，实现BTU的自动调节。

现逻辑在原逻辑的基础上，对各台磨煤机增加了热值矫正模块，并且增加了新逻辑投切开关，可以实现无扰切换和运行过程中逻辑的投入和退出。

4现场应用效果

2号机组利用十一调停的机会，进行了逻辑的下装，2016年10月18日进行了逻辑投入试验，10月21日投入了BTU自动。

1号机组BISET和负荷指令偏差大，2号机组逻辑下装后BISET和负荷指令偏差小。

10月份的BTU投入自动前后的对比，BTU投入自动后锅炉主控与负荷指令偏差基本在50MW以内，调节良好。

11月份的BTU投入自动后锅炉主控与负荷指令偏差平均值29MW，在50MW以内，根据”负荷-煤量”对应曲线煤量偏差平均在12t/h。

5效益评估

根据经验数据机组参数对煤耗的影响关系（通过计算锅炉效率的变化得到，计算过程复杂，不是一个公式能概括）：燃料低位发热量变化1000KJ/kg，影响煤耗0.3g/kw.h。大友煤与印尼煤发热量偏差5103Kcal/kg-3850Kcal/kg=1253Kcal/kg*4.2=5262.6kJ/kg。影响煤耗1.57g/kw.h。因煤耗量多且实际协调调节过程复杂，按10%的实际影响量为0.157g/kw.h.

根据上述计算，海丰电厂全年发电82亿度，折标煤0.157*8200000=1287（吨）；11月标煤单价577元，节约成本577*1287=74.26（万元）；全年平均单价477元，节约成本477*1287=61.39（万元）。

6结论

本文所提出BTU控制策略对多煤种的电厂具有良好的适用性，能达到实际的控制，提高机组的自动控制水平，具有非常好的推广前景。

参考文献：

[1]姚峻，高磊，陈维和等.900MW超临界机组协调控制及AGC策略的研究与应用[J].中国电力，2005，38（8）：62-65.

[2]徐建中，陈益飞.INFIT系统在超超临界发电机组汽温和协调控制中的应用[J].江苏电机工程，2015，34(3)：72-74.

作者简介：

黄庆州（1987-），男，广东惠州人，工程师，从事节能统计工作。