機11通流改造工程的控制設(shè)計

【摘要】通過對吳涇電廠通流改造工程中，熱控改造的介紹，探討了300MW純凝機組改造為供熱抽汽機組控制設(shè)計的一種方案。

【關(guān)鍵詞】通流改造；純凝機組；供熱抽汽；本體控制；補水控制；協(xié)調(diào)控制

1.引言

吳涇電廠11機組原來是300MW純凝機組，由于吳涇老廠母管制供熱機組“上大壓小”工程的改造，11機組要具備純凝和抽汽供熱兩種工況下發(fā)電的工藝要求。為此，11機組于2008年底進行了通流改造工程。

2.通流改造工程簡介

通流改造工程的汽機本體部分的結(jié)構(gòu)基本維持原狀，改造后汽輪機容量有所增加，額定出力不低于305MW；VWO工況出力不低于331.722MW（對應鍋爐最大連續(xù)出力1025t/h）。汽輪機處設(shè)置1根供熱蒸汽管，由中、低壓缸連通管上引出，并通過安裝在中、低壓缸連通管上的調(diào)節(jié)閥的控制，把供汽壓力始終維持在0.981MPa。額定供汽量為150t/h，對應機組負荷為280MW，最大供汽量為300t/h，對應機組負荷為220MW。供熱設(shè)備還包括供熱壓力調(diào)整門、供熱抽汽逆止門、供熱抽汽調(diào)整門、供熱抽汽電動隔絕門及其連接管道和附件等，以調(diào)整供熱管壓力，控制供熱管路順序啟停及相應的保護動作。

隨著供熱蒸汽的增加，11機組補水系統(tǒng)凝汽器新增了大流量補水管道，接入凝汽器接頸處。凝汽器同時進行擴容及鼓泡除氧改造，鼓泡除氧加熱蒸汽分2路接入凝汽器，用參數(shù)為壓力1.5-3bar，溫度<200℃，流量為3-6t/h的加熱蒸汽進行鼓泡除氧。

3.熱控設(shè)計

根據(jù)通流改造工程的工藝，熱控相應在本體控制、補水控制、協(xié)調(diào)控制等方面進行新的設(shè)計，以下逐一分別介紹。

3.1本體控制部分：

本體控制部分主要在DEH系統(tǒng)中完成，主要針對通流改造工程的汽機本體部分的供熱設(shè)備進行順序控制、調(diào)節(jié)控制以及參數(shù)計算等工作。

供熱系統(tǒng)投入、切除的進行順序控制為：當進行“供熱投入”時，供熱抽汽逆止門打開，調(diào)節(jié)器切至手動狀態(tài)，供熱抽汽流量調(diào)整門開度為0，壓力調(diào)整門開度為100%，由運行人員進行調(diào)節(jié)控制。當進行“供熱切除”時，關(guān)閉供熱抽汽流量調(diào)整門，供熱抽汽逆止門，打開壓力調(diào)整門，恢復機組純凝工作狀態(tài)。

由于供熱蒸汽壓力為定壓控制，設(shè)計由壓力調(diào)整門和供熱抽汽調(diào)整門聯(lián)合單回路調(diào)節(jié)供熱管道壓力。具體調(diào)節(jié)方式為暖管完成后，通過開啟供熱抽汽調(diào)整門提高被調(diào)壓力，如果供熱抽汽調(diào)整門開至100%仍未調(diào)節(jié)到壓力定值，通過適當關(guān)小中、低壓缸聯(lián)通管上壓力調(diào)整門繼續(xù)調(diào)節(jié)供熱蒸汽壓力。反之，先通過壓力調(diào)整門打開，后通過供熱抽汽調(diào)整門關(guān)小來降低被調(diào)壓力。而壓力調(diào)整門設(shè)定30%的最小機械開度，以保證中壓缸到低壓缸最小蒸氣流量。

如果在“供熱投入”狀態(tài)下跳機，關(guān)閉供熱抽汽流量調(diào)整門，供熱抽汽逆止門，聯(lián)動關(guān)供熱抽汽電動隔絕門，供熱抽汽電動隔絕門反饋信號關(guān)到位后指令關(guān)解除，壓力調(diào)整門關(guān)7.5秒后，再打開。其中，壓力調(diào)整門為失電失油開，供熱抽汽流量調(diào)整門和供熱抽汽逆止門為失電失氣關(guān)，保證在設(shè)備動力源失去的狀態(tài)下機組的安全運行。而中、低壓缸聯(lián)通管上壓力調(diào)整門關(guān)7.5秒后再打開，主要考慮供熱狀態(tài)下，蒸氣供給量增大，突然跳機時，供熱管路快速切斷，此時適當關(guān)小壓力調(diào)整門對中、低壓缸聯(lián)通管突增的蒸汽啟適當?shù)墓?jié)流作用，避免低壓缸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過快造成嚴重后果。

3.2補水控制部分

補水控制部分主要在DCS系統(tǒng)中完成，其主要控制設(shè)計具體如下：

11機組原補水管路上有補水調(diào)門1、補水調(diào)門2（圖1 C-LCV-23-1、C-LCV-23-2），分別用于粗調(diào)和細調(diào)熱井水位（圖1虛線框內(nèi)）。經(jīng)過通流改造工程后，增加了1路大流量補水管道用于供熱工況下的補水供給，由新補水調(diào)門1、新補水調(diào)門2做粗調(diào)和細調(diào)控制，其控制方式與原補水調(diào)節(jié)回路類同，以熱井水位做被調(diào)量，將供熱蒸汽流量計算值做前饋值。

當純凝工況切換到供熱工況時，原補水系統(tǒng)切換至手動狀態(tài)，新補水系統(tǒng)切換至允許投自動狀態(tài)，由運行人員將原補水調(diào)門1、原補水調(diào)門2逐步關(guān)閉，新補水調(diào)門1、新補水調(diào)門2逐步打開至適當位置，再將新補水系統(tǒng)投入自動調(diào)節(jié)狀態(tài)。

此外，凝汽器鼓泡除氧改造中，采用的加熱蒸汽流量較小，僅為3-6t/h，故該加熱蒸汽調(diào)門不做自動調(diào)節(jié)，由運行人員手動調(diào)節(jié)控制。

3.3協(xié)調(diào)控制部分

由于供熱抽汽的增加，勢必要增加給煤量維持機組燃燒控制的平衡。以下是通流改造工程，燃燒率指令變化的LOOP控制圖：

其中，11機組DEH采用OVATION控制系統(tǒng)，其特有的STEAMTALBE算法塊可根據(jù)過熱蒸汽的溫度和壓力，計算出它的焓值，再送至DCS系統(tǒng)，添加到燃燒率指令中（圖2的計算后供熱熱量），保證協(xié)調(diào)控制的平衡。

4.結(jié)論

吳涇電廠11機組通流改造工程，為該機組提供了純凝和抽汽供熱兩種運行方式，熱控方面涉及到將本體控制、補水控制、協(xié)調(diào)控制的改動工作，純凝工況和抽汽工況切換的順序控制工作，以及相關(guān)的保護控制工作。這些熱控設(shè)計為類似純凝機組改抽汽供熱機組提供了一個參考案例。

參考文獻

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