INFIT優(yōu)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

李亞軍　李沖國(guó)　李江洪

摘 要：文章著重介紹INFIT優(yōu)化控制系統(tǒng)在不同負(fù)荷段下，對(duì)蒸汽溫度及壓力的調(diào)節(jié)情況，指出了該優(yōu)化控制系統(tǒng)在不同負(fù)荷段下對(duì)汽溫及汽壓的控制性能。采用了INFIT優(yōu)化控制系統(tǒng)后，燃煤機(jī)組能更好地適應(yīng)各種變負(fù)荷工況，增加機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：INFIT；協(xié)調(diào)控制方式；汽溫調(diào)節(jié)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）30-0187-02

Abstract： This paper focuses on the regulation of steam temperature and pressure by INFIT optimization control system under different loads， and points out the control performance of the optimization control system for steam temperature and pressure under different loads. After adopting the INFIT optimized control system， the coal-fired units can better adapt to various variable load conditions， and increase the economy and stability of the unit operation.

Keywords： INFIT； coordinated control mode； steam temperature regulation

1 概述

茂名某熱電有限公司（1×600MW）機(jī)組鍋爐型號(hào)為DG1920/25.4-II6型，該型號(hào)鍋爐系國(guó)產(chǎn)600MW超臨界參數(shù)變壓直流本生鍋爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，采用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱氣溫，固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)、露天布置，前后墻對(duì)沖燃燒。該機(jī)組采用以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式，在變負(fù)荷工況下，過(guò)熱汽溫、再熱汽溫以及汽壓變化幅度較大，經(jīng)常出現(xiàn)鍋爐壁溫超限，并出現(xiàn)過(guò)爆管事故。公司于2017年立項(xiàng)并于2018年邀請(qǐng)東南大學(xué)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)該機(jī)組控制方式進(jìn)行優(yōu)化。

2 原DCS協(xié)調(diào)及汽溫控制系統(tǒng)的性能

由于控制策略不完善，鍋爐調(diào)節(jié)相對(duì)于負(fù)荷變化滯后嚴(yán)重，因此整體調(diào)節(jié)性能較差，控制效果如圖1所示，從圖中可以看出#7機(jī)組在投用原DCS協(xié)調(diào)控制的運(yùn)行特點(diǎn)：

（1）主汽壓力控制：在AGC運(yùn)行模式下，機(jī)組的主汽壓力很難收斂到設(shè)定值附近，即使在負(fù)荷波動(dòng)很小的情況下，#7機(jī)組的主汽壓力也存在著約0.8MPa左右的動(dòng)態(tài)偏差；變負(fù)荷時(shí)，主汽壓力偏差更大，經(jīng)常超過(guò)1.0Mpa，最大動(dòng)態(tài)偏差可達(dá)1.2Mpa，易超壓，并且長(zhǎng)時(shí)間不能調(diào)節(jié)穩(wěn)定，難以收斂到設(shè)定值，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（2）負(fù)荷控制：由于整個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制很不穩(wěn)定，機(jī)組實(shí)際負(fù)荷響應(yīng)能力一般，受主汽壓力、汽溫偏差大的影響，經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷指令閉鎖增減的現(xiàn)象，不利于調(diào)度AGC的考核。（3）煤水等調(diào)節(jié)量：由于控制回路穩(wěn)定性差，煤水等調(diào)節(jié)量經(jīng)常大范圍反復(fù)調(diào)節(jié)，機(jī)組變負(fù)荷時(shí)運(yùn)行人員需要不斷的手動(dòng)干預(yù)，不僅操作量大，而且加劇了受熱面的熱應(yīng)力變化，不利于機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（4）主汽溫控制：穩(wěn)態(tài)時(shí)，#7機(jī)組主汽溫存在約±10℃的動(dòng)態(tài)偏差；變負(fù)荷時(shí)，由于主汽壓力控制不穩(wěn)定，水煤比存在失調(diào)的情況，導(dǎo)致主汽溫出現(xiàn)較大的動(dòng)態(tài)偏差，最低波動(dòng)至552℃左右，最高可達(dá)588.6℃，平均運(yùn)行水平僅在565℃以下的水平上，經(jīng)濟(jì)性和安全性均較差。

3 INFIT協(xié)調(diào)及汽溫優(yōu)化系統(tǒng)的控制性能

INFIT系統(tǒng)是針對(duì)現(xiàn)代火電機(jī)組存在負(fù)荷升降速率低、關(guān)鍵參數(shù)波動(dòng)大及系統(tǒng)不能很好適應(yīng)煤種變化等實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)有機(jī)融合預(yù)測(cè)控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)技術(shù)及自適應(yīng)控制技術(shù)而設(shè)計(jì)研發(fā)的先進(jìn)協(xié)調(diào)及汽溫優(yōu)化控制系統(tǒng)。茂名某熱電有限公司（1×600MW）機(jī)組于2018年05月22日初次投入INFIT系統(tǒng)后，經(jīng)過(guò)約一周的調(diào)試及完善，使該機(jī)組的協(xié)調(diào)、汽溫脫硝等控制系統(tǒng)的性能均有了明顯提高，下面通過(guò)多項(xiàng)變負(fù)荷試驗(yàn)的情況說(shuō)明INFIT優(yōu)化系統(tǒng)的整體控制性能。

3.1 機(jī)組協(xié)調(diào)變負(fù)荷性能試驗(yàn)（高負(fù)荷段，變化速率9MW/min）

該機(jī)組以9MW/min的速率投入AGC運(yùn)行方式，機(jī)組負(fù)荷指令從500MW升至600MW，再降至490MW后又升至600MW，進(jìn)行了一次高負(fù)荷段大幅度的變負(fù)荷試驗(yàn)，該過(guò)程中機(jī)組的負(fù)荷、主汽壓力、主汽溫控制曲線見(jiàn)圖2。從圖中可以看出該機(jī)組投入INFIT優(yōu)化系統(tǒng)后，在高負(fù)荷段進(jìn)行9MW/min速率變負(fù)荷試驗(yàn)的整體控制性能。

負(fù)荷控制：變負(fù)荷過(guò)程中無(wú)較大的動(dòng)態(tài)偏差和過(guò)調(diào)現(xiàn)象，實(shí)際負(fù)荷響應(yīng)性能良好，達(dá)到了相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。

主汽壓力控制：動(dòng)態(tài)過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)振蕩和大幅過(guò)調(diào)現(xiàn)象，在變負(fù)荷過(guò)程中的最大動(dòng)態(tài)偏差小于0.5MPa，且能夠較快的回調(diào)穩(wěn)定，整體控制性能良好，達(dá)到了相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。

主汽溫控制：主汽溫運(yùn)行的平均值可提高至570℃左右，變負(fù)荷的過(guò)程中，主汽溫的最大動(dòng)態(tài)偏差<5℃，無(wú)超溫或汽溫過(guò)低現(xiàn)象，滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定要求。

3.2 機(jī)組協(xié)調(diào)變負(fù)荷性能試驗(yàn)（低負(fù)荷段，變化速率9MW/min）

該機(jī)組以9MW/min的速率投入AGC運(yùn)行方式，機(jī)組負(fù)荷指令從460MW降至300MW，之后穩(wěn)定在300MW附近，進(jìn)行了一次低負(fù)荷段的變負(fù)荷試驗(yàn)，該過(guò)程中的負(fù)荷、主汽壓力、主汽溫控制曲線見(jiàn)圖3。從圖中可以看出該機(jī)組投入INFIT優(yōu)化系統(tǒng)后，在低負(fù)荷段進(jìn)行9MW/min速率降負(fù)荷試驗(yàn)的整體性能。

負(fù)荷控制：實(shí)際負(fù)荷嚴(yán)格按照設(shè)定變負(fù)荷速率變化，動(dòng)態(tài)過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)振蕩，過(guò)調(diào)量很小。

主汽壓力控制：與滑壓設(shè)定值保持相同趨勢(shì)變化，動(dòng)態(tài)過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)振蕩和大幅過(guò)調(diào)，在降負(fù)荷的過(guò)程中的最大動(dòng)態(tài)偏差小于0.4MPa，且絕大部分時(shí)間內(nèi)可以控制在0.3MPa以?xún)?nèi)，整體控制性能良好。

主汽溫控制：主汽溫運(yùn)行的平均值可提高至570℃左右，降負(fù)荷的過(guò)程中，主汽溫的最大動(dòng)態(tài)偏差<6℃，無(wú)超溫或汽溫過(guò)低現(xiàn)象，滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)此次對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造，茂名某熱電有限公司（1×600MW）機(jī)組在后來(lái)的加減負(fù)荷的過(guò)程中，汽溫升降平穩(wěn)，沒(méi)有大幅度的波動(dòng)，壁溫超限次數(shù)明顯減少。而且在調(diào)整過(guò)程中，減溫水的使用量大幅減少，降低了機(jī)組的煤耗。運(yùn)行人員在加減負(fù)荷過(guò)程中，操作量也較之前有所減少，機(jī)組的自動(dòng)化投用率得到了提升，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性，創(chuàng)造了巨大的效益。

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