300MW火电机组影响AGC投运的因素及对策

    山西阳光发电有限责任公司4×300MW机组的DCS控制系统，采用德国西门子公司生产的分散控制系统TELEPERM-ME(3#、4#为XP系统)，该分散控制系统属于比较先进的控制系统，包括数据采集系统(Data Acquisition System DAS)协调控制系统(Coordinated Control System CCS) 保护联锁系统(Protection Interlock System PIS)顺序记录系统(Sequence Of Events SOE)等。四台机组原已设计了AGC功能，但运行效果不理想，随着近年来电网AGC投运参数要求的提高，公司利用机组大、小修机会，分别对四台机组影响AGC投运的设备和控制系统进行了改造和完善，取得了很好的效果，下面结合我公司近几年来就影响AGC投运的因素和改进情况进行介绍，供大家参考。
一、制粉系统的断粉对AGC控制的影响
    山西阳光发电有限责任公司3#、4#机组锅炉采用中间仓储式热风送粉系统，每台机组安装16台给粉机，由于煤质变化大，给粉机下煤不均匀，甚至引起给粉机断煤，使得进入锅炉的煤量发生变化，燃烧工况发生较大变化。影响燃料主控的输出，其负荷偏差值最大可达到9MW，增加了运行人员的工作量，同时影响了汽包压力和主蒸汽的参数和变化的热值，而热值是由调节级压力和汽包压力计算而来的。热值又作为主汽温度控制的前馈，引起主汽温度控制不稳。如(图一)由于A1、C1给粉机转速变化，引起热值C01-5 XQ17、燃料主控输出C02 XQ04变化。
    针对给粉机转速的扰动，对燃料主控及主汽温度控制的影响，我们进行了两方面的改进调整。一方面，给粉机的电机经常堵转，因此更换为较大功率的电机，同时在集中控制室操作盘上安装给粉机跳闸复位铵钮，方便运行人员及时重启给粉机，减少对炉膛燃烧的影响。另一方面，改进控制系统的逻辑，减小给粉机转速变化带来的扰动，减缓热值对主汽温度控制的作用，实际微分参数时间由15秒变为20秒，减小汽包压力对燃料主控、二级减温控制回路的作用，以减缓修正给粉机指令的输出。给粉机对锅炉燃烧造成较大的扰动，但它是短暂扰动的叠加，在这个过程中，炉膛压力有时也波动，同时适当调整引风机 动叶的参数，提高炉膛负压调节品质。经过对燃料各参数的控制调整，取得了很好的效果。
     
二、减温水控制系统对AGC的影响
    汽温控制系统在AGC控制系统中是一个重要的控制环节，原来系统采用串级控制调节，调节保证主汽温度为负荷的额定函数，调节效果不太理想，经分析，影响汽温控制系统品质的主要原因是由对象的大滞后和不确定的干扰因素，还有调节门本身的调节特性不好造成的。公司利用大、小修机会分别对四台机组进行了减温水系统的改造。控制方案是在原常规导前微分控制方案的基础上，通过拟合过热器的对象特性，形成“特性补偿式”汽温控制方案，如(图二)：该方案可完全克服对象的滞后，大大改善减温水扰动下被控对象的动态特性，该方案在大量试验的基础上，通过PTn多级惯性环节完全拟合过热器的对象特性，达到了预期的效果。另外，更换调节门定位器，使用具有智能型功能的西门子定位器，提高了控制精度，减小了调节误差。
    
三、磨煤机负荷挡板对锅炉主控的影响
    公司的1#、2#机组锅炉燃烧系统，采用直吹式磨煤机系统，磨煤机负荷挡板是燃料控制系统中的关键环节，挡板特性的好坏，直接关系到锅炉燃烧的稳定，而磨煤机负荷挡板由于设备老化，挡板机械卡涩、挡板的漏量大、执行机构与挡板间距过长造成死滞，都使得挡板特性下降。尤其是传动机构最大死区可达到3-4%、挡板最大回差可达到7-8%，调节特性如下(图三)。
        
    在这种情况下增加其速率是不安全的，所以在大修中对负荷挡板、执行器进行更换，原电动执行机型号罗托克IQM14F14B4，现改成变频电动执行器SIPOS 5 FLASH，要求把执行器固定在支架上，挡板直接连接执行器，完全消除执行机构与挡板间距过长造成的死区，同时安装时应保证执行器不因挡板漏风温度高而损坏。
    通过改造解决上述问题，调节灵活，运行中不发生卡涩，调节特性改善，线性度提高如(图四)，达到自动调节的要求后，实现了提高速率的目标。
      
四、烟气挡板对再热气温的影响
    烟气挡板死区大造成再热汽温调节偏差大无法适应AGC大速率变化的调节要求。再热汽温超调最大可达到550℃。经过系统分析，需要对烟气挡板机械进行改造消除机械卡涩问题，同时增加一组执行器以减小执行器所带负荷。目前我们正在做这方面的工作，将会消除存在的问题。
    山西阳光发电有限责任公司300MW机组自动控制系统经过多年的实际应用，在现有条件下，通过对现场一次设备的改进，多次修改协调控制系统的整定参数，应用前馈、补偿等控制手段，使AGC控制方案逐步完善，能够满足电网调度的要求，提高了机组负荷的动态响应速度和功率调节品质，保证机组平滑稳定的运行，提高机组在电网中的竞争力。