基于凝结水节流的机组节能型控制系统的设计与应用

项目背景及意义： 对于全周进汽、节流调节的600MW和1000MW超（超）临界机组，为了保证机组最优的经济性，机组运行中汽机调门应始终全开，而调门全开后无锅炉侧蓄热可利用，无法满足电网的AGC、一次调频的需求。 为了提高机组在汽机调门全开后的负荷响应能力，本项目在国内首次开发并实施了基于凝结水节流参与负荷调节的节能型协调控制系统，采用该新型控制系统既保证了机组的运行经济性，又满足了电网对机组调峰调频的要求。 本项目属于超超临界火电机组节能减排与优化控制领域。 项目基本技术原理： 本项目采用了基于凝结水节流的机组变负荷控制方式，所谓凝结水调负荷是指在机组变负荷时，在凝汽器和除氧器允许的水位变化范围内，改变凝泵出口调门的开度，改变凝结水流量，从而改变抽汽量，暂时获得或释放一部分机组的负荷。 在加负荷时，关凝汽器出口调门，减小凝结水流量，从而减小低加的抽汽量，增加蒸汽做功的量，使机组负荷增加。此时，除氧器水位下降，凝汽器水位上升。减负荷时过程相反。 项目主要技术创新点： 1、在汽机调门全开后，无锅炉蓄热可用的工况下，合理利用凝结水/回热系统中的蓄能，并与锅炉燃料、给水控制有效结合，在国内首次设计并成功实现了基于凝结水调负荷的高效节能型的协调控制系统。 2、首创性地将机组负荷指令直接作用于凝结水节流子回路，将负荷需求的变化量直接转化为需要的凝结水变化量，改变凝结水流量。 3、根据除氧器/ 凝汽器的具体容量和允许的变化范围，合理计算可利用蓄能的范围，在安全范围内智能地利用除氧器/ 凝汽器的水位变化。 4、针对汽机高压调门全开的特点，对汽机调门及补汽阀的控制方式进行了改进，巧妙利用调门开度限制，首创了一套实现机组一次调频功能的控制方法。 5、在凝结水系统不同配置机组上成功实施。在凝结水系统配置2×100%容量工频凝泵、2×100%容量变频凝泵、3×50%容量凝泵的不同类型机组上，都成功实施了本项目研究的高效节能协调控制系统，并都已经安全可靠运行两年以上。 项目工程应用成果： 本项目的成果先后在上海外高桥三厂、上海漕泾电厂、上海外高桥二厂的6台百万千瓦等级的机组上获得成功应用，在不增加设备投资的前提下，采用凝结水调负荷的高效节能控制技术，满足了机组调峰调频的要求，有效提高了机组经济性，使1000MW等级超（超）临界机组煤耗降低约1.2g/（kWh）。 目前，多台600/1000MW等级的超超临界机组正在实施应用中或正在洽谈中，本项目具有很大的推广价值和应用空间，具有显著的经济效益与社会效益。 项目知识产权： 本项目在国内核心期刊发表相关论文4篇，申请发明专利4项，其中已获得发明专利授权3项，1项在实审中。