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火力发电厂锅炉和汽轮机组协调控制策略研究

魏庆学

中国电建甘肃能源投资有限公司巴基斯坦分公司

摘要: 在火力发电厂的运行过程中,汽轮组的协调性至关重要,它是保证锅炉汽轮机组正常运行的基础。为了实现这一目标,必须建立多种多样的控制系统,并设置精确的回路控制,以便通过多个回路的协调控制,达到最佳的控制效果,从而使锅炉汽轮机组的运行更加高效,既可以提供足够的电力,又可以减少燃料的消耗,从而达到节能减排的目的。只有通过遵循现代科学的发展理念,才能够实现可持续发展的宏伟目标。
关键词: 火力发电厂;锅炉;汽轮机组;控制策略
DOI:10.12721/ccn.2023.157217
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引言

随着技术的进步,传统的火电厂已经无法满足当今社会的可持续发展需求,因为它们会给环境带来严重的污染,同时也会消耗大量的能源。因此,必须采取有效措施来管理和控制各个发电环节,才能确保可靠的发电量。采取科学的技术手段,结合各种资源,构建节能减排的新型能源利用模式,以确保生态环境的有效保护,提升火电厂的运营水平。因此,研究和评估锅炉汽机联合试运转的模式变得尤其重要。

1火力发电厂汽轮机和锅炉概述

在火力发电厂中,汽轮机和锅炉是不可或缺的两个关键设备。汽轮机是一种利用蒸汽作为动力源的机械设备,具有高效率、低噪音、节能等优点,它可以有效地将热量转换为机械能量,从而满足各种工业生产的需求。通过采用这两项原则,我们可以建立一个强大的自治国家,并且在短期内取得高效率。汽轮机可以分为脉冲式和反应式两种类型。汽轮机的运行可以由多种技术来实现,包括但不限于:功率和频率的精确调整、自动启动与停止、过盈保护、以及给水泵的控制。而锅炉则可以有效地利用化学能量转换为热能,并利用蒸汽驱动装置,将机械能量转换为可利用的热量。锅炉由多个部件组成,其中包括炉膛、烟囱、汽水系统、炉壁以及其他相关设备。它的核心功能在于实现对供水、燃烧以及温度的精确控制。

2实施联合试运转的必要性

经过深入研究,传统的锅炉汽机运行模式存在诸多能源浪费和低效率的问题,使得其产电量无法满足市场需求,从而未能实现预期的经济效益,且与当前中国电力产业结构调整的大背景形成了鲜明的对比。随着电力行业的整体调整,清洁能源和新能源的广泛使用,火电厂将采取措施来改变传统的生产经营模式,从而有效地抑制资产负债率的增加和经济效益的下降,从而实现可持续的发展,走向绿色的未来。随着技术的进步,传统的能耗问题已经成为各火电厂面临的重大挑战。因此,锅炉汽机联合试运转模式的推广变得越来越重要,它可以有效地改善火电厂的发电现状,提高其竞争力,从而更好地满足消费者的需求,同时也为电力行业的发展带来了实际的价值。

3火力发电厂锅炉和汽轮机组协调控制策略

3.1以直接能量平衡为基础的协调控制系统

当燃烧率提高时,主蒸汽压力将显著上升,从而使得调节级压力也随之升高。然而,由于锅炉的一侧可能会受到外界的干扰,这将直接影响到主蒸汽压力,从而使得调节级压力也有所变化,但是这种变化的程度是相似的。当燃烧率升高时,主蒸汽压力和调节级压力都会有所改变,但是它们的比例却没有任何变化,因此,燃烧率对比例的影响可以忽略不计。根据理论研究,在压力保持不变的情况下,调节级压力与主蒸汽压力之间的比值与调门开度呈正相关,因此,通过它们的比值可以反映汽轮机的能量。尽管这种方法具有一些优点,但在处理滑压运行时,它们之间的比值将无法反映出真实的能量水平。通过采用这种表达方式,我们发现它的优势显而易见:无论是在固定压力还是流动压力下,燃烧率对汽轮机的能量变化几乎没有影响,因此该理论是可行的。

3.2间接能量平衡

当控制策略的负荷指令发生变化时,汽轮机的主控制器会立即采取行动,以便及时调整汽轮机的调节汽门,以及快速调整机组的输出功率。此外,还要根据燃烧效率的变化,及时调节锅炉内的热量,以确保锅炉的正常运行。一旦发现汽压异常,汽轮机组也会立即采取行动,切换到不同的调节模式,以确保锅炉的安全运行。通过AGC技术,可以将锅炉侧的压力控制在正常范围内,并且与负荷指令的变化趋势保持一致。此外,AGC还可以将死区的非线性函数放大,使得压差波动范围在0.6MPa以内,从而更好地调节功率。在高负荷段,为了确保锅炉内部压力处于正常范围,以及发电机组的稳定运行,必须适当降低死区的大小。此外,死区也可以用来进一步调整功率,通过消除主控制器输入端的压力差值,实现更加精确的功率调节。

3.3做好板式换热器优化处理

经过深入的研究,我们发现板式换热器具有结构紧凑、压降低、传热系数高的特点,能够在大规模生产中发挥重要作用。然而,由于供热温度偏低、串液、外露等原因,板式换热器的实际运行仍然存在一定的风险,因此,必须采取科学的管理措施,确保它的优势能够得到最佳的利用,同时也能够有效地抑制它的劣势。为了确保板式换热器的正常运行,我们必须加强对清洁工作的重视,确保垫片密封面不会沾染污物,避免污染外溢。同时,我们还需要定期更换存在裂纹和穿孔的板片,并使用透光技术检查板片的裂缝情况,以确保板片的质量符合标准。此外,我们还需要分析板片材料的使用合理性,防止串液等问题。为了提高热流量和管道直径,我们可以适当增加热流量和管道直径。为了确保供暖系统能够满足发电需求,我们必须确保换热器能够有效地运行。

3.4锅炉和汽轮机组协调控制系统的用途

在当今的发电领域,协调控制系统扮演着至关重要的角色,它可以帮助控制器快速响应锅炉负荷的变化,并且可以以最快的速度确保各个步骤的顺利完成,从而大大提高了整个生产过程的质量。汽轮机组的快速反应需要专业的技术支持,但由于锅炉的延迟和滞后,它们的协调控制系统和安全性受到了严重的挑战。为了解决这些问题,建议将技术应用于锅炉侧,从而有效地减少系统的延迟和不良反应。在锅炉运行状态下,协调控制的核心是将控制器中的负荷指令转换成实际的操作指令;此外,汽轮机组的主蒸汽流量也会被转化成实际的前馈信号,从而起到更好的控制效果。通过采用前馈技术,可以有效地控制锅炉的主气压偏差,将其保持在一个合理的范围,以确保锅炉的运行稳定。通过使用负荷指令,我们可以更有效地控制锅炉的运行。这种方法不仅可以获得更多的信息,还可以通过监测直接的能量平衡信号,从而更准确地调整锅炉的参数,使其达到最优的运行状态。直接能量的平衡信号可以帮助我们更好地理解锅炉内部的压力差,从而更精确地实现前馈控制。

3.5做好员工培训工作

为了确保汽机联合试运转的成功,必须对人员进行全面的技能培训,以提高他们的理论知识水平和实践操作技能,培养良好的节能减排意识,并对日常操作进行优化,以确保联合试运转的高效率运行。为了确保设备的正常运行,我们应该建立一个责任机制,明确每个人的职责,并且给予他们充足的时间和精力来完成自己的工作。这样,我们就能够更好地管理设备,及时发现和解决各种异常情况,并且保证试运转工作的稳定性,从而有效地控制整个锅炉设备的运行质量,并且妥善处理汽机运行中的能耗问题。通过联合运转,我们可以充分发挥其优势和作用。

结束语

控制系统的重点是协调两大主机的运行,并根据相关指令来控制它们。这样可以确保系统的安全和稳定,并最大限度地提升发电厂的效率和能源利用。因此,有效地执行协调控制系统对于维护发电效率和安全至关重要。

参考文献

[1]  火力发电厂锅炉和汽轮机组协调控制策略研究[J]. 高玉峰.信息记录材料,2019(08)

[2]  火电厂集控运行及机组协调控制策略研究[J]. 程晓东.应用能源技术,2022(05)