火电自动发电控制系统（华东电研院沈丛奇）.docVIP

第七章：火电厂自动发电控制系统 2 第一节 燃煤发电机组的负荷调节能力 2 一. 电网对机组的负荷调节要求 2 二. 燃煤发电机组的能量转换特性 3 三. 燃煤发电机组负荷调节能力 7 第二节 燃煤发电机组协调控制系统 10 一. 燃煤发电厂自动控制系统简介 11 二. 燃煤发电厂主要调节系统 12 第三节 燃煤发电机组AGC性能提高及存在的问题 24 一. 机跟炉为基础的协调控制系统的改进 24 二. 炉跟机为基础的协调和DEB控制系统的改进 25 三. 提高机组滑压方式下负荷响应速度的方案 25 四. 一些不成熟的提高燃煤机变负荷速度的设想和方法 25 五. AGC对机组的影响 26 第四节 火电厂全厂负荷优化控制系统 27 一. 引言 27 二. 全厂负荷优化分配 27 三. 全厂负荷控制 28 四. PLACS的其他功能 29 五. 全厂负荷控制的展望 29 1 燃机概述 1 1.1 燃机发电技术简介 1 1.2 先进的燃气轮机发电技术 1 1.3 燃气-蒸汽联合循环发电技术 3 2 燃机的启动和负荷调节性能 4 2.1 燃机的启动特性 4 2.1.1 燃气轮机单机启动过程和特性 4 2.1.2 燃气-蒸汽联合循环机组启动特性 5 2.2 燃机的负荷调节特性及调峰能力 5 3 联合循环机组的经济运行 6 3 AGC与燃机的关系和影响 7 3.1 AGC与燃机 7 3.2 燃机在投AGC时负荷允许变化范围 8 3.3 燃机在投AGC时负荷允许变化率 8 4 AGC功能在燃气轮机中应用的注意问题 9 4.1 余热锅炉汽包水位控制与AGC负荷变化率 9 4.2 余热锅炉主蒸汽温度与机组AGC负荷变化率 9 4.3 主汽压变化与AGC负荷变化速率 9 4.4 燃机基本负荷与联合循环AGC特性的关系 10 第七章：火电厂AGC控制系统 燃煤发电机组的负荷调节能力 燃煤发电机组自动发电概述 用户的用电需求变化是非常快的，尤其是大型电气设备启停时对电网的冲击比较大，为了及时满足用户的用电需求，电网要求发电机组具有较快的负荷响应速度。但由于燃煤发电机组固有的特点，其负荷响应速度是不尽人意的，它远远跟不上用电负荷变化。好在电网日益壮大，缓和了这对矛盾，而提高燃煤发电机组负荷响应速度，及时满足用户的用电需求，保证电网安全和稳定运行仍然是我们努力的方向。 机组负荷调节能力主要指负荷的调节速度和负荷的调节范围，这里我们着重讨论负荷调节速度。为达到电网频率的稳定，调度要求燃煤发电机组的出力能快速随负荷指令变化，即负荷响应的延迟小，且负荷变化速度快。为叙述方便，以下称机组发电功率或出力为机组负荷。 早期由于我国缺电，发电机组的主要任务是满发和稳发，随着我国电力的发展，用电和发电已经基本平衡，有时甚至出现发电过剩的情况，而且用电量变化的幅度和频度也在增大，电网为及时平衡用电和发电，对发电机组提出更高的调峰要求。在早期投产的燃煤发电机组中，绝大多数大机组是按带基本负荷设计的，机组负荷变化的能力相对较差，新建300MW和600MW大型燃煤发电机组，由于其设备性能较好，自动化水平较高，目前都参加AGC，已经成为电网的主力调峰机组。 目前电网内参加AGC机组的负荷变化速率为1.5%MCR（额定负荷）/min左右，负荷响应延迟小于2分钟。负荷调节范围从机组运行来讲应该为机组最低不投油枪的负荷到满负荷，新机组一般为40～100%MCR。从协调控制系统来讲应该是CCS投入自动的负荷范围，目前AGC实际投运的负荷范围一般为60～100%MCR。 燃煤发电机组的能量转换特性 燃煤发电机组是把燃煤的化学能转换成电能的过程，燃煤首先通过制粉系统磨成煤粉，煤粉配以适量的风输入锅炉，进行燃烧，把机组的循环介质（水）变成高温高压蒸汽，完成燃煤的化学能到蒸汽热量的转换，通过汽轮机把蒸汽的热量转换成机械能，并由发电机把汽轮机的机械能转换成电能。 在整个发电过程中（如图7-1-1），制粉系统类型、锅炉的类型和能量转换特性、以及汽轮机调门的特性与机组负荷调节的性能有密切的关系。为了搞清燃煤发电机组的负荷调节性能，下面对这些环节进行一些分析。 制粉系统的制粉和输送特性 制粉系统的作用是把较粗的原煤磨制成极细的煤粉，提高锅炉的燃烧效率，制粉系统可以分成直吹式和中间储仓式二种形式，这二种制粉系统的机组的负荷调节性能有较大的差别，为此有必要研究制粉系统的工艺过程和与负荷调节有关的性能。 直吹式制粉系统 在直吹式制粉系统中，原煤经给煤机输到磨煤机进行辗磨，同时磨煤机输入合适的一次风量，对原煤进行干燥，并把磨制好的煤粉直接送到锅炉的燃烧器。这种制粉系统目前大部分配中速磨煤机，如HP和MPS等磨煤机。另外还有双进双出的钢球磨煤机和高速风扇磨煤机，虽然它也采用直吹方式送粉，但从原煤到煤粉输出的特