上期我們分享了利港電廠直流爐的20%一鍵深調(diào)。

本篇以揚二電廠為例，將深度解析 Ovation DCS 系統(tǒng)在汽包爐深度調(diào)峰中的實踐，著重闡述如何依托嵌入式先進控制技術(shù)來應(yīng)對調(diào)峰挑戰(zhàn)。

01

項目背景與需求

揚州第二發(fā)電廠 600MW 亞臨界機組，本機組鍋爐為美國巴威公司生產(chǎn)的亞臨界、一次再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、單汽包、固態(tài)排渣煤粉爐，采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)及前后墻對沖燃燒方式。

電網(wǎng)側(cè)：

新能源裝機激增致負(fù)荷波動加劇，AGC指令頻發(fā)且反調(diào)劇烈，現(xiàn)有控制系統(tǒng)響應(yīng)滯后，月度輔助服務(wù)考核損失嚴(yán)重。

燃料側(cè)：

煤種復(fù)雜多變（揮發(fā)分波動±8%、灰分波動±12%），導(dǎo)致燃燒效率下降15%，NOx 波動超±20%，低負(fù)荷穩(wěn)燃困難。

亟需通過 DCS 全系統(tǒng)重構(gòu)實現(xiàn)：

●30%負(fù)荷深度調(diào)峰（189MW 連續(xù)運行）。

●涉網(wǎng)性能達(dá)標(biāo)：主汽壓偏差≤±0.5MPa，SCR脫硝煙溫≥310℃。

●全負(fù)荷自動化：CCS投用率＞95%，減少人工干預(yù) 70%。

02

汽包爐深度調(diào)峰控制難點

與 DCS 破解方案

1 鍋爐動態(tài)特性惡化（煤種+負(fù)荷雙因素）

●難點：

低負(fù)荷時鍋爐增益下降 50%，制粉延遲達(dá) 120s，煤種變化導(dǎo)致燃燒滯后明顯。

●DCS 策略：

動態(tài)模型補償：ARX 模型預(yù)測+模糊控制，精準(zhǔn)補償鍋爐慣性，主汽壓波動壓縮至±0.5MPa（原系統(tǒng)±3MPa）。

2 設(shè)備啟停沖擊（制粉系統(tǒng)敏感性強）

●難點：

磨煤機啟停引發(fā)負(fù)荷跳變＞±20MW，冷風(fēng)擋板超馳導(dǎo)致出口溫度波動 ±5℃。

●DCS 策略：

1. 磨煤機啟動由開始最低煤量 30t/h 加入一個中間煤量，來緩解啟磨沖擊，停磨也由原理的 30t/h 停給煤機，加入一個中間煤量 15t/h；

2. 風(fēng)溫解耦控制：冷風(fēng)擋板超馳開度45%，出口溫度波動≤±3℃，保障燃燒器穩(wěn)定。

3 脫硝煙溫不足（低負(fù)荷瓶頸）

●難點：

負(fù)荷 ＜40% 時 SCR 入口煙溫＜300℃，無法投運脫硝。

●DCS 策略：

1. 煙溫提升系統(tǒng)：旁路煙道+過熱/再熱擋板聯(lián)動，煙溫提升 30℃ 至 312℃。

2. PID精準(zhǔn)調(diào)節(jié)：控制精度±2℃，實現(xiàn)煙溫穩(wěn)定投運，NOx 排放＜50mg/m3。

4 人工操作風(fēng)險（安全與效率矛盾）

●難點：

給水泵切換及給水再循環(huán)閥依賴人工15分鐘操作，時機不固定容易跟其他系統(tǒng)耦合擾動，汽包水位波動 ±100mm。

●DCS 策略：

1. 雙泵熱備自動切換：10秒內(nèi)完成備用泵投運，轉(zhuǎn)速偏差≤±50rpm。

2. 三沖量水位控制延申：基于負(fù)荷預(yù)測的偏置函數(shù)調(diào)節(jié)，水位波動≤±50mm。

3. 再循環(huán)門自動間隔打開與關(guān)閉：隨負(fù)荷的自動打開與關(guān)閉，有效避免與其他系統(tǒng)的耦合擾動。

03

DCS 深度調(diào)峰關(guān)鍵技術(shù)落地

1 機爐協(xié)調(diào)優(yōu)化（URO技術(shù)）

●前饋補償：

負(fù)荷指令與鍋爐蓄熱動態(tài)匹配，變負(fù)荷速率6MW/min。                    

●專家系統(tǒng)：

設(shè)備啟停順控邏輯庫，操作頻次下降 70%。

2 給水全程自動控制

●30%負(fù)荷模式：

雙泵并列（單泵出力+熱備泵再循環(huán)）。

●應(yīng)急響應(yīng)：

泵跳閘后10秒內(nèi)熱備泵滿出力，水位保護動作延遲＞3min。

3 制粉系統(tǒng)智能啟停

●煤量分階控制：

啟/停磨煤量斜率限制為±2t/min。

●風(fēng)溫聯(lián)動：

冷風(fēng)擋板超馳開度與煤量解耦控制。

4 安全防護體系

●多梯度自動穩(wěn)燃下限時刻保證穩(wěn)燃需求；

●水冷壁溫度自動干預(yù)系統(tǒng)，保持提前對水冷壁溫度進行干預(yù)，保證水冷壁不超溫的前提下，最大限度保持機組的深調(diào)負(fù)荷響應(yīng)能力。

04

實施效果與行業(yè)價值

●調(diào)峰能力突破：

最低負(fù)荷 30%Pe（189MW）連續(xù)運行，AGC響應(yīng)時間≤40分鐘。

●控制品質(zhì)提升：

1. 主汽壓偏差±0.5MPa。

2. SCR煙溫穩(wěn)定在 312-315℃，NOx 排放＜50mg/Nm3。

●經(jīng)濟效益顯著：

年調(diào)峰補償收益667萬元，供電煤耗下降1.38g/kW。

05

結(jié)語

揚州第二發(fā)電通過DCS系統(tǒng)重構(gòu)，實現(xiàn)亞臨界汽包爐 30%Pe 深度調(diào)峰，攻克低負(fù)荷穩(wěn)燃、煙溫提升、全程自動化三大難題。其“四個全程”控制體系（協(xié)調(diào)、給水、制粉、脫硝）與分層優(yōu)化策略，為傳統(tǒng)火電靈活性改造提供標(biāo)準(zhǔn)化模板。未來可融合數(shù)字孿生技術(shù)，進一步挖掘機組調(diào)峰潛力，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。

630MW燃煤機組深度調(diào)峰優(yōu)化控制系統(tǒng)人機交互界面

協(xié)調(diào)優(yōu)化的先進控制策略

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