基于神经网络预测模型和凝结水节流的超超临界机组协调系统智能优化控制

针对某1000 MW超超临界机组,建立了具有较高精度和良好动态性能、考虑机组回热循环特性的机组负荷及主汽压力神经网络预测模型.在此基础上,提出了一种协调系统综合智能预测优化控制方法.该方法利用负荷及主汽压力预测模型在机组变负荷过程中分别对除氧器水位调门开度、汽轮机调门开度及燃料量指令进行实时优化,改善协调控制效果.借助1 000 MW超超临界机组仿真机,进行了详细的协调优化控制仿真试验.结果表明:该方法可有效提高机组动态过程负荷的响应速度和调节精度,大大减小变负荷过程中主汽压力的控制偏差,具有较好的工程实用性.     

供热机组负荷-压力简化模型及特性分析

在纯凝汽式机组负荷-压力对象简化非线性动态模型基础上,结合对抽汽式供热机组供热部分热力系统的分析,依据基本物质和能量守恒定律,建立了供热机组发电负荷-汽轮机前压力-供热抽汽流量与锅炉燃料量-汽轮机高调门开度-抽汽调节蝶阀开度的微分方程形式的动态模型.通过仿真实验证明：供热机组与纯凝汽式机组发电负荷-汽轮机前压力对象控制特性不存在显著差异;供热机组可采用更为灵活的控制方式以提升发电负荷调节速率.     

直冷式空冷机组的负荷-压力动态模型及其特性分析

在对空冷装置、汽轮机及回热加热系统进行研究的基础上,结合传统机组非线性动态模型,引入汽轮机效率修正,得到能够体现排汽压力变化特性的空冷机组通用动态模型,并给出了1台600 MW机组的实例.分析了采用机跟炉和炉跟机2种控制方式时排汽压力波动造成的影响.结果表明:排汽压力快速变化是影响机组负荷-压力稳定的一个重要原因;而排汽压力缓慢变化导致的被控对象参数改变不会对控制品质产生实质性影响.     

空冷机组协调控制系统鲁棒性分析

与传统水冷机组相比,空冷机组易受环境因素变化影响,对象特性更为复杂.建立空冷机组负荷-压力对象动态模型,分析其主要参数的变化规律及范围,在此基础上,采用机跟炉和炉跟机两种控制方式,仿真分析负荷-压力工作点、排汽压力、燃料发热量变化对控制系统性能的影响.结果表明:PID控制器具有较好鲁棒性,能够克服机组排汽压力、燃料发热量变化对控制系统的影响;负荷-压力工作点变化造成模型中制粉惯性和迟延、锅炉蓄热系数的变化以及对象自身非线性仍然是影响空冷机组控制品质的主要因素.     

某水电机组异常水力振动分析与处理

某水电机组在运行时,发现压力脉动、机组振动与噪声较往常明显增大,且随负荷的增加而增大,这将严重威胁机组的安全稳定运行。为此进行了变负荷试验,对变负荷数据进行分析,发现活动导叶过流不均是引起机组振动过大的原因,停机检查发现活动导叶处卡有异物,取出异物后,机组压力脉动与振动过大问题得到解决,为类似问题的处理提供了参考依据。     

供热机组发电负荷-机前压力-抽汽压力简化非线性动态模型

针对抽汽式供热机组利用调节蝶阀控制抽汽压力来调节供热抽汽质量流量的特点,通过分析汽轮机供热抽汽环节的能量平衡特性,建立微分方程形式的供热机组给煤质量流量-汽轮机调门开度-调节蝶阀开度与发电负荷-汽轮机前压力-抽汽压力的简化非线性动态模型.在此基础上分别进行了发电负荷、机组抽汽压力和热网循环水质量流量扰动仿真试验.结果表明:模型输入输出关系符合机组实际情况,能够解释供热系统中通过调节供热抽汽压力维持供热抽汽质量流量跟随供热负荷需求变化的内在机理.     

汽包锅炉负荷-压力-水位简化非线性动态模型

针对汽包锅炉负荷-压力-水位之间的耦合关系以及水和水蒸气热力性质的复杂性,提出一种新的火电机组建模思路:建立机组负荷-压力对象的能量平衡方程和水位对象的质量平衡方程,再分别增加质量修正和能量修正,从而得到微分方程形式的锅炉燃料量-汽轮机高调门开度-给水流量与机组负荷-机前压力-汽包水位之间的多变量简化动态模型.对某600 MW机组在不同负荷下进行了扰动试验,结果表明:此模型能够反映对象主要的动态特性和非线性特性.     

两炉一机中间再热CFB机组热力系统的控制策略及应用

为研究两炉一机中间再热机组的控制策略,以越南锦普电厂"两炉一机中间再热母管制CFB"机组为研究对象,介绍了该机组的系统设计及运行参数。通过分析"两炉一机中间再热"机组的控制难点,研究针对该类机组的特殊性,给出了其自动化控制策略。对旁路系统中并汽母管压力调节控制、机组并汽后差压备用控制以及超压时压力稳定调节控制进行了详细的描述。并着重介绍了运行过程中再热蒸汽的流量分配及汽温调节控制方法。通过现场并汽试验、甩负荷试验以及负荷扰动试验,验证了本机组自动化控制策略的成功应用,肯定了其自动化控制水平,为"两炉一机中间再热"机组的设计及控制策略提供了技术参考。     

DEH压力限制对超超临界机组甩负荷的影响

介绍了西门子1000 MW等级超超临界汽轮机机组DEH控制器的工作原理,通过国华台山发电厂6号机组首次甩100%负荷试验失败的现象,结合甩负荷时旁路系统控制方案和汽轮机控制器的切换,分析主蒸汽压力限制功能对甩负荷控制的影响,通过改进DEH压力控制器设定值变化率限制的设计参数,从而确保第二次甩负荷试验成功完成。由此表明,DEH压力控制器设定值变化率限制的设计参数需要与旁路系统压力调节回路相配合。     

300MW供热机组调峰性能及其影响因素研究

研究供热机组的调峰性能,对保证电网安全运行,增强电网消纳可再生能源的能力具有重要意义。以某300MW供热机组为例,充分挖掘厂家提供的设计数据,建立了供热机组调峰性能的预测模型,得到了供热量与机组负荷、主蒸汽流量与机组负荷的关系,分析了影响调峰性能的主要因素,计算了供热机组的可调峰范围。结果表明,当供热量一定时,机组存在最大负荷和最小负荷,随着供热量的增加,机组的最大负荷降低,最小负荷升高,机组的调峰性能将变差。排汽压力升高、汽水损失率增加、返回疏水温度下降也将使机组调峰性能变差。     

Ashland锅炉药剂在长庆石化公司的工业应用

长庆石化公司1.4Mt/a催化裂化装置中压汽包由于蒸汽夹带盐分现象严重,蒸汽品质难以有效控制,影响装置和气压机长周期运行。分析认为,过热蒸汽中的钠离子、二氧化硅含量超标,是导致气压机组汽轮机叶片结垢的直接原因。所以,抑制饱和蒸汽夹带盐分,进一步降低蒸汽中钠离子和二氧化硅含量,优化过热蒸汽品质,是保证汽轮机稳定运行的重点。该装置于2009年开始使用美国Ashland公司锅炉药剂,在催化裂化中压汽包系统投加AMERZINE15除氧剂和DREWPHOS2600缓蚀阻垢剂,经过连续2年的运行,饱和蒸汽钠离子、二氧化硅含量分别由6130.75μg/L、811.16μg/L降低至12.25μg/L、7.86μg/L,过热蒸汽钠离子、二氧化硅含量分别由107.74μg/L、88.43μg/L降低至27.94μg/L、9.92μg/L,汽轮机主气门开度由100%降低至70%,并在保护锅炉内壁、避免溶解氧腐蚀、提升锅炉水汽品质、优化气压机运行工况等方面取得了良好效果。     

Integration of steam turbine controls into power plant systems

The unique control and protection requirements of steam turbines are described, and the concept of a unit control system, which by itself is capable of starting, loading, and unloading, as well as protecting, a steam turbine through all operational phases, is introduced. The unit control then interfaces to the plant control at a level where the speed of response and degree of security of a plantwide network is acceptable for the turbine. Examples of unit controls for different types of turbines are given, together with methods for interfacing to plant control systems     

Studies on the energy demand of two-stage fermentative hydrogen production from biomass in a factory equipped with fuel-cell based power plant

A conceptual factory to produce hydrogen from starchy biomass is considered. The production plant comprises a pretreatment unit for starchy raw material, a bioreactor for dark fermentation, a photobioreactor for photofermentation and gas upgrading & compression units, and is supplied with the necessary heat and power from the power plant. In the power plant, a part of the stream of raw gas produced in bioreactors is burned in a steam boiler and in addition some product gas from the upgrading unit is directed to fuel cells from which waste gas flows to a catalytic oxidizer. The demand for process heat is covered by steam generation in the boiler and oxidizer, and the power demand is covered by electricity generation in the fuel cells.     

余热锅炉主蒸汽减温水控制策略

阐述燃气-蒸汽联合循环运行中主蒸汽超温的过程和现象,从余热锅炉结构特点入手,详细剖析燃气-蒸汽联合循环主蒸汽超温的原因,找到主蒸汽超温的末端影响因素。实际运行中,预知主蒸汽超温因素,采取手动提前干预,检查扰动后主蒸汽控制线性是否达到控制预期,未达预期,重新修正提前量,直到达到控制预期。查阅机组DCS(分散控制系统)减温水控制逻辑,修改主蒸汽控制逻辑,对于要完善减温水控制逻辑改造的燃气电厂有借鉴意义。     

某火电机组汽电双驱引风机系统辅机故障控制仿真及试验分析

为了研究某火电机组风烟系统采用汽电双驱型引风机系统,不同设备故障条件下机组相应的控制策略,依据热力学原理及设备固有属性,并搭建了相应的动力学模型,对发电机跳闸、小汽轮机跳闸、引风机与小汽轮机同时跳闸3种故障下的控制策略进行分析。最后,通过3次实际试验验证了控制策略及模型仿真结论的正确性。研究表明：在发电机跳闸时,可以通过调门快速动作到一定开度来保证机组的安全运行;在小汽轮机跳闸或引风机与小汽轮机同时跳闸时,可以通过保证机组的水煤比、风煤比等参数实现机组的减负荷运行。     

940mm长叶片在大型空冷汽轮机上的应用

随着大型空冷汽轮机在国内电力行业的需求量不断增加,大型空冷机组的高效设计逐渐凸现其重要性,末级叶片成了设计中的重要环节。对国内外空冷叶片的研究、对比、总结后,开发新型940mm末级长叶片。总结了设计开发、试验研究的过程。     

燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖控制策略优化与应用

为了缩短冷态启动过程中联合循环同轴机组汽轮机的启动时间,通过启动锅炉蒸汽对汽轮机提前预暖,解决了机组无法快速响应电网调峰的问题。根据汽轮机冷态预暖系统及机组启动方式,结合机组冷态启动历史过程及数据,进行冷态预暖系统运行特性分析试验、优化后试验及温态启动顺控试验,通过对现有控制逻辑的优化,提出了一种全新的冷态预暖控制策略。结果表明：该策略避免了机组在预暖启动过程中由于预暖管道过热度低,造成热应力准则、紧急切断阀（Emergency Shutoff Valve,ESV）无法满足启动条件、高排逆止阀自动打开以及静止变频启动装置（Static Frequency Convertor,SFC）在燃气轮机与汽轮机啮合过程中自动退出等问题;优化后机组的冷态预暖启动运行过程表明,实现机组全过程无断点的预暖及自启动控制,可有效缩短同轴联合循环机组冷态启动时间约2 h,使机组具备快速灵活的启动方式和应急调峰的能力。     

A Multiagent-System-Based Intelligent Reference Governor for Multiobjective Optimal Power Plant Operation

A large-scale power plant requires optimal set points, namely references, in several control loops for multiobjective optimal operation. In a 600-MW oil-fired drum-type boiler power unit, the set points considered are for the main steam pressure and reheater/superheater steam temperatures. The set points should be mapped with the varying unit load demand and satisfy the conflicting requirements in power plant operation. In practice, the set points are obtained using fixed nonlinear functions in the unit master control in a plant, which are designed for the single objective of load tracking with heat balance. However, it does not allow for process optimization under the multitude of conflicting objectives, which may be newly introduced and different from the initial design objective. This paper presents a methodology, multiagent-system-based intelligent reference governor (MAS-IRG), to realize the optimal mapping by searching for the best solution to the multiobjective optimization problem that tackles conflicting requirements. In searching for the optimal set points, a heuristic optimization tool, particle swarm optimization, is utilized to solve the multiobjective optimization problem. The IRG is designed based on the proposed MAS to operate at a higher level of automation, to execute asynchronous computations, and to reduce the computational complexity. The approach provides the means to specify optimal set points for controllers under a diverse operating scenarios online.      

基于PIDNN的二次再热机组汽温控制策略研究

基于PSO粒子群算法辨识得到的二次再热机组主再热汽温模型参数,在Simulink上搭建了多输入多输出被控对象;并设计了基于PIDNN(PID神经元网络)的新型汽温控制策略。仿真结果表明:PIDNN通过在线学习修改网络权值,有效解决汽温系统之间耦合严重的问题,所提汽温控制策略优于传统PID控制策略,控制效果较理想。