超超臨界火電機組單列輔機控制設計優化探討

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超超臨界火電機組單列輔機控制設計優化探討660MW超超臨界火電機組單列輔機控制設計優化探討，近年來，隨着國家經濟水平的發展，日益重視對生態環境的保護，燃煤火力發電機組作為能源供給重要的一環，面臨着越來越高的節能減排標準要求。

目錄

案例背景介紹

1　引言

為建設高效節能、綠色環保、可持續發展的高效電廠，各新建、擴建項目在設計階段對電廠系統設計進行着革命性的優化。鑑於當前火電機組主要輔機可靠性的提高，神華國華錦界能源有限責任公司2×660MW工程在一次風機、送風機、引風機、空預器及給水泵均採用了單台100%容量配置。輔機採用單列配置後，系統對相關儀表及控制設備的配置方案、設備的選型提出了更高的要求，對控制系統的配置和邏輯控制方案帶來較大變動，為適應單列配置的需求，提高機組的安全可靠性，儘量減小輔機單列配置後對機組安全性可能帶來的不利影響，機組控制設計從儀表設備配置、選型、控制系統等方面需進行優化，整體提高控制系統的安全可靠性，以避免機組因控制設計不完善而帶來機組可靠性降低的問題。

案例實施與應用情況

2　單列輔機配置的項目

從國外燃煤機組發展情況看，日本早在1996年磯子電廠就已經開始推行鍋爐輔機單列布置的方案。磯子電廠由日本電源開發株式會社投資建設，電廠位於日本國橫濱市磯子區新磯子町，機組性能指標處於世界領先水平。該電廠鍋爐送風機、一次風機、空預器採用單列布置，引風機採用雙列橫向布置，靜電除塵器採用雙室四電場高效除塵器，1×100%給水泵汽輪機＋1×30%電動給水泵。經過最近幾年的發展，國內陸續投運了幾台單列輔機配置的機組，在節能降耗和技術創新方面收到了較好的效果，已投運機組有國電布連電廠2×660MW機組、國華寧東二期2×660MW機組、國華柳州兩台2×660MW機組、華能宜春2×350MW機組。

2.1　錦界項目鍋爐煙風系統

鍋爐煙風系統主要輔機均由常規的每台機組各配兩套設備優化為單台設備，即每台鍋爐機組配置如項目單台輔機：一台空氣預熱器、一台引風機、一台送風機、一台一次風機。

2.2　錦界項目鍋爐給水系統

鍋爐給水泵由常規每台機組配兩台50%容量汽動給水泵加一台30%容量電動給水泵（或兩機公用）優化為僅配一台100%容量汽動給水泵，且採用同軸配置前置泵，兩台機組共配置一台30%容量電動給水泵。

3　單列輔機布置後對控制影響

3.1　單列輔機配置對控制帶來的優勢

主要輔機設備單台配置，熱力系統相對簡化，控制設備由傳統單台機組的兩套甚至三套減少成一套。同時相應降低了熱控設備投資和投運後的設備維護量，為電廠運行及設備檢修帶來了方便。控制設備包括：風機的執行機構、振動測量裝置、溫度測量儀表、油站熱控儀表；空預器的熱點探測及火災系統、測速系統、潤滑油系統、吹灰系統；給水泵汽輪機組的METS系統、MEH系統、MTSI等（含泵組的）。儀表和控制設備的減少相應地降低了工程成本的投資。

3.2　單列輔機配置機組的控制風險

傳統輔機雙列配置時單一控制設備及測點只影響單側系統運行，單台輔機故障或保護誤動作對機組的影響有限，不至於造成機組停運，但是單列配置以後單台設備的波動就是機組的波動、單台設備的跳機就是機組的跳機，影響很大。輔機單列配置使控制設備及測點對機組的重要性增加了。因此單列輔機工程設計對控制設備的可靠性、準確性、配置的合理性的要求提高了，同時對控制系統的合理性、安全可靠性要求也提高了。

4　單列輔機控制設備提升措施

4.1　測量、控制元件選型

採用技術成熟、可靠的熱控元件。在合理投資的情況下，一定要選用品質好、運行業績佳的儀器儀表，以提高DCS系統的整體可靠性和保護系統的安全性。如國產元器件不能滿足時，相應增加進口設備的範圍。風機、小汽機潤滑油站及液壓油站均不設計或減少就地電控箱，所有儀表信號直接接入DCS，減少中間環節，提高了信號可靠性。

4.2　測量、控制元件數量配置

在一次檢測儀表設備的配置上適當增加冗餘度。為保障一次檢測儀表的可靠性，在一次檢測儀表設備的配置上適當增加冗餘度。主要包括：風機、水泵、電動機、小汽機的軸承溫度、振動、油壓；小機、空預器的轉速；小機的軸位移、真空、入口壓力、流量；風機的失速。適當增加輔助測點和設備，例如：凡是由開關量信號作為熱工保護時，均設計有模擬量信號作為輔助監視；風機和小機的TSI信號進入診斷系統TDM；在風煙測量管路上的測點安裝防堵吹掃裝置。