阀点滑压自动控制在超超临界机组协调控制系统中的实现.ppt

报告人：尹金亮中电投平顶山发电分公司 东南大学 能源与环境学院,基于阀点滑压优化的1000MW机组先进AGC协调控制系统,目录,1.成果简介 2. AGC的现状及优化目标 3.1000MW汽轮机顺序两阀滑压优化的实施及存在的问题 4.汽轮机阀点滑压研究及优化控制可行性 5.基于阀点滑压的预测控制的新协调控制方案 6.基于阀点滑压优化的先进AGC协调控制系统特点,1.成果简介 针对平顶山电厂1000MW超超临界机组存在负荷调节性能差、汽压汽温等关键参数波动大及系统不能很好适应煤种变化等实际问题，通过采用预测控制等先进控制技术，提出了解决上述问题的协调和汽温优化控制系统，有效提高了机组负荷的调节性能，减小了关键参数的波动，提高了机组的运行稳定性。 在此基础上，进一步实施了汽机单调门阀位滑压优化控制，有效减少了汽机的节流损失，提高了机组的循环效率，实际应用表明：采用该优化控制系统后，统计供电煤耗降低1.2g/kwh以上。,2.AGC的现状及优化目标,2.AGC的现状及优化目标,2.AGC的现状及优化目标,2.AGC的现状及优化目标,2.AGC的现状及优化目标,2.AGC的现状及优化目标,3 1000MW汽轮机顺序两阀滑压 优化的实施及存在的问题,3.1 哈汽1000MW汽轮机两阀 滑压配汽优化实施,哈尔滨-东芝N1000-25/600/600型汽轮机滑压运行模式可用四阀、三阀、二阀，制造厂提供的滑压曲线是按照三阀滑压模式给定的，滑压曲线见下图。 综合的热力性能计算表明，在滑压运行模式下，主蒸汽压力为主导因素，即进汽度越小，经济性越好，最经济的运行模式为“最小部分进汽度下的滑压运行”，即“二阀滑压”运行。,图1：哈汽-东芝1000MW机组设计的单阀、两阀、三阀滑压曲线,为了提高机组整体运行的经济性，将汽轮机顺序阀控制方式由三阀滑压改为两阀滑压，采用两阀滑压调节时，上滑点下降为79%负荷，试验证明汽轮机在两阀滑压运行时轴承金属温度与振动正常，经济性提高。,表1 平顶山电厂超超临界1000MW机组配汽优化后经济性比较,3.2 两阀滑压非阀点运行试验及经济性降低原因分析,2011年9月20日#2机组在A时间段(1:00-3:00)和B时间段(3:30-6:00)进行阀点试验:#1高调门开度1015%，通过主汽压力偏置0.9MPa，保持GV2+GV3阀点运行，GV2+GV3在8286%全开，GV1保持全关,统计数据见表2。,表2 阀点试验数据统计,3.2 两阀滑压非阀点运行试验及经济性降低原因分析,在负荷500790MW范围，设计配汽优化收益为3.0.g/kwh，统计供电煤耗仅降低了2.5 g/kwh，主要原因为机组热力参数稳定性差及汽轮机汽耗率影响因素繁多等问题，不能保持汽轮机自动控制在阀点上运行，存在CV1、CV2、CV3小幅波动现象，见图2。,图2 某电厂#1汽轮机滑压运行时CV1、CV2和CV3高压调门小幅波动现象,4汽轮机阀点滑压研究及优化可行性,1.1汽轮机在额定或经济工况下，具有较高的循环效率和低损失是效率最好的运行工况，滑压运行是提高变工况下运行效率的有效方式。 1.2降低主蒸汽压力，降低其做功能力，在发出同样电功率时，需要增大主汽流量，增大高调门开度，也就降低了调门的节流损失，提高了高缸效率，但是主蒸汽压力降低造成循环效率降低。 1.3 滑压的基本依据在于两方面的因素：在低负荷工况下，一是需通过高调门节流来限制进入汽轮机的蒸汽流量，产生节流损失，增大热耗；二是降低主蒸汽压力可减小高调门节流程度，但主蒸汽压力降低造成循环效率降低；因此，两种因素共同作用下，必有一最佳效率点，最佳运行点组成的与主汽压力相关的曲线就是机组的定滑压运行曲线。 1.4在调节级和压力级共同作用下的整机效率特点如下: (1)当机组从最佳经济运行点（设计的3VWO工况）增大蒸汽流量的时候，调节级效率升高，同时调节级做功能力降低，排汽损失加大，共同作用下，整机效率降低，所以热平衡图中4VWO工况热耗高于3VWO 的THA工况。 (2)从最佳经济运行点（设计的3VWO工况）降低蒸汽流量的时候，调节级做功能力加大及效率变差，整机效率降低。 (3) 2VWO 、 3VWO 、 3VWO位置为局部高效率点。 (4)因此在机组条件允许的情况下，力求按顺序阀方式运行，在变工况下，将机组调整到阀点运行也具有比较好的经济性。,4.1阀点滑压研究 4.1.1理论依据,根据Flugel公式，调节级后压力与流量基本成正比。受此关系的影响，顺序阀调节级的绝热比焓降及级后状态点的变化规律为： 2.1在4阀全开时，有高的调节级效率和低的绝热焓降。 2.2负荷由额定负荷降低后，随着主流量降低，调节级后压力降低，调节级焓降增大，调节级的绝热比在高压缸及整机的焓降所占的比例增大，而调节级效率比压力级低，同时由于部分进汽，调节级效率降低很快。 (2)从最佳经济运行点（设计的3VWO工况）降低蒸汽流量的时候，调节级做功能力加大及效率变差，整机效率降低。 (3) 2VWO 、 3VWO 、 3VWO位置为局部高效率点。 (4)因此在机组条件允许的情况下，力求按顺序阀方式运行，在变工况下，将机组调整到阀点运行也具有比较好的经济性。,4.1阀点滑压研究 4.1.2顺序阀的运行特性-调节级,3.1由于部分开启的调门的节流作用，抬高了调节级的排汽点，降低了调节级效率。 3.2由于部分开启的调门的节流作用，增加了调门压损，降低了调节级效率。 (3.3顺序阀通过高调门的顺序开启降低高调门的节流损失。相对于单阀调节，最大限度地降低了节流损失，运行中，参与调节调门越多，其阀门节流损失越大。 表3：哈汽1000MW汽轮机设计的3阀在1000-300MW滑压运行调门压损大问题,4.1阀点滑压研究 4.1.3顺序阀的运行特性-流动特点,表3：哈汽1000MW汽轮机设计的3阀在1000-300MW滑压运行调门压损大问题,3.1当机组从最佳经济运行点（设计的3阀全开THA工况）增大蒸汽流量的时候，调节级效率升高，同时调节级做功能力降低，排汽损失加大，共同作用下，整机效率降低。 3.2从最佳经济运行点降低蒸汽流量的时候，调节级做功能力加大及效率变差，整机效率降低。 3.3阀点位置为局部高效率点。 3.4每组主蒸汽参数下都有类似运行曲线。,4.1阀点滑压研究 4.1.4顺序阀的运行特性-整机性能,4.2制造厂滑压曲线的设计理念 在知道阀门特性、汽轮机通流特性、热力系统特性的情况下，能够精确给定滑压曲线，这就是理论滑压曲线的由来。 而理论滑压曲线是在所有特性都必须准确、且热力系统没有变化、额定环境条件下得来的。 以哈汽-东芝N1000-25/600超超临界机组汽轮机（原型机）为例，其东芝公司设计的2阀滑压和3阀滑压主蒸汽压力与主蒸汽流量函数见表3。 事实上大多数汽轮机组都不在设计的热力系统、设计环境条件下运行,滑压曲线作为最佳效率曲线，设备、参数、系统、环境条件的任何偏差都会造成最佳效率点的偏离。这样，一成不变地使用理论滑压曲线将会给机组造成能耗损失，降低机组的运行经济性。 汽轮机配汽优化基本上就是比较制造厂设计的3阀滑压与2阀滑压的安全经济性及特殊的介于2-3阀点之间的所谓“复合滑压问题”，复合滑压问题实质是寻找和确定“最佳滑压阀位”问题。,表3 哈汽1000MW汽轮机2阀滑压和3阀滑压主蒸汽压力与主蒸汽流量函数,4.3.1根据滑压理论，曲线是最优效率曲线，即热耗最低运行曲线点的轨迹，实验必须进行热耗测试，同时还要测试热耗随参数的变化关系才能确定。 4.3,2阀点测试标定方法 方法1：在稳定燃烧下缓慢调整负荷，测试调门后压力与调节级后压力关系。当两者基本一致时，此调门通过蒸汽量非常小，其节流不影响机组效率。 方法2：实时测试高压缸效率，在接近阀点位置连续测量高压缸效率，效率最高点可判定为阀位。 4.3.3测试定压到滑压上拐点 高压缸运行效率最高点在4阀全开位置，但是这个阀位并不能长期使用，那么在降负荷时，是直接开始降压维持经济的3阀点还是定压节流到2阀点呢？可通过如下方法：在3阀点位置上，测试高压缸效率，再定压缓慢降负荷，测试每一点的高压缸效率，直到2阀点。 用3阀点高压缸效率作为这一负荷区间滑压高压缸效率，与定压高压缸效率必然有差别，通过热力系统拟合计算，比较两种运行方式经济性。如果定压经济，上拐点在2阀以下；如果滑压经济，应该直接滑压。,4.3 现场试验标定阀位的方法,。,如果在2阀点以上确定为定压，在2阀点定压测试完成后，选定负荷，进行定压、滑压对比测试高压缸效率，通过热力系统拟合计算比较双方经济性，确定是否采用滑压。一般情况下，2阀下滑压都会经济。 基本上选择在2阀点开始滑压。而从2阀点降负荷，可设计多个负荷点。在每个负荷点观察调门位置，手动调整主蒸汽压力，尽量将该负荷点调门位置调整到2阀点阀位，稳定后记录负荷和主汽压力，其形成的曲线为滑压曲线。 4.3.4下拐点确定方法 事实上汽轮机没有最低滑压运行要求，只要主蒸汽具有足够的过热度，多低压力的主汽都允许进入汽轮机，这也是汽轮机冲转和滑参数停机常用的方式。 下拐点的判断主要是通过锅炉燃烧的稳定性和汽泵的运行稳定性来判断下拐点。 的阀位决定了主汽压力。,4.3 现场试验标定确定最佳阀位点的方法,。,滑压曲线是最优曲线，最优目标要从机侧循环效率即热耗体现出来,那么滑压变成热耗最优曲线,意味通过大量热耗对比试验来进行,需要解决以下问题: 1).热耗曲线是离散的,会刚好做到最高点吗? 2).热耗试验点连线会通过最高点吗? 3).热耗受很多因素影响,如:环境温度、煤质、再热器减温水，试验的不确定性足以掩盖滑压点的偏离的影响。,4.4 现场标定试验的难点,。,不论厂家提供的设计滑压曲线还是试验得到实际滑压曲线都存在局限性。 滑压曲线主要利用压力和容积流量的关系，而机组的电负荷是机组当时参数下的一个结果，制定一条主汽压力与最终电负荷之间的关系曲线，即滑压曲线没有反映真正影响最优点的因素，而是结果，因此目前的滑压曲线在理论上是不完备的，实际上任何影响主汽流量的因素都会引起滑压最优点的偏离，而不是电负荷。 4.5.1理论滑压曲线的局限性 理论滑压曲线的是在设计的调阀门特性、通流特性、热力系统特性、设计环境条件下计算出来的，无法适应现场条件。理论滑压曲线是在所有特性都必须准确、且热力系统没有变化、额定环境条件下得来的。事实上汽轮机组都不在设计的热力系统、设计环境条件下运行,滑压曲线作为最佳效率曲线，设备、参数、系统、环境条件的任何偏差都会造成最佳效率点的偏离。这样，一成不变地使用理论滑压曲线将会给机组造成能耗损失，降低机组的运行经济性。 4.5.2试验滑压曲线的局限性: 而试验滑压曲线是在当时试验机组的阀门特性、通流特性、热力系统特性、环境条件下测试出来。,4.5滑压曲线的局限性,。,4.5.4局限性的解决办法运行动态调整。 因为影响因素多样,没有不要在现场全部考虑,反过来,从滑压曲线的产生理论可以得出，滑压实际上是追求最佳的阀位。而最佳阀位就是阀点，而阀点已经测试出来了，只要运行人员发现在滑压条件下阀位偏移，可适当调整主汽参数，保持阀点就可以了。 在机组阀位确定后，保持阀位不变进行变负荷试验，能保证机组高压缸效率保持不变，机组的高压缸效率与阀位存在固定的关系，汽轮机的阀位决定了主汽压力。 讨论机组最优运行阀位要比讨论机组最优滑压更有价值，在线确定汽轮机的最优运行阀位要比汽轮机厂家推荐的或电厂自定的滑压运行曲线更具实用意义。,4.5滑压曲线的局限性,。,理论计算表明，在（热平衡图）设计条件下，主蒸汽压力为主导因素，即进汽度越小，经济性越好，最经济的运行模式为“最小部分进汽度下”的滑压运行，即“二阀滑压”运行。 一般采用四阀结构三阀方式的喷嘴调节汽轮机,提供的典型配汽特性曲线滑压运行模式可用四阀、三阀、二阀滑压运行。 主汽压力最优就是在主汽压力和汽机调门开度中总能找到一个使机组热耗率最小的主汽压力值问题。 对于汽机和回热系统及给水泵组效率特性一定的条件下的火力发电机组，其主汽压力（即主汽压力P0与机组负荷Ng之间的对应关系）是由高压调门开度Cv决定的，其主汽压P0寻优实质为寻找和确定“最佳滑压阀位”问题。,4.6主汽压寻优实质为确定“最佳滑压阀位”问题,滑压控制线（即主汽压力P0与机组负荷Ng、主蒸汽流量Qg）之间的对应关系是由调门开度Cv决定的。,由此而将主汽压滑压寻优明确为：寻找和确定“最佳滑压阀位”。 并且 “最佳滑压阀位”在滑压区间的上滑点和下滑点之间基本固定，由于调门开度决定着汽轮机的运行特性，因此与以“最佳主汽压力”为目标的传统寻优方法相比，阀点寻优对象更为明确和固定。,机组负荷Ng主蒸汽流量Qg 、主汽压力P0以及调门开度Cv三者之间的关系：,该公式的实用意义,不同的滑压主汽压力控制线对应不同的汽轮机阀位，根据不同控制线之间的效率差异，确定最佳的滑压控制线。,(1) 提高了寻优结果精度； (2) 减少了因试验误差而带来的滑压控制线畸变问题； (3) 减少了因设备及热力系统在制造、安装和运行工况与设计的随机差异和系统内漏、背压等不确定因素及抽汽供热偏差带来的汽轮机汽耗率特性变化问题； (4) 当机组在“最佳滑压阀位”运行出现热耗异常，可随时对设备及热力系统效率和存在问题进行诊断，可以从阀门特性、通流特性、热力系统特性等方面减小和消除与设计的偏差，彻底转变传统滑压理论和试验方法以分析、测量和计算机组实际技术条件与设计的差别，得到修正的滑压曲线的技术理念。,“线与线”之间性能比较的方法，与传统的“点与点”性能比较方法相比，优化后的方法：,理论上，在已知汽轮机阀门特性、汽轮机通流特性、热力系统特性的情况下，能够精确给定滑压曲线，但这是完全设计条件下得来的理论曲线；因制造误差、安装及机组随机状态变化和环境影响，事实上大多数汽轮机组都不在设计工况下运行，设备、参数、系统、环境条件的任何偏差都会造成最佳效率点的偏离。,4.7 “阀点”滑压理念更易 实现自动寻优控制,4.7.1机组传统最优压力寻优方法的局限性,对应某一运行条件，在一定的可行主蒸汽压力范围内，存在使机组热经济性最优的初压值，称为机组热耗率q最小时所对应的主蒸汽压力值，即最优初压值，其实质就是在主蒸汽压力和汽轮机调门开度中找到一个机组热耗率最小值。,最优初压的概念,最优压力寻优方法的局限性,国内普遍将汽轮机进汽量与进汽压力最优匹配的滑压运行参数优化问题归结为求解机组在不同负荷工况下的机组热耗率最小值所对应的主蒸汽压力问题，即主蒸汽压力寻优问题，大体可分为理论寻优、试验寻优两类，因汽轮机组的在不同的工况下，其热耗率和汽耗率与汽轮机缸效率、蒸汽初参数、再热减温水、回热系统、凝汽器背压、给水泵小汽轮机功耗、厂用汽量变化、系统内漏等因素相关。,由于主蒸汽流量一般由汽轮机第一级压力生成，同时设计的条件下汽轮机汽耗率与汽轮机负荷存在一定的非线性，特别是当机组背压及再热减温水量变化后，机组负荷与主汽流量的关系会发生显著的变化，同时存在冬季供暖和夏季高背压和工业用汽等工况。,1000MW空冷机组在 800 MW时背压变化范围为743 KPa，设计背压8kPa，主汽流量变化范围为 24002960t/h，如果只按照1条滑压曲线控制主汽压力，在负荷相同、背压不同时，调阀开度会发生很大的变化，显然达不到良好的节能效果，以机组负荷变化进行主汽压力控制的滑压控制方式不能保证机组实际滑压运行的经济性。 国内滑压曲线一般采用冬夏两条曲线,夏季曲线主汽压力高于冬季曲线,其物理实质为汽耗率增加, 通过汽压偏置补尝汽耗率增加造成调门增大，保持“最佳滑压阀位”实现主汽压与进汽量最优匹配.,最优压力寻优方法的局限性,举例分析,理论研究表明， 采用四阀结构、三阀方式配汽方式300 -1000MW汽轮机组采用滑压运行方式时，调节阀全开或部分调节阀全开时，机组运行最为经济。因此机组最优滑压参数仅仅是有限个可选参数之中的一个，只要对这些通过理论计算及可行滑压参数进行试验比较，即可确定滑压参数的最优值。在所选择的2个负荷点上，分别选择全关最后1个和2个调节阀时的机组压力为参数，进行热力性能试验,确定相应负荷点及压力下机组热经济性指标(如热耗率)。,4.7.2 大型汽轮机滑压运行寻优方法研究，“阀点”控制更易实现,一般而言，对于若全关最后1个调节阀（3阀滑压）机组热耗率高于全关最后2个调节阀（2阀滑压）机组热耗率，则机组在部分负荷滑压运行时选择全关最后2个调节阀运行；否则选择全关最后1个调节阀运行选择3阀滑压。,合理的滑压曲线关键在于单调门最佳阀位点的确定和技术实现,5.基于预测控制的新协调控制方案,动力装置的机炉协调控制系统是一个复杂的多变量控制系统，研究整体的机炉协调控制系统，有助于提高动力装置的自动化程度和安全经济运行水平，通过对机炉协调控制系统特点的剖析，结合汽轮机的“最佳滑压阀位”控制理念，采取广义预测控制（GPC）多步预测，滚动优化和反馈自校正的控制方法，设计了一个基于阀点滑压控制的机炉协调系统，阀点滑压自动控制分三步实施，本着“先粗调后细调逐步修正”和“动态过程（工况）保安全，稳定过程（工况）保经济性”的原则，第一步优化协调系统的燃料和给水指令，使主汽温度和压力波动大幅减小。第二步利用真空修正主汽压力设定值，基本消除真空变化对汽耗率的影响。第三步利用PID控制回路将汽轮机调节阀控制在最经济的阀位区域，实现最佳阀位精确控制,相关的控制策略如图3所示。,5.1基于阀点滑压控制的机炉协调系统设计,图3 控制策略图,超超临界直流机组的协调控制往往采用了并行前馈和动态加速前馈为主的控制方案。其中，并行前馈就是锅炉各子系统随负荷变化的合理的稳态工作点，超超临界1000MW机组复杂非线性动态特性使得按常规设计的固定参数比例-积分-微分(PID)控制的协调控制系统很难适应工况变化和保证各种环境下的控制品质，存在变工况下关键参数波动大，稳定工况下不能很好适应煤种变化，汽轮机真空、锅炉吹灰、机组负荷、回热系统等影响机组最佳滑压阀位的实现等问题。,5.1.1 协调系统的燃料和给水指令优化,采用预测控制技术完善机组闭环控制，对机组运行特性参数进行全工况实时校正等技术优化协调系统的燃料和给水指令，使机组的主要参数波动大为减小，其控制策略如图4所示。经测试：即使在煤种变化的情况下，协调系统均能成功地将AGC的负荷升降速率提高到2.0%/min以上，并能有效地减小在稳定工况及升、降负荷过程中各关键参数的波动,有效提高了机组的调峰、调频能力。主汽压力波动减少到 0.2Mpa以下。,5.1.2汽轮机背压修正主汽压力设定值,当凝汽器真空压力变化时，因汽耗率变化，主汽量和进汽压力匹配发生改变，在主汽压设定值不变时，汽轮机高压调门不可能始终工作在最佳工作点，即“最佳滑压阀位”，根据汽耗率修正主汽压力的设定值，保持主汽量和进汽压力的匹配使汽机阀门保持“最佳滑压阀位”。,真空对滑压曲线修正公式,PPG（背压4.9）8.091,式中：P背压修正后机组负荷（MW）；PG机组实际运行负荷（MW）。,表4 实际应用中低压缸排汽温度代替背压对应关系表,哈汽1000MW汽轮机改为两阀滑压后，经测试，当机组负荷在300MW-800MW范围内以滑压方式运行时，CV2开度在【74%，79%】范围内时最为经济。为此，设计了一PID控制回路，根据汽轮机调门位置修正主汽压力的设定值，进行精细调整，保持主汽量和进汽压力的匹配使汽机阀门保持“最佳滑压阀位”。逻辑框图如图4：,5.1.3 PID精确控制汽轮机调节阀,图4 汽轮机调门位置对主汽压力的修正,通过自动调整主汽压力设定值，使CV2的开度保持在【74%，79%】范围内。将CV2开度值作为阀门调整PID的过程变量，设定值为经济运行阀位，平顶山电厂取77%，这一值热控人员可以在线修改，不同的机组具有不同的值，可以通过试验测知。如果CV2开度不在【74%，79%】范围内，PID回路投入，实际阀位平均值与77%进行比较，其偏差进PID运算后经限幅限速后对主汽压力进行修正，在接近77%PID调节停止，设置一RS触发器可防止阀位在【74%，79%】边界反复投退。当负荷变化率超出0.3%（可根据机组实际情况设定）和一次调频动作时，通过在线修改积分时间，使PID作用变弱，防止该调节回路影响机组变负荷和一次调频动作。阀位反馈设有坏质量判断，当阀位故障时调节回路自动退出。,5.2新协调控制的特点,“优化系统”系统应用了目前国际上最前沿的解决大滞后对象控制问题的预测控制技术，取代了原有的PID控制。采用这种技术能够提前预测被调量（如主汽压力、汽温等参数）的未来变化趋势，而后根据被调量的未来变化量进行控制，有效提前调节过程，从而大幅提高了机组AGC控制系统的闭环稳定性和抗扰动能力。,采用预测控制技术作为机组闭环控制的核心环节,5.2新协调控制的特点,常规DCS的控制回路，其控制参数一经整定结束就不会改变，对于日后机组工况的变化无能为力。 “优化系统”系统采用竞争型的神经网络学习算法来实时校正机组运行中与控制系统密切相关的各种特性参数（包括燃料热值、制粉系统惯性时间等），并据此实时调整AGC控制系统的前馈和反馈，使得整个系统始终处于在线学习的状态，控制系统对煤种有很好的适应性。控制系统调试完成后，无需再作任何调整！,对机组运行特性参数进行全工况实时校正,5.3新协调控制的特点,特别优化功能： 采用智能预测算法，根据当前AGC指令、实发功率、电网频率等参数实时预测“调度EMS系统AGC指令”在未来时刻的变化趋势； 另一方面根据机组的燃料量、风量、给水流量等参数实时预测表征锅炉做功能力的“锅炉热功率信号” 的变化趋势； 依据上述两者间的匹配程度来提前调整锅炉指令。 锅炉指令的提前动作，可在保证AGC负荷响应的基础上，使燃料量、风量、给水流量等的正常波动幅度减小60%以上，对于延长锅炉管材寿命，减少爆管极为有利。,对AGC运行模式进行了特别优化,汽机配汽的深度优化,确定汽机随负荷变化的最佳阀位,确定汽机的 最佳阀位,理论计算,试验验证,获得 最佳阀位,预估 节能指标,最佳阀位：使汽机节流损失最小，供电煤耗最低的阀位,平顶山1000MW机组顺序阀滑压深度优化,效果：年平均热耗降低20.04 KJ/KWH，发电煤耗降低0.80175g/kwh ， 年发电117亿计算，节煤9380吨，减少成本844万元。,优化前(24小时平均)： CV1开度0.28%,CV2/3开度78.68%； 优化后(24小时平均) ： CV1开度0.27%, CV2开度76.52% ， CV3开度93.72%,机组滑压曲线的自寻优,最优滑压定值：在不同的负荷点上且机组工况稳定时，能确保汽机调门的实际阀位与最佳阀位点基本一致的主汽压力。,通过机组配汽特性 的变压试验，确定 初始的滑压定值。,真空、主汽温度 等对滑压定值修正,阀位偏差的智能 控制器,最佳阀位,实际阀位,机组负荷,滑压定值,优化系统的实现方式,MODIBUS 通信,给水流量指令,给煤量指令,汽机阀门开度指令,汽机阀门开度指令,给煤量指令,给水流量指令,优化系统,DCS,给水流量指令,给煤量指令,汽机阀门开度指令,互相跟踪,“优化系统”的安全通信策略,通 信 模 块,在运行中，即使拉掉“优化系统”的电源，系统也会无扰地切回到原DCS系统！,优化 系统,Y/N,有心跳波,N,Y,N,Y/N,参数超限,Y,参数变化 率超限,Y/N,N,Y,保持 优化控制,无扰切回 DCS控制,DCS 系统,控制指令的 上下限限制,安全保障 机制,数据通信,数据通信,“优化系统”现场安装方式,“优化系统”独立平台优点,不依赖DCS，可实现任何先进的控制算法,具有与DCS相当的可靠性和稳定性,调试效率大大提高，调试过程安全性高,运行人员的操作方式保持不变,控制方案之间无扰切换，系统灵活、安全,应用后的效果,1. 参数品质,在经典PID控制的基础上，通过有机融合预测控制技术、神经网络的学习技术及自适应控制技术形成的现代火电机组协调控制先进解决方案，成功地应用于1000MW超临界机组精确阀位控制中。 机组在300-790MW滑压运行时，仅CV2调门处于节流调节状态， CV1处于关闭， CV3处于全开状态，实现了两阀滑压单调门调节，主汽调门对工质的节流就会降到最低程度，汽轮机高缸效率提高，给水泵功耗降低,提高了机组的经济性，同时仍然保留了机组能够对负荷快速响应的优点。 主汽调门在阀点自动寻优控制方式时，当机组在CCS方式下，负荷发生变化或一次调频动作由主汽调门来实现负荷的快速随动性，机组的CCS功能特性并未受到影响，在兼顾负荷调整的灵敏性的同时，保持了汽轮机主汽调节阀最佳滑压阀位控制，提高机组热经济性。,5.3 阀点滑压实施效果,经测试：即使在煤种变化的情况下，新协调控制均能成功地将AGC的负荷升降速率提高到2.0%/min，并能有效地减小在稳定工况及升、降负荷过程中各关键参数的波动,有效提高了机组的调峰、调频能力，进行AGC联调试验，机组在AGC方式下，在300MW1030MW负荷范围内稳定运行，现场测试AGC速率满足电网的要求，在300MW-790MW实现自动滑压的控制，保持汽轮机调节汽门的精确控制。,图5是1号机组协调优化后曲线，协调优化后变负荷过程中机组运行非常平稳，主汽压力动态偏差0.2MPa，保持CV1处于关闭， CV3处于全开状态，CV2调门在74%-79%滑压运行，汽轮机调节汽门的控制精确度明显提高，在负荷率75%条件下，统计供电煤耗降低0.80.9g/kwh。,图5 1号机组协调优化后曲线,应用后的效果,2. 节能指标,降低供电煤耗1.2g/kw.h ，具体为： 提高了机组主汽温及再热汽温的设计值，有效提高了机组的循环发电效率，约可降低机组发电煤耗0.2g/kw.h； 可减少再热汽温的喷水量约10t/h左右，减少锅炉的热耗损失，约可降低机组发电煤耗0.2 g/kw.h； 通过汽机阀位单点优化和滑压寻优，有效减少汽机的节流损失，约可降低机组发电煤耗0.8g/kw.h。,在对机炉协调控制系统和汽轮机配汽及滑压理论与及应用深入研究的基础上，提出了汽轮机阀点滑压自动寻优和汽轮机精确阀位控制的概念，通过应用有机融合预测控制技术、神经网络学习技术及自适应控制技术先进的预测控制技术，设计了全新的火电机组AGC控制系统。 在超超临界1000MW机组实现了“新协调控制系统”广义预测控制下精确的汽轮机阀点滑压，改进后的AGC控制系统性能更优，在兼顾 AGC 及调频能力的基础上提高了超超临界机组安全可靠性和热效率，有一定的发展前景。,专利和软件著作权,工程应用业绩,INFIT优化平台推出仅2年，实施优化控制的机组有40多台： 1. 华能太仓#1,#2机2X320MW亚临界机组AGC及汽温优化控制系统； 2. 华能太仓#3,#4机2X630MW超临界机组AGC及汽温优化控制系统； 3. 华能玉环#2机1000MW超超临界机组AGC、汽温及脱硝优化控制系统； 4. 华能汕头# 1,2 机 2X320MW 亚临界机组AGC优化控制系统； 5. 华能榆社#3,#4机2X300MW亚临界机组AGC及汽温优化控制系统； 6. 华能金陵1000MW超超临界机组AGC及汽温优化控制系统； 7. 华能左权#1,#2 机 2X600MW超临界机组AGC及汽温优化控制系统； 8. 中电投江西新昌 #1,#2 机 2X700MW 超超临界机组AGC及汽温优化控制系统； 9. 中电投江西景德镇#1,#2 机2X600MW超超临界机组AGC及汽温优化控制系统； 10.中电投河南鲁阳#1, #2机2X1000MW超超临界机组AGC及汽温优化控制系统； 11.中电投平圩 # 4机 630MW 超临界机组AGC及汽温优化控制系统； 12.大唐淮南洛河#2机330MW亚临界机组AGC优化控制系统；