华能铜川电厂600MW直接空冷机组空冷岛控制系统的改进

　　1　直接空冷系统

　　华能铜川电厂一期亚临界2×600 MW直接空冷汽轮发电机组,汽轮机为东方汽轮机厂制造的NZK600-16.7/538/538型凝汽式直接空冷汽轮机,锅炉为哈尔滨锅炉有限公司制造的HG-2093/17.5-YM型强制循环汽包炉,发电机为东方电机厂制造的QFSN-600-2-22C型发电机。机组空冷岛由哈尔滨空调股份有限公司生产制造,其控制系统采用与美国艾默生公司制造的Ovation DCS一体化的设计方案。

　　华能铜川电厂1号机组直接空冷系统采用单排管空冷凝汽器,其系统结构如图1所示。空冷凝汽器由56个空冷单元组成,每个空冷单元由1个分冷凝器和1台风机组成。每7个空冷单元组成1列冷却区,共8列冷却区。在1、2、7、8冷却区的4根蒸汽分配联箱上设有抽汽隔离阀,底部凝结水管道上均设有2个凝结水隔离阀,在冷却区出口的抽真空母管上设有真空阀,在抽真空旁路管道上设有抽真空旁路阀(用于机组起动时快速建立真空)。当环境气温低于2℃且机组起动及低负荷运行时,1、2、7、8冷却区的4组抽汽隔离阀关闭,以满足空冷岛最小防冻热负荷的要求。每个冷却区的凝结水隔离阀及抽真空阀与其相应冷却区的抽汽隔离阀同时开启或关闭。

　　2　空冷岛控制系统

　　空冷岛控制系统主要是根据汽轮机背压的实际测量值与设定值的偏差进行调节,使汽轮机背压维持在设定值允许范围内,其控制包括排汽系统、空冷凝汽器、凝结水系统、抽真空系统、清洗系统,被控设备有抽汽隔离阀、凝结水隔离阀、抽真空隔离阀、变频风机、风机油泵、油箱电加热器、真空泵等。随着机组升负荷(或降负荷),进入空冷岛的蒸汽流量相应增加(或减少),使汽轮机背压升高(或降低),导致空冷岛冷却效果增强(或减弱),同时引起汽轮机背压降低(或升高)。为了保证升、降负荷过程中汽轮机背压的稳定,同时克服环境温度对汽轮机背压的影响,使冷却效果与进入空冷岛的蒸汽流量互相匹配,空冷岛控制系统根据汽轮机背压实际测量值与设定值的偏差对风机转速、运行风机的数量和蒸汽隔离阀开度进行调节,其控制流程如图2所示。

　　2.1　风机转速控制

　　风机转速控制对象为56台变频风机。因被控风机数量较多,因此采用分级控制,其控制回路如图3所示。

　　风机转速控制回路共分为3级。第1级为转速控制指令生成回路,该回路中的汽轮机背压调节器根据背压实际测量值与设定值的偏差进行计算产生风机转速控制指令;第2级为风机控制指令分配回路,该回路将风机转速指令分配给8列冷却区;第3级为冷却指令分配回路,该回路将冷却区风机转速控制指令分配给单台风机,以控制风机转速。为避免运行中汽轮机背压小幅波动对风机转速产生扰动,在风机转速控制回路第1级中对背压实际测量值与设定值偏差设置了1 kPa的死区;采用大选器①(图3)实现最低的最小转速频率(15 Hz)限制,采用小选器②(图3)及相应的逻辑实现最高转速频率限制。