1000MW机组节能型协调控制系统的设计与应用

　　一、引言

　　对于火电机组而言，传统的机组协调控制系统是指锅炉燃烧率和汽机调门之间的协调，典型的协调控制主要有炉跟机的协调(CBF)和机跟炉的协调(CTF)。炉跟机或炉跟机为主导的协调控制是指汽机调门控制负荷，锅炉燃烧率控制主蒸汽压力;机跟炉或机跟炉为主导的协调控制是指汽机调门控制主蒸汽压力，锅炉烧率控制负荷。

　　为了能够快速地响应电网的负荷需求，机组大都采用CBF或接近CBF的协调控制方式。当有负荷变化需求时，比如要求加负荷，汽机调门快速开大(即首先利用锅炉蓄热快速响应负荷)，同时锅炉燃烧率增加，及时补充被利用的机组蓄能，并维持机组能量与负荷需求间的新的平衡。以往所有的机组，汽机调门都是有节流的，即保留有一定的蓄热能力以应对调峰或调频，在变负荷过程中，协调控制系统合理协调汽机调门和锅炉燃烧率间的动作，满足电网负荷需求，同时保证机组运行参数的稳定。

　　但是，随着一批600/1000MW等级的超(超)临界火电机组的投运，机组大都全程滑压运行，汽机调门的节流很小，电网快速变化的负荷需求与机组较小的蓄热之间的矛盾越来越突出。特别是上海外高桥三厂1000MW超超临界机组，为了保证机组最优的经济性，机组在正常运行范围内，汽机调门始终全开。由于汽机调门全开，主蒸汽压力不受直接控制，传统的机组协调控制更是无从谈起，机组变负荷时无锅炉蓄热可用，若不采用其他的手段，机组加减负荷的速率就是锅炉燃烧率变化而引起机组负荷变化的速率，由于锅炉固有的热惯性，燃烧率变化引起机组负荷变化必定是缓慢的过程，这将无法适应电网负荷快速变化的需求。

　　二、节能型协调控制系统的控制原理

　　为了达到较快的变负荷性能，火电机组必须利用蓄能。既然汽机调门全开、无锅炉蓄热可利用，就需要考虑在热力系统中是否还有其他蓄能可以被利用，且不影响机组的经济性或者对机组经济运行影响最小。在上海外高桥三厂1000MW超超临界机组上，设计了一套基于凝结水调负荷的新型节能型的协调控制系统，能够在没有任何汽机调门节流损失(调门全开)的工况下，仍然满足电网快速的变负荷需求，这是一种经济节能的变负荷控制方式。

　　2.1工作原理

　　所谓凝结水调负荷，是指在机组变负荷时，在凝汽器和除氧器允许的水位变化范围内，改变凝泵出口调门的开度，改变凝结水流量，从而改变抽汽量，暂时获得或释放一部分机组的负荷。

　　比如，机组加负荷时，关凝泵出口调门，减小凝结水流量，从而可以减小低加的抽汽量，增加汽轮机中蒸汽做功的量，使机组负荷增加。此时，除氧器水位下降，凝汽器水位上升。机组减负荷的过程相反。