艾默生SmartProcess TM 改善了大唐托克托電廠的負(fù)荷響應(yīng)速率和AGC品質(zhì)，提高了月度收益。
“艾默生SmartProcess負(fù)荷響應(yīng)優(yōu)化技術(shù)極大地改善了托電7號(hào)機(jī)組的性能。我們對(duì)鍋爐進(jìn)行更精確的控制，更平穩(wěn)的機(jī)組運(yùn)行，使我們能夠快速滿足北方電網(wǎng)的需求，AGC性能更好，月度收益也更高了。”
段文偉 副總經(jīng)理 中國(guó)大唐集團(tuán) 大唐國(guó)際電力 托克托發(fā)電廠
應(yīng)用
600MW，亞臨界(主蒸汽運(yùn)行壓力為17.6MPa或2,552PSI)，燃煤機(jī)組，鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組均由東方電氣集團(tuán)提供。
用戶
中國(guó)大唐集團(tuán)，大唐國(guó)際電力公司，托克托電廠7號(hào)機(jī)組，位于中國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市。
挑戰(zhàn)
擁有8臺(tái)機(jī)組的托克托電廠是中國(guó)最大、世界第二的燃煤電廠，通過(guò)長(zhǎng)期售電協(xié)議負(fù)責(zé)為華北電網(wǎng)供電，滿足北京地區(qū)的用電需求。每個(gè)月，連接華北電網(wǎng)的每家電廠必須交納一定的費(fèi)用到一個(gè)公共資金賬戶，然后根據(jù)AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)控制品質(zhì)返還給各家電廠。AGC品質(zhì)好的電廠會(huì)通過(guò)這個(gè)公共賬戶得到補(bǔ)償，而AGC品質(zhì)差的電廠則被罰款。因此托克托電廠的全部機(jī)組必須都能夠快速升降負(fù)荷以滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求。因7號(hào)機(jī)組AGC控制品質(zhì)低，托克托電廠一直在尋求提高經(jīng)濟(jì)性的解決方案，來(lái)改善7號(hào)機(jī)組的操作性能，增加月度收益。
解決方案
大唐選擇艾默生的SmartProcessTM負(fù)荷響應(yīng)優(yōu)化(URO)技術(shù)，融合了高級(jí)機(jī)組分析與建模技術(shù)，提供最優(yōu)的負(fù)荷曲線軌跡和控制以改善機(jī)組負(fù)荷變化、啟動(dòng)、降負(fù)荷等總體效能。
通過(guò)對(duì)過(guò)程響應(yīng)和機(jī)組特性進(jìn)行建模，URO能夠計(jì)算出一個(gè)可變的響應(yīng)率計(jì)算值，來(lái)優(yōu)化機(jī)組的可操作性和AGC性能，消除超調(diào)量，實(shí)現(xiàn)高水平的控制精度。
URO方案結(jié)合了前饋控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)調(diào)門(mén)位置、主蒸汽壓力和燃料量的動(dòng)態(tài)設(shè)定值控制，以跟蹤期望的負(fù)荷響應(yīng)，產(chǎn)生正確的前饋動(dòng)作。對(duì)流和輻射能量也作為變量反映在前饋模型中。
項(xiàng)目的總體目標(biāo)是通過(guò)對(duì)鍋爐因負(fù)荷、燃料熱值、輻射吸熱量和噴水閥門(mén)性能的擾動(dòng)而產(chǎn)生的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)性控制，來(lái)優(yōu)化鍋爐的最終輸出。結(jié)合考慮了當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行限制條件和變化的經(jīng)濟(jì)因素，模型可以提供全負(fù)荷范圍的最優(yōu)結(jié)果。
SmartProcess URO通過(guò)計(jì)算變化負(fù)荷所需要的正確燃料量和相應(yīng)的壓力變化來(lái)響應(yīng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷需求。動(dòng)態(tài)蒸汽壓力與機(jī)組負(fù)荷模型可以預(yù)測(cè)關(guān)鍵的控制變量，比如鍋爐燃料量、協(xié)調(diào)控制模式下的汽輪機(jī)控制閥開(kāi)度，以更快速而穩(wěn)定地響應(yīng)負(fù)荷變化。
SmartProcess URO實(shí)施完成后，7號(hào)機(jī)組現(xiàn)在已成為全部八臺(tái)機(jī)組中負(fù)荷響應(yīng)最快、AGC品質(zhì)最好的機(jī)組。平均負(fù)荷響應(yīng)速率從1.5-2.0%/min提升到2.5-3.0%/min，而AGC Kp性能指標(biāo)值改善了85%(從1.4上升到2.6)。負(fù)荷變化速率和AGC性能的改善使得平均月度補(bǔ)償提高73%(人民幣547,000元或美金82,000元)。實(shí)施前，7號(hào)機(jī)組的月度平均補(bǔ)償是人民幣212,000元(相當(dāng)于美金30,000元)。采用URO技術(shù)后，7號(hào)機(jī)組的平均月度補(bǔ)償達(dá)到人民幣795,000元(相當(dāng)于美金112,000元)，增長(zhǎng)了人民幣547,000元(相當(dāng)于美金82,000元)。此外，蒸汽壓力超調(diào)也改善了30-40%，進(jìn)一步提高了鍋爐效率。
