上期我們分享了利港電廠直流爐的20%一鍵深調(diào)。

本篇以揚(yáng)二電廠為例，將深度解析 Ovation DCS 系統(tǒng)在汽包爐深度調(diào)峰中的實(shí)踐，著重闡述如何依托嵌入式先進(jìn)控制技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)調(diào)峰挑戰(zhàn)。

01

項(xiàng)目背景與需求

揚(yáng)州第二發(fā)電廠 600MW 亞臨界機(jī)組，本機(jī)組鍋爐為美國(guó)巴威公司生產(chǎn)的亞臨界、一次再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、單汽包、固態(tài)排渣煤粉爐，采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)及前后墻對(duì)沖燃燒方式。

電網(wǎng)側(cè)：

新能源裝機(jī)激增致負(fù)荷波動(dòng)加劇，AGC指令頻發(fā)且反調(diào)劇烈，現(xiàn)有控制系統(tǒng)響應(yīng)滯后，月度輔助服務(wù)考核損失嚴(yán)重。

燃料側(cè)：

煤種復(fù)雜多變（揮發(fā)分波動(dòng)±8%、灰分波動(dòng)±12%），導(dǎo)致燃燒效率下降15%，NOx 波動(dòng)超±20%，低負(fù)荷穩(wěn)燃困難。

亟需通過(guò) DCS 全系統(tǒng)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)：

●30%負(fù)荷深度調(diào)峰（189MW 連續(xù)運(yùn)行）。

●涉網(wǎng)性能達(dá)標(biāo)：主汽壓偏差≤±0.5MPa，SCR脫硝煙溫≥310℃。

●全負(fù)荷自動(dòng)化：CCS投用率＞95%，減少人工干預(yù) 70%。

02

汽包爐深度調(diào)峰控制難點(diǎn)

與 DCS 破解方案

1 鍋爐動(dòng)態(tài)特性惡化（煤種+負(fù)荷雙因素）

●難點(diǎn)：

低負(fù)荷時(shí)鍋爐增益下降 50%，制粉延遲達(dá) 120s，煤種變化導(dǎo)致燃燒滯后明顯。

●DCS 策略：

動(dòng)態(tài)模型補(bǔ)償：ARX 模型預(yù)測(cè)+模糊控制，精準(zhǔn)補(bǔ)償鍋爐慣性，主汽壓波動(dòng)壓縮至±0.5MPa（原系統(tǒng)±3MPa）。

2 設(shè)備啟停沖擊（制粉系統(tǒng)敏感性強(qiáng)）

●難點(diǎn)：

磨煤機(jī)啟停引發(fā)負(fù)荷跳變＞±20MW，冷風(fēng)擋板超馳導(dǎo)致出口溫度波動(dòng) ±5℃。

●DCS 策略：

1. 磨煤機(jī)啟動(dòng)由開(kāi)始最低煤量 30t/h 加入一個(gè)中間煤量，來(lái)緩解啟磨沖擊，停磨也由原理的 30t/h 停給煤機(jī)，加入一個(gè)中間煤量 15t/h；

2. 風(fēng)溫解耦控制：冷風(fēng)擋板超馳開(kāi)度45%，出口溫度波動(dòng)≤±3℃，保障燃燒器穩(wěn)定。

3 脫硝煙溫不足（低負(fù)荷瓶頸）

●難點(diǎn)：

負(fù)荷 ＜40% 時(shí) SCR 入口煙溫＜300℃，無(wú)法投運(yùn)脫硝。

●DCS 策略：

1. 煙溫提升系統(tǒng)：旁路煙道+過(guò)熱/再熱擋板聯(lián)動(dòng)，煙溫提升 30℃ 至 312℃。

2. PID精準(zhǔn)調(diào)節(jié)：控制精度±2℃，實(shí)現(xiàn)煙溫穩(wěn)定投運(yùn)，NOx 排放＜50mg/m3。

4 人工操作風(fēng)險(xiǎn)（安全與效率矛盾）

●難點(diǎn)：

給水泵切換及給水再循環(huán)閥依賴(lài)人工15分鐘操作，時(shí)機(jī)不固定容易跟其他系統(tǒng)耦合擾動(dòng)，汽包水位波動(dòng) ±100mm。

●DCS 策略：

1. 雙泵熱備自動(dòng)切換：10秒內(nèi)完成備用泵投運(yùn)，轉(zhuǎn)速偏差≤±50rpm。

2. 三沖量水位控制延申：基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的偏置函數(shù)調(diào)節(jié)，水位波動(dòng)≤±50mm。

3. 再循環(huán)門(mén)自動(dòng)間隔打開(kāi)與關(guān)閉：隨負(fù)荷的自動(dòng)打開(kāi)與關(guān)閉，有效避免與其他系統(tǒng)的耦合擾動(dòng)。

03

DCS 深度調(diào)峰關(guān)鍵技術(shù)落地

1 機(jī)爐協(xié)調(diào)優(yōu)化（URO技術(shù)）

●前饋補(bǔ)償：

負(fù)荷指令與鍋爐蓄熱動(dòng)態(tài)匹配，變負(fù)荷速率6MW/min。                    

●專(zhuān)家系統(tǒng)：

設(shè)備啟停順控邏輯庫(kù)，操作頻次下降 70%。

2 給水全程自動(dòng)控制

●30%負(fù)荷模式：

雙泵并列（單泵出力+熱備泵再循環(huán)）。

●應(yīng)急響應(yīng)：

泵跳閘后10秒內(nèi)熱備泵滿(mǎn)出力，水位保護(hù)動(dòng)作延遲＞3min。

3 制粉系統(tǒng)智能啟停

●煤量分階控制：

啟/停磨煤量斜率限制為±2t/min。

●風(fēng)溫聯(lián)動(dòng)：

冷風(fēng)擋板超馳開(kāi)度與煤量解耦控制。

4 安全防護(hù)體系

●多梯度自動(dòng)穩(wěn)燃下限時(shí)刻保證穩(wěn)燃需求；

●水冷壁溫度自動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)，保持提前對(duì)水冷壁溫度進(jìn)行干預(yù)，保證水冷壁不超溫的前提下，最大限度保持機(jī)組的深調(diào)負(fù)荷響應(yīng)能力。

04

實(shí)施效果與行業(yè)價(jià)值

●調(diào)峰能力突破：

最低負(fù)荷 30%Pe（189MW）連續(xù)運(yùn)行，AGC響應(yīng)時(shí)間≤40分鐘。

●控制品質(zhì)提升：

1. 主汽壓偏差±0.5MPa。

2. SCR煙溫穩(wěn)定在 312-315℃，NOx 排放＜50mg/Nm3。

●經(jīng)濟(jì)效益顯著：

年調(diào)峰補(bǔ)償收益667萬(wàn)元，供電煤耗下降1.38g/kW。

05

結(jié)語(yǔ)

揚(yáng)州第二發(fā)電通過(guò)DCS系統(tǒng)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)亞臨界汽包爐 30%Pe 深度調(diào)峰，攻克低負(fù)荷穩(wěn)燃、煙溫提升、全程自動(dòng)化三大難題。其“四個(gè)全程”控制體系（協(xié)調(diào)、給水、制粉、脫硝）與分層優(yōu)化策略，為傳統(tǒng)火電靈活性改造提供標(biāo)準(zhǔn)化模板。未來(lái)可融合數(shù)字孿生技術(shù)，進(jìn)一步挖掘機(jī)組調(diào)峰潛力，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。

630MW燃煤機(jī)組深度調(diào)峰優(yōu)化控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面

協(xié)調(diào)優(yōu)化的先進(jìn)控制策略

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