[发明专利]超超临界二次再热发电机组再热汽温复合控制策略

说明书

一种超超临界二次再热发电机组再热汽温复合控制策略，包括烟气再循环和一、二次再热器烟气调节挡板的控制，其中烟气再循环控制输入为一次再热汽温偏差与二次再热汽温偏差之和，输出叠加负荷预测环节和喷水后温度平均的微分环节，形成最终的烟气再循环指令；再热器烟气挡板控制输入则来自一次再热汽温偏差与二次再热汽温偏差之差，输出同样叠加负荷预测环节和喷水后温度平均的微分环节，分别控制一次和二次再热器侧烟气挡板，两路控制信号与烟气再循环指令进行加权求和，以消除烟气再循环调节过程对再热烟气挡板调节产生的扰动；本发明对烟气再循环率和再热烟气挡板的调节进行复合控制，并采用负荷预测环节提高了控制策略的调节品质。

技术领域

本发明涉及火电厂自动控制技术领域，具体涉及一种超超临界二次再热发电机组再热汽温复合控制策略。

背景技术

近年来，我国在发电技术领域取得了显著的成就，超临界、超超临界参数等级的发电技术得到了高速发展。2013年，五大发电集团完成供电标准煤耗为314.5g/kWh，这一成绩的取得与大容量超临界、超超临界机组的大量投运密不可分。目前，一次中间再热超超临界机组技术较为成熟，其参数已接近现有成熟材料的许用上限，由此导致机组循环效率无法继续提高。若要进一步提升机组性能，超超临界二次再热技术是一种技术上相对成熟、投资方面相对经济的技术途径。

国外已有多台二次再热机组的建设经验，多在上世纪70～90年代投入商业运行，其中美国25台、日本11台、德国、丹麦各数台，采用超超临界参数的有6台。多年的运行业绩表明，二次再热机组运行可靠、经济性好。由于材料许用极限的限制，早期的二次再热机组多采用超临界参数，而在超超临界参数范围内，主、再热蒸汽温度也以580℃及以下为主。美国Eddystone 1、2号机组投运初期运行参数为36.5MPa/649℃/566℃/566℃，机组运行8年以后，过热器金属材料发生蠕变变形，需对受热面进行整体更换。之后，为保证机组的长期稳定、安全运行，机组降参数至34.5MPa/613℃/566℃/566℃运行，目前运行状态稳定。

我国目前尚无二次再热机组的任何设计、调试、运行经验，该技术还完全处于探索阶段。此次华能莱芜电厂和华能安源电厂超超临界二次再热机组属国内首批获建的1000MW和660MW超超临界二次再热机组，且机组再热蒸汽参数将达到620℃的世界先进水平。为保证机组建成后的安全、稳定、高效运行，涉及二次再热机组的各种关键问题应引起我们的足够重视。

超超临界二次再热机组与同容量一次再热机组存在较大差异。在结构设计方面，二次再热机组比一次再热机组要复杂的多：首先，采用二次再热运行方式后再热蒸汽对流吸热量增加约10％左右、相应的主蒸汽辐射吸热量降低，由于辐射换热与对流换热的热力学机理不同，势必对机组的热力特性造成影响；其次，汽轮机部分增加了超高压缸、锅炉侧增加一级再热器，汽水流程增加，在相对低的蒸汽流量和相对长的汽水流程状态下，机组的动静态响应特性必然发生较大变化；再次，锅炉侧增加一级再热器、受热面布置更加复杂，使得主、再热蒸汽温度调节特性发生较大变化，对机组动静态响应特性的依赖性增强；最后，再热蒸汽温度达到620℃，使得末级受热面金属材料的工作环境更加恶劣，对机组热力特性的变化更为敏感。因此，对超超临界二次再热机组在不同工况下的动静态响应特性的研究对于机组设计方案优化、运行调试优化、控制策略制定等都具有非常重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种超超临界二次再热发电机组再热汽温复合控制策略，对烟气再循环率和再热烟气挡板的调节进行复合控制，并采用负荷预测环节提高了控制策略的调节品质。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超超临界二次再热发电机组再热汽温复合控制策略，包括烟气再循环和一、二次再热器烟气调节挡板的控制，分别由两个PID生成控制指令，实现对一、二次再热汽温控制目标的控制；