负荷调整

2024-08-22

负荷调整(精选六篇)

负荷调整 篇1

该锅炉设计煤种为平三烟煤, 校核煤种1为伊泰烟煤, 校核煤种2为准格尔烟煤。制粉系统为中速磨正压直吹式系统, 磨煤机采用北京电力设备总厂的ZGM113G型中速磨煤机, 共6台, 其中一台备用, 设计煤粉细度为R90=16%。

本锅炉采用前后墙对冲燃烧方式, 在前、后墙共配有30只低NOx轴向旋流式煤粉燃烧器, 分三层分别布置在锅炉前后墙水冷壁上, 每层各有5只燃烧器。三层燃烧器中心标高分别为31 104、26 904、22 704 mm, 燃烧器层间距为4 200mm, 列间距为3 680mm, 最外侧燃烧器中心线距侧墙距离为2990mm。同墙面、同标高的5只燃烧器共用一个二次风室, 也通过5根粉管与同一台磨煤机相连接, 即同层5只燃烧器与同一台磨煤机相对应, 燃烧器的投、停与磨煤机的投、停同步, 25只燃烧器投运即可带满负荷, 燃烧器与磨煤机的连接关系如下图:

由于电网调峰的需求, 机组负荷不停地变动。随着机组负荷的变化, 相应地要对锅炉的燃烧进行调整, 而影响炉内燃烧的因素很多, 具体可归纳如下:

1) 煤质;

2) 煤粉细度;

3) 煤粉浓度;

4) 锅炉负荷;

5) 一、二次风的配合;

6) 一次风煤粉气温初温;

7) 氧量 (过量空气系数) 。

燃烧调整就是要根据不同负荷工况对上述影响燃烧的因素作出优化调整, 使锅炉运行的安全性和经济性最高。

当锅炉负荷变动不大时, 可通过调节运行着的制粉系统的出力来解决。对于中速磨, 当负荷增加时, 可先开大一次风机的进风挡板, 增加磨煤机的通风量, 以利用磨煤机内的存煤量作为增加负荷的缓冲调节, 然后增加给煤量, 同时开大二次风量。

相反, 当负荷减少时, 则应先减少给煤量, 然后降低磨煤机的通风量。以上调节可避免出粉量和燃烧工况的骤然变化, 还可减少调节过程中的石子煤量和防止堵磨。

燃烧过程的稳定性、要求燃烧器出口处的风量和粉量尽可能同时改变, 以便在调节过程中始终保持稳定的风煤比。

高负荷运行时, 由于热负荷较大, 烟气流速快, 煤粉在炉内的停留时间较短而排烟损失较大。为此, 可在条件允许的情况下, 适当降低过量空气系数, 提高锅炉效率。燃烧调整时应注意将火焰中心位置调整居中, 避免火焰偏斜, 燃烧器全部投入并均匀分配燃烧率, 防止局部热负荷过大。

由于中粤能源有限公司#1、2锅炉燃用的是挥发分高的烟煤, 一般着火不成问题, 需要注意燃烧的安全性, 可适当减少二次风率并多投一些燃烧器以降低燃烧区域热负荷, 以防止结焦。

低负荷运行时, 为稳定着火和燃烧, 低负荷时应尽可能停运上层燃烧器, 尽量集中火嘴运行, 并关闭燃尽风门, 并可适当增大过量空气系数, 降低一次风率和风速。为提高炉膛温度, 可适当降低炉膛负压, 以减少漏风。并密切注意炉膛负压, 发现燃烧不稳时, 应及时投入等离子系统助燃, 防止炉膛灭火。

此外, 为减少对环境的污染, 应尽量减少氮氧化物的生成量。根据氮氧化物的生成条件:高温、富氧。除了SCR系统脱硝法以外, 还可采取破坏氮氧化物的两个生成条件, 使其不能同时满足, 从而抵制其生成的办法。

燃烧器出口附近是主燃烧区, 该处的温度较高, 富氧时易产生NOx, 故使其缺氧燃烧可破坏其富氧的条件, 减少NOx化合物的生成;而在燃尽风区域, 由于是非主燃烧区, 该处的温度较低, 故将足量的空气供给燃料, 使其充分燃烧, 可减少不完全燃烧损失。

综上所述, 锅炉燃烧优化调整的目的是:在满足外界电负荷需要的蒸汽数量和合格的蒸汽品质的基础上, 随着机组负荷的变化, 及时对锅炉的配风和煤粉浓度等做出调整, 使锅炉运行的安全性、经济性和环保性达到最优状态。

摘要:随着机组负荷的变化, 应及时对锅炉的配风和煤粉浓度等做出调整, 以达到提高锅炉燃烧效率, 减少不完全燃烧损失和排烟损失, 从而减少燃料损耗和污染物排放的目的。

关键词:机组负荷,锅炉,调整,减少,效率

参考文献

[1]许小聪, 傅勇强, 刘波, 等.集控运行规程[S].湛江中粤能源有限公司发布, 2011.

锅炉低负荷燃烧调整措施 篇2

一、把好掺配煤关

1、由于煤场劣质煤多、优质煤少,同时如果来车很多的话,输煤为了减轻自己的压车压力,很多差煤都往仓里上,造成煤质很差燃烧不稳,锅炉容易灭火。所以要求二控值长严格调度输煤专业,绝对保证B、D仓的煤是优质煤,并且上个班要对下个班前四个小时的煤质负责。

2、由于原煤仓下煤不畅,加之雨雪天气煤湿结冻,给煤机断煤频繁发生,所以要求二控值长严格调度输煤专业,尽量从干煤棚取煤,如确需掺湿煤,干湿比例不能超过三比一,并且干湿煤尽量在皮带上混合好后再进原煤仓。

二、把好给煤机下煤关

由于原煤仓内壁不滑,同时老煤板结严重,所以原煤仓下煤不畅,对直吹式的锅炉更影响机组的负荷和锅炉燃烧的稳定。尤其是给煤机长时间不下煤,一则会造成煤粉分离器出口温度高(150℃),跳磨煤机,更加剧炉膛燃烧的扰动和不稳定;再则如给煤机下煤挡板关闭不及时或关不动,会造成热风上走,烧坏烧焦给煤机皮带。所以要求值长、机长:

1、积极合理调动敲煤临聘人员,值内设专人加强对临聘人员的监督,把临聘人员分成三组,其中两组(6人)对B、E四台断煤严重的给煤机重点蹲守敲煤,另一组(3人)机动负责其他给煤机,这样各负其则,临聘人员才会提高责任心。

2、每个值加强对敲煤临聘人员的培训,提高敲煤技巧,这样既省力又不堵煤。

3、当发现给煤机上插板和下挡板故障时,值长要立即联系炉控和火电运检公司人员进行处理,处理不好快速手动摇开,以便启给煤机下煤。

4、因为B、D原煤仓上的优质煤,所以当这两个仓对应的任一给煤机断煤时,应加强燃烧的监视,适当投油稳燃,下煤正常燃烧稳定后退油。

三、把好炉膛燃烧关

1、制粉系统的调整

制粉系统参数的调整的好坏,直接关系到炉膛燃烧的稳定。所以要求副控及以上的人员从以下方面来进行调整:

a、一次风压、一次风温、一次风速

一次风压根据磨煤机的台数和下煤量而定,一般磨煤机入口风压为8.5~9.5MPa,压力高、下煤量小,会导致煤粉分离器出口温度升高,同时会导致磨煤机大瓦温度上升跳磨;压力低下煤量大,会导致煤粉吹不出去,堵磨堵粉管。

一次风温与冷热风挡板开度有关,根据下煤量和煤粉分离器出口温度而定,一般控制270~290℃,,煤粉分离器出口温度控制在50~150℃,温度低容易堵粉管,温度高造成跳磨,煤粉管内自燃烧坏粉管。另外为了保证锅炉的效率,提高锅炉燃烧的稳定性,磨煤机冷风挡板(除了给煤机断煤之外)一般不要开启。

一次风速正常情况决定一次风压,一般控制在23~30m/s,风速过低容易造成堵粉管,风速过高会造成煤粉炉内停留时间短,燃烧不完全,火检不稳定监视不到火。b、煤粉的浓度

煤粉的浓度是决定煤粉燃烧的重要因素,浓度低燃烧不旺,造成燃烧区的温度低,锅炉的热负荷低,燃烧恶化直至灭火。浓度高,容易堵管,严重的会造成爆燃放炮。具体控制是由负荷风挡板开度和磨煤机的料位,一般控制风粉比在1:1左右。C、煤粉的细度

煤粉的细度是决定煤粉燃烧完全与否,煤粉越细与空气的接触面积越大,越容易燃烧,但是耗磨煤机的电量;煤粉越粗,越不易燃烧,也不易完全燃烧,释放出热量,同时会带走炉膛的热量,造成炉膛燃烧区的温度降低,锅炉燃烧恶化直至灭火。煤粉的细度通过煤粉分离器折向角的开度控制,其开度一般在3左右,实在还粗,则调到4,煤粉细度一般控制R90数值小于10。

煤粉越粗,通过煤粉分离器时则通过率低,其余的则通过回粉管重新进入磨煤机进行研磨,这样既增加电耗又降低了制粉系统的出力,同时煤粉分离器出口温度也不易控制。d、容量风挡板

容量风挡板是调节一次风携带煤粉进入炉膛的能力,启磨煤机时可以保持开度在5%,但是给煤机启动5分钟,磨煤机建立料位后,需立即开启容量风挡板,至少开到30%,否则容易堵磨。然后根据锅炉负荷的需要对容量风挡板进行操作,煤好时最大开到50%,煤差时最大开到65%。

当任一侧给煤机断煤时,应立即关小对应的容量风挡板(20%左右),适当加大另一侧给煤机出力,防止煤粉分离器出口温度高跳磨带来燃烧扰动。旁路风是用来暖磨和建立磨煤机通风量的,当然当煤粉分离器出口温度低时,可以适当开启旁路风挡板,提高其温度。e、磨煤机的火检

磨煤机的火检是检查喷燃器内煤粉燃烧的情况,当燃烧不完全时,火检是监视不到火焰的。在火检冷却风机运行正常的情况下,每台磨煤机四个煤火检失去三个,则跳磨煤机,带来炉膛燃烧的扰动。所以当煤粉燃烧不完全火检监视不到火焰时,需投油助燃。f、磨煤机的钢球

磨煤机钢球量决定煤粉的细度,可以从磨煤机电流上看出,正常维持磨煤机电流在142~149A之间(D磨煤机电流在110A左右),如果电流达不到,则需加钢球,现在6台磨煤机都需要加钢球。同时加钢球是一个定期工作,磨煤机运行时依据电流每次加50~80个。其中D磨煤机钢球与其他磨煤机钢球型号材质不一样。

2、锅炉风量的调整 a、送风量

锅炉燃烧的风量正常以炉膛的氧量来衡量,一般维持在3~4个氧量,尤其在煤差时更要控制锅炉的风量不能过大,因为煤差时炉膛燃烧中心的温度低,同时过多的煤粉不完全燃烧本身需要吸收和带走热量,如果再加上比火焰中心温度更低的送风(300℃左右),相当于对炉膛的冷却,降低炉膛的温度,不利于炉膛的稳燃。当然风量不能过小,否则容易发生炉膛爆燃。

冬天由于环境温度较低,所以锅炉燃烧的风量尽量控制,不宜过大。同时要尽量开启二次风再循环挡板,提高送风机入口风温,提高二次风温,保护空预器,防止低温腐蚀。b、辅助风挡板的调整

前后墙对冲燃烧的辅助风挡板调整很重要,如果不注意就会影响火焰的中心和火焰刷壁,同时不利于火检的监视。要求同层火嘴辅助风挡板基本保持一致的开度,由于前墙远离风机,前墙比后墙开度大5%,这样基本平衡对冲。为了建立“金字塔”火焰,要求下面的辅助风挡板比上面的开度大,开度基本为80%、70%、60%。同时为了煤粉的完全燃烧,燃烬风挡板的开度为30~40%。中心风视喷燃器投入情况开启,一般为100%。

3、炉膛温度的控制

锅炉燃烧的稳定关键取决于锅炉火焰中心的温度,当锅炉热负荷达到最低稳燃的临界负荷时,此时煤粉燃烧所释放的热量与受热面吸收的热量、其他介质带走的热量相平衡,如果此时存在比炉膛中心温度更低的介质进入炉膛,势必会冷却火焰,降低火焰中心温度,恶化燃烧,最终导致灭火。

象一次风机的冷风挡板、粉管的吹扫风挡板开启、送一次风机的动调控制不当、锅炉本体的人孔门未关、锅炉本体的漏风、空预器的漏风、辅助风挡板的调整、磨煤机的冷态启动等等都可能导致锅炉灭火。

四、其他因素的把关

1、吹灰

为了干净锅炉的受热面,提高受热面的传热系数,防止锅炉结焦,所以定期吹灰。由于煤质很差,所以规定每个星期一、三、五的白班,机组申请负荷带到500MW以上,对锅炉本体、水平烟道、尾部烟道进行吹灰,要求一、三、五早班的值长联系输煤,所有煤仓上好煤,如果当天煤质较差或输煤设备故障,则可以延期吹灰,吹灰时要求锅炉专工必须到场。

如果吹灰时发生锅炉燃烧不稳或掉焦的情况,则立即投油稳燃,停止吹灰。

2、掉焦

因为煤质差异,如果灰的熔点比较低,这样锅炉就容易结焦,为了抑制结焦,应该提高锅炉燃烧的过剩空气系数。炉膛掉焦时负压先正后负,此时除了立即将引风机静调切为“手动”外,还需投油稳燃。

3、水封

因捞渣机故障或补水中断,炉底水封如果发生破坏,此时大量的冷风从炉底进入炉膛,造成炉膛燃烧不稳,尤其是冬天。此时应立即投油稳燃,关闭捞渣机液压关断挡板,尽快恢复水封。

4、煤质的突变

直吹式制粉系统如果煤质发生突变,则直接影响炉膛的燃烧,并且速度和强度比中储式要剧烈的多,所以要求监盘人员要加强燃烧的监视,一旦发现煤质突然变差时,要及时投油稳燃,然后对燃烧做出调整,燃烧稳定后方可退油。

总之锅炉燃烧调整是一个非常细腻的工作,需要精调细烧,同时需要加强监视,通过火焰电视、火检强度、锅炉的汽压汽温变化及时发现炉膛燃烧工况的变化,燃烧不稳时立即投油稳燃,燃烧稳定后退油。

1、当锅炉在低负荷运行时,监盘人员一定要集中精力,提高监盘质量,加强对各仪表的分析,对出现的异常作出正确判断和正确处理;同时,由于锅炉负荷低,所以要做好锅炉突然熄火的事故预想,杜绝锅炉熄火后事故扩大。

2、经常检查来煤情况,了解煤质及表面水份;同时要查阅上班来煤情况,要根据机组负荷、粉仓粉位、给粉机转速等情况判断不同时间所烧不同煤种,提前做好相应的燃烧调整工作。应经常到就地观察炉火及排烟颜色。

3、加强燃烧调整,应根据不同负荷、不同煤种有针对性地调整,要参照大修后低负荷试验报告进行调整;在调整燃烧时,首先将运行的各一次风尽量调平,同时要保持合理的给粉机台数,保持集中燃烧,避免给粉机转速过低或过高运行(400t/h炉保持在380~550转/分,670t/h炉保持在550~700转/分),停用的给粉机一次风门要及时关闭;二次风量要合理,可适当增大氧量运行,但应避免过大,停用给粉机的上部二次风门要及时关至10%。

4、当需要停用给粉机时,正常情况下一定要从上向下对角停运,当下层给粉机出现问题而需要停运时,也要及时关闭相应的一次风门,同时要做好防止燃烧不稳的事故预想;当不能确保燃烧稳定时,一定要先投油助燃。

5、可解除浓稀相补风自动,适当提高浓稀相燃烧器壁温度并保持在上限稳定运行,但要避免将浓稀相燃烧器烧红。

6、制粉系统要保持平稳运行,一次总风压要尽量保持在低限运行,一次风温尽量保持在上限运行;应经常检查给煤机来煤情况,防止给煤机突然断煤而影响燃烧,当出现给煤机突然断煤时,要及时对一次总风压进行调整,同时要加强对燃烧的调整,必要时要投油助燃。在开停磨时,操作一定要稳定,避免一次风压大幅波动,同时要经监盘付值班同意。

7、机组升降负荷时,操作要谨慎缓慢,吸、送风量要及时跟踪调整,将氧量保持在最佳值运行。炉膛负压不宜过大。

8、防止锅炉漏风,特别是火嘴处和炉膛底部漏风。炉底出渣时要通知副值班员并征得同意。

9、牢固树立“安全第一”思想,摆正安全与经济的关系,不允许抱着侥幸心理过分追求节省燃油而忽视燃烧的稳定;在不能保证锅炉安全运行时,一定要及时投油助燃,并确认油枪着火良好。同时,严禁用停用下部给粉机的方式来提高汽温运行。

负荷调整 篇3

【关键词】低压供电系统;减少电损;负荷不平衡

0.引言

低压供电系统中,使用较多的是三相四线制供电方式,单相操作的用电设备以及多相设备在不平衡运行的过程中,一般会使用三相电流幅值和相角的互不均衡等。出现三相均衡不协调的情况下,一般会发生中性点位移情况,造成三相电压出现偏移,电压的偏移值不断变大,电压波形出现的不正常情况也愈加显著,线损情况更加严重。

1.调整三相不平衡负荷的作用

1.1三相不平衡影响设备的出力

发电机的设备容量设计一般是以三相负荷的平衡条件作为参考依据而设定的,假如三相负荷不协调,设备的容量就只能借助三相负荷之中最大的一相当成限,所以设备的出力就会有相应的减少。

1.2损耗增大

三相负荷不平衡的状态下,中性线之中一般会有电流通过,此时低压供电线路的耗损也会相应的提升。

1.3中性点电位出现位移

三相负荷不平衡的情况下,会使得三相电压出现失调的情况,造成中性点电位出现位移的状况。在三相之中,大负荷的一相,电压也会相应的降低,而负荷小的一相电压会相对的提升,因此相的负荷和电压之间的关系是反比。所以,假如掌握的中性线电流在20%以下,那么中性点位移就不会使得三相电压发生严重的失衡。一般情况下,电流的不均衡力度β需要在20%以下,列出一个计算公式为:

β=(Imax-Icp)/ICPx100%

在上式中,Imax代表的是电流的最大值,而Icp代表的是电流的平均值。

1.4烧坏变压器

过大的电流通过中性线,会造成配电变压器的运行温度上升,情况严重的话会使得变压器被烧坏。而当中性线出现过大电流的情况下,其中的零部件的零序电流出现的零序磁通一般会在油箱壁以及钢结构的组织部件中运行,从而造成损耗较大的情况出现,进而更加深入的造成配电变压器运行过程的温度变高。

1.5影响电动机的运行功率

三相电压不平衡的状态下,会在异步电动机之中出现一个逆方向旋转的磁场,电动机在顺时针运行的过程中,两序的磁场作用会加剧。因为顺序旋转的磁场和逆时针旋转的磁场相比会更大,所以电动机的旋转方向一般会和顺时针旋转的方向一样。存在逆时针旋转的磁场,因此也就同样存在逆时针旋转力较大的制动力矩,造成电动机的输出功率变小,同时也因为转子遭受到的阻力不大,所以出现的逆时针序电流也会相应的提升,这在无形中也缩短了点动力的正常使用周期[1]。

2.改造生活区低压供电系统调整不平衡符合减少电路耗损的主要方式

某企业在我国一直以来的建设都是属于重点建设项目,改革开放之前的用电一般计划集中在照明上,而改革开放程度的不断深入,改革开放的步伐不断迈进,企业在生产建设的同时,也同步进行职工生活区的发展。人民的生活水平不断提升的同时,各种家用电器的使用频率也越来越高。大功率耗损情况的出现,使得三相电流的幅值和相角之间出现失衡的情况,而且生活区用户的电力使用存在较大的不确定性,使得三相负荷失衡的情况更加严峻。电压的偏移情况也愈加的严重。实际运作的过程中,电压发生畸变以及线损情况的加深,造成大范围内停电的情况频发。因此实行电路改造是十分迫切的,这也同样是人们高度重视的一个问题。以下借助某企业的供电线路做线路改造分析。

2.1改造供电线路

将企业生活区内的低压供电线路做全面整改,优化调节低压配电线路中的三相负荷,保证其始终处于平衡协调状态。定期的检测量定三相电压的平衡状况,进行调查与研究,观察实际的电压负荷情况并且做适当的调整,尽量降低出现不平衡电压对于电压偏移造成的不良影响。与此同时,能够有效的降低三相负荷电流运行的不协调性,尽量的减少中性线电流变大的情况,简单的说就是实现耗损情况的降低。

2.2用户电箱调换

生活区的住户将单相转换成三相,每一栋职工住宿单位全部将三相四线的电缆迁移至每一个单元楼的低压配电箱之中。

2.3调整运行方式

依照负荷情况的实际变化状况做相应的调整,使用合理方式调整运行方式,恰当的调节各个用户的用电时间,充分的减少最大负荷的情况,添加入最小负荷,有效的提升负荷率。

2.4对电压做优化调整

在实际运行的过程中,电负荷不平衡的状况在供电设备的定电流的10%以上时,使用必要的方式对负荷做平衡调整,或者直接使用更高等级的电压完成供电工作。

2.5减少阻抗

减少阻抗的方式可以选择在一定程度上增加导线的横截面积,进而减少线路耗损情况的发生,与此同时能够减少因为负荷调整而出现的电压不稳定情况。

2.6提升功率因数

在操作的过程中,能够将用户的功率因数做适当的提升,减少输送过程中的无功耗损功率。合理的分配各种无功补偿的设施,并且选择全新的无功补偿设施,将之前使用的三相集中补偿替换成分相就地补偿。开展此项操作的主要原因是因为三相电网多是处于一种波动的状态之下,尤其是民用的单相负荷,承载的因数更会大面积的增加,是无法和所有的民用电器的使用目标相适应的。所以依照一项特定的采样信号开展电容补偿操作,这项措施是必要的,也是合理的。

3.效果分析

将某企业的低压供电系统进行全面改造之后,使用的照明干线全部变成了三相四线的方式,并且对于之前使用的单相二线照明系统全部更换成全新的三相四线,把一整栋楼的用电负荷情况以单元或者楼层为单位,平均的分配在三相之上。这样的操作方式在稳定了三相负荷的同时,也将一些线路耗损情况降至最低,同时也能够有效的实现输电干线耗损情况的发生,此项操作的电能节约情况是非常明顯的[2]。

假设全部的负荷电流是I,单个的输电干线电阻是R,而功率因数是cosα=1使用的是单相二线,在提供电力的同时,线路的耗损情况是△P1=2I2R (1)

使用三相四线制的电路供应方式,将负荷的以均数的方式分配至三相之中,那么每一相电流就可以表示成1/3I,那么线损也可以表示成为:△P2=3(1I/3)2R=(1/3)I2R (2)

将(1)和(2)相除,化解能够得到式子△P1/△P2=2I2R/(1/3I2R)=6倍。

把一些重要性不突出的因素忽略不计,那么能够大致的认为三相线损只有单相线损的1/6。

通过实际数据计算,得出了三相线路的耗损比单相线路的耗损要低至少6倍,在实际使用的过程中能够有效的实现能源节约的目的。

4.结语

进行低电压供电系统的改造,对三相不平衡情况做调整能够有效的提升变压器的输出功率以及供电的能力和水平,有效的实现在经济运行过程中的资金成本使用效率最大化,减少成本投入,此项操作不管是对于社会效益还是经济效益而言都是十分可观的。 [科]

【参考文献】

[1]巴军.供电线路三相负荷不平衡的危害及解决的方法[J].特钢技术,2010,03(25).

负荷调整 篇4

关键词:负荷建模,模型结构,参数辨识,参数范围调整,轨迹灵敏度

0 引言

在现代电力系统中,仿真已经成为电力运行、规划、设计必不可少的工具,而负荷模型作为仿真模型之一也越来越受到重视[1,2,3,4,5]。在目前的建模方法中,总体测辨法[6,7,8,9,10]由于自身的优点而被广泛采用,此方法在确定了模型结构之后下一步就是对模型中的参数进行辨识。目前的辨识方法很多,比如遗传算法、粒子群算法等[11,12]。无论哪种算法其本质都是在给定的参数区间上寻优的过程,目前大多数研究都集中在参数辨识方法的改进上,而对参数寻优范围的研究却很少提及。目前,经常用的方法是按照参数的典型值放大和缩小相同的比例得到参数的上下限[13],但是往往有些时候辨识效果不理想,除了模型结构和辨识算法的影响,造成这个现象的很重要的原因是参数范围选取得不恰当,因为负荷模型中的感应电动机是一个等值感应电动机,用它来表征实际负荷中千千万万个容量、特性不同的感应电动机的总的动态特性,由于不同地点的负荷特性差异也很大,因此它的参数辨识范围不能再统一由某一典型参数放大和缩小一定比例得到,在对不同地点的数据进行辨识时应该根据具体数据的情况做适当的调整,只有找到了合适的参数辨识区间,模型结构和辨识算法才能发挥真正的效力。

本文应用轨迹灵敏度的方法计算出电压扰动所引起的负荷吸收功率变化对模型各个参数的灵敏度,然后在此基础上提出了参数辨识区间的调整方法,实际算例分析表明了此方法的有效性。

1 负荷模型

1.1 负荷模型结构

本文中所用到的负荷模型为时变的自适应(TVA——time variant adapting)负荷模型[6,7,8,10],其基本结构如图1所示。

此模型中等值电动机的动态特性可由以下微分代数方程描述:

{dEddt=-1Τ[Ed+(X-X)Ιq]-(ω-1)EqdEqdt=-1Τ[Eq-(X-X)Ιd]+(ω-1)Eddωdt=-12Η[(Aω2+Bω+C)Τ0-(EdΙd+EqΙq)](1)

{Ιd=1Rs2+X2[Rs(Ud-Ed)+X(Uq-Eq)]Ιq=1Rs2+X2[Rs(Uq-Eq)-X(Ud-Ed)](2)

式中:Τ=Xr+XmRr;X=Xs+Xm;X=Xs+XmXrXm+Xr;H为电动机转动惯量;A,B,C分别为转矩系数且符合关系:A+B+C=1;ω为转速;Ed′和Eq′分别为d轴和q轴的暂态电动势;IdIq分别为定子d轴和q轴电流。

文献[6,7,8]就此模型有关变量的定义和模型特性进行了详细说明。本文将以式(1)~式(2)为基础,研究电动机参数对吸收功率的轨迹灵敏度。

1.2 参数辨识范围的影响

在确定了负荷模型结构之后,下一步就需要根据实测数据辨识出模型的参数。参数的辨识问题本质上是在给定参数范围内的寻优问题,参数的辨识方法本身已经得到了很好的研究,但是对于参数搜索范围的确定却一直没有得到重视。如果搜索范围过大则会影响搜索的速度和精度;如果搜索范围太小则有可能把最优值排除在外。目前常用的方法是按照参数的典型值放大和缩小一定的比例得到参数的上下限,但是这样做会产生一些问题。首先,它是按照参数的典型值放大和缩小一定的比例得到参数的上下限,但其中的典型值究竟怎样选取则无法确定,比如感应电动机的典型值有很多,仅国际电工和电子工程师协会(IEEE)就提供了6种,国内电网常用的也有好几种,目前无法确定究竟取哪种典型参数以及放大和缩小多少倍作为寻优边界。其次,如果对所有测点的数据都用同一个典型的辨识范围进行辨识会造成误差的增大,而如果根据不同点数据的特性对参数辨识范围进行适当调整则会使辨识效果更好。

比如对有功功率P进行辨识,有以下情况。

情况1:用典型参数范围(Rr放大和缩小一定比例得到)进行辨识。其效果见图2,误差为0.036 340。

情况2:将Rr的典型范围稍微扩大后进行辨识。其效果见图3,其误差变为0.020 556,减小了43.4%。这说明参数辨识范围对辨识结果有很大的影响。

2 轨迹灵敏度

轨迹灵敏度法可以计算参数对负荷动态响应的灵敏度[14,15,16],与静态灵敏度只计算某一给定稳态点的灵敏度不同,轨迹灵敏度可以计算出参数沿系统运行轨迹的灵敏度。文献[17]将轨迹灵敏度法用于参数的简化。本文以式(1)~式(2)中感应电动机参数为例求取其对负荷功率的动态灵敏度,然后在此基础上对模型中这些参数的辨识范围进行调整。负荷特性的一般表达式可写成:

{x˙(t,p0)=f(x(t,p0),y,p0)0=g(x(t,p0),y,p0)(3)

{x˙(t,p0)=F(p0)0=G(p0)(4)

式中:x为状态向量;y为代数向量;p0为参数向量,这里指感应电动机的参数。

假定在参数p0处有一小扰动ε,扰动后的参数为p,p=p0+ε,定义:

{v(p)=v(p0+ε)=x˙(t,p)F(p)=F(p0+ε)=f(x(t,p),y,p)G(p)=G(p0+ε)=g(x(t,p),y,p)(5)

式(3)可以写成:

{v(p0+ε)=F(p0+ε)0=G(p0+ε)(6)

将式(6)在p0处泰勒级数展开并忽略二次项得:

{vp|p=p0=Fp|p=p00=Gp|p=p0(7)

因为:

{Fp=fxxp+fyyp+fpvp=x˙(t,p)p=ddt(x(t,p)p)Gp=gxxp+gyyp+gp(8)

将式(8)代入式(7)得到参数p对动态响应的轨迹灵敏度,令S=∂x(t,p)/∂p,则轨迹灵敏度的迭代公式为:

{S˙=fxS+fyyp+fp0=gxS+gyyp+gp(9)

因为稳态时S为常数,所以S和∂y/∂p的初始值可以由下式得到:

{0=fxS+fyyp+fp0=gxS+gyyp+gp(10)

通过式(9)和式(10)就可以迭代求解参数对动态响应的轨迹灵敏度。

3 参数区间调整方法

在电压扰动过程中,负荷的仿真功率与实测功率之间误差大致存在以下几种情况:①故障阶段和故障消除后的一定阶段内仿真功率都大于实测功率;②故障阶段和故障消除后的一定阶段内仿真功率都小于实测功率;③故障阶段仿真功率大于实测功率而故障消除后的一定阶段仿真功率小于实测功率;④故障阶段仿真功率小于实测功率而故障消除后的一定阶段仿真功率大于实测功率。

参数在动态过程中的轨迹灵敏度也有4种情况:①故障阶段和故障消除后的一定阶段内灵敏度都为正,也就是说增大此参数可以增加负荷消耗功率,提高仿真曲线的高度,这种情况适合于第2种误差情况;②故障阶段和故障消除后的一定阶段内灵敏度都为负,也就是说增大此参数可以减小负荷消耗功率,降低仿真曲线的高度,这种情况适合于第1种误差情况;③故障阶段灵敏度为正,故障消除后的一定阶段内灵敏度为负,也就是说增大此参数可以增加故障阶段负荷消耗功率,减小故障消除后一定阶段负荷消耗功率,这种情况适合于第4种误差情况;④故障阶段灵敏度为负,故障消除后的一定阶段内灵敏度为正,也就是说增大此参数可以减小故障阶段负荷消耗功率,增加故障消除后一定阶段负荷消耗功率,这种情况适合于第3种误差情况。在调整过程中不可能通过目测灵敏度的大小立即就给定最终范围,一般根据以上的调整方向经过几次修正便可得到较好的参数辨识区间。

4 算例分析

4.1 根据灵敏度对有功进行调整

首先在典型的参数辨识区间(用某一典型值放大缩小一定比例)上用TVA负荷模型辨识程序对有功功率P的实测数据进行辨识,此种情况称为情况3,辨识效果如图4所示。

从图4可以看出,拟合曲线与实测曲线有较大误差,特别在故障时刻以及故障切除后的一段时间,拟合曲线基本位于实测曲线的上方,也就是说仿真结果比实际结果多吸收了功率。然后对辨识出的参数进行轨迹灵敏度分析,结果如附录A图A1和图A2所示。

按照参数调整策略,首先选择Rs和Rr作为调整对象,由于仿真结果比实际多吸收了功率,所以调低Rs辨识范围和增大Rr辨识范围会使仿真功率降低(这里的调低和增大指整体调低和增大参数范围的上下限,以下类同)。根据这一思想,将Rs的范围由[0.1,0.4]改为[0.05,0.3],Rr的辨识范围由[0.01,0.04]调整为[0.02,0.12]后再次进行辨识,此种情况称为情况4,辨识效果如图5所示。

参数范围调整后,Rs由0.122 3变为0.103,Rr由0.036变为0.049 8,经误差计算,未调整前误差为0.017 878,调整后误差为0.010 693,误差减少40.2%。为了验证此方法的普遍性,选择10条数据,用本文的方法进行调整前和调整后的数据拟合,误差见附录A表A1。

经过误差计算,应用此方法调整后和调整前相比平均误差减小了26.3%,通过这一简单的调整使得原负荷模型辨识程序在不改变模型结构和参数辨识方法的基础上仿真精度得到大幅提高。

4.2 根据灵敏度对无功进行调整

选择另外一条数据——无功功率Q,首先在典型的参数辨识区间用TVA负荷模型辨识程序对Q进行辨识,此种情况称为情况5,其辨识效果如图6所示。

从图6可以看出,拟合曲线与实测曲线有较大误差,特别在故障切除后的一段时间误差较大,拟合曲线基本位于实测曲线的下方,也就是说仿真结果比实际结果少吸收了无功功率。接着对这条数据辨识得出的参数进行轨迹灵敏度分析,结果如附录A图A3和图A4所示。

按照参数调整策略,首先选择Rr作为调整对象,由于在故障消除后仿真结果比实际少吸收了功率,所以调低Rr辨识范围会使仿真功率升高,根据这一思想,将Rr的辨识范围由[0.02,0.08]调整为[0.01,0.04]后再次辨识,此种情况称为情况6,辨识效果如图7所示。

调整后,Rr由0.075变为0.013 4,经过误差计算,未调整前误差为0.018 420,调整后误差为0.006 558,误差减少64.4%。

为验证参数范围调整方法的正确性与普遍性,选12条数据,用本文方法进行调整前和调整后的数据拟合,误差见附录A表A2。

经过误差计算,应用此方法调整后和调整前相比平均误差减小了31.25%,通过上面的研究可以看出,此方法对于提高仿真精度是非常有效的。

5 结语

在目前广泛应用的实测负荷建模中,模型参数辨识方法已经得到了广泛的研究,然而参数辨识区间的选择和调整问题却很少提及,实践表明参数辨识区间的选择对辨识效果影响很大,如果辨识区间选择不当,即使采用好的辨识方法也不能得到好的辨识效果,本文采用轨迹灵敏度的方法计算出模型参数对负荷吸收功率随电压波动的灵敏度,在此基础上提出了参数辨识范围的调整方法,大量实例表明采用这种方法能够使模型结构和辨识方法发挥更大的效力,由于目前的负荷模型广泛采用含有感应电动机的模型结构,此类模型结构对无功的拟合效果往往差于有功,因此在实际应用过程中,可先按照无功对参数范围进行调整,然后再按有功对参数进行调整,从而得到一个能对两者都能很好拟合的参数范围,进而得到更好的辨识效果。

附录见本刊网络版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。

负荷调整 篇5

某日, 某公司集控运行人员接网调令, 公司所辖的三座电站各开一台机。集控运行人员电话通知某站值守运行人员开1号机后, 即在上位机发出开该站1号机指令, 1号机开机流程开始执行。

当执行到冷却水投入量时, 1号机组“冷却水流量正常”点量迟迟未上来。集控上位机“事件登录表”依次出现“1号机投入技术供水电磁阀命令复归”、“1号机投入备用技术供水电磁阀命令复归”、“1号机机组事故启动蜂鸣器命令”报警。集控上位机语音报警系统报“1号机组事故”报警, 1号机开机流程停止执行。

集控运行人员发现后, 立即通知现场值守人员进主厂房, 对1号机组技术供水系统进行检查。现场值守人员在1号机下位机LCU处经检查发现, 开机流程中“冷却水流量正常”点量呈灰色, 且其包含的各条件如:“推力轴承冷却水示流有水”、“上导轴承冷却水示流有水”、“空冷器冷却水示流有水”、“下导轴承冷却水示流有水”、“水导轴承冷却水示流有水”、“冷却水进口压力异常”、“冷却水出口压力异常”等均呈灰色, 即各点量均不正常;“非电量”表中, 各部水压及流量均大大低于额定值。至1号机技术供水管路处进行检查, 发现1号机组技术供水水源压力正常, 主用水源以色列阀未自动开启, 而备用水源以色列阀在开位, 但各部供水管路水压及流量均低于额定值。值守运行人员马上手动关闭备用水源以色列阀, 开启1号机技术供水以色列阀控制把手切至“OPEN”位, 将1号机组技术供水主用水源投入运行。并电话通知集控运行人员:1号机技术供水投入正常。

因1号机开机流程已中止执行, 并执行事故停机流程, 集控上位机无法自动开机。现场值守运行人员为及时执行网调开机命令, 决定进行纯手动开机。在检查1号机技术供水水压正常、空气围带已退出后, 手动退出接力器锁锭, 将1号机调速器控制方式选择把手SA3由“自动”位切至“机手动”位, 手动转动调速器手轮进行手动开机。机组达到空载状态后, 将1号机调速器控制方式选择把手SA3由“机手动”位切至“自动”位。因手动开机无法启动自动准同期装置, 机组需“手准”并网。于是值守运行人员将机组控制方式把手“SA1”由“远方”位切至“现地”位, 同期选择开关SA2由“自准”位切换至“手准”位, 启动手动准同期装置, 进行机组“手准”并网, 并网后即通知集控带负荷。集控人员按调度令所指定负荷在集控上位机进行带负荷操作, 未成功。立即通知现场值守人员进行检查或在现场手动加负荷。值守人员将1号机调速器控制方式选择把手SA3由“自动”位切至“机手动”位, 手动转动调速器手轮将负荷加至网调指定负荷值后, 通知集控中心运行人员:1号机组负荷已按要求调整完毕。集控运行人员在上位机进行负荷调整试验, 仍未成功。值守人员将机组控制方式把手“SA1”由“现地”位切回“远方”后, 集控上位机仍调整不了负荷。值守人员将1号机调速器控制方式选择把手SA3由“机手动”位切至“自动”位后, 集控上位机负荷调整功能恢复正常。

2 原因分析

2.1 集控上位机自动开1号机失败原因

投机组技术供水主水源失败, 其备用水源虽投入, 但因水压及流量低于额定值, 不满足开机所要求条件, 因此上位机监控系统发出“1号机组事故”报警, 执行事故停机流程, 从而复归“开机令”。

2.2 不能进行自动准同期并网原因为

此时为手动开机, 上位机未发“开机令”造成的。

2.3 1号机并网后, 从集控上位机带负荷不成功的原因

(1) “手准”并网后, 机组控制方式把手“SA1”未切回“远方”位, 机组控制方式现处于“现地控制级” (优先级最高) , 导致远方控制失效。

(2) 在调速器处手动加负荷后, 调速器控制方式选择把手SA3未切回“自动”位, 导致上位机发出的调整负荷指令不能执行。

3 存在的问题及防范措施

3.1 人员配置少

(1) 集控方面:每值只设2人, 在同时进行启停两台以上机组操作的情况下, 难以避免会出现对设备监视的疏漏。因此, 应尽量避免同时进行启停两台以上机组的操作, 以保证监控质量。

(2) 现场方面:每值也只设2人值守, 平时不在中控值班, 不能及时了解设备运行现况, 在设备出现故障的紧急情况下, 极易出现处理不及时、顾此失彼及考虑不周的状况。建议在集控上位机有开停机等操作时, 值守人员应进入现场中控室进行监视。

3.2 处理方式有待商榷

在已明确故障原因并已消除的情况下, 可先复归机组事故信号, 再在上位机监控系统重新发一次“开机令”, 由监控系统自动执行开机操作, 是既安全可靠又及时省力一种处理方式。而此时选择手动开机, 因人员少时间紧, 难免出现疏漏。

3.3 设备安全隐患未及时消除

LCU接线端子松动曾多次造成自动装置不能正常动作的情况, 应在设备检修时, 对相关设备端子排进行全面紧固。对于机组技术供水系统备用水源不具备投运条件 (其水压及流量未达设计要求) 的重大安全隐患, 相关技术部门应尽快进行技术改造, 以保证设备安全稳定运行。

3.4 人员素质有待提高

“手准”并网时, 并不需要将机组控制方式把手“SA1”切至“现地”位, 而值守人员不但将其切至”现地“位, 并网后未及时将其切回“远方”位;且调速器也未及时切回“自动”位, 造成在集控上位机不能进行机组的负荷调整操作。因此, 应加强对值守人员的业务培训力度, 提高其业务素质。

4 结束语

负荷调整 篇6

山西漳泽电力股份有限公司河津发电厂2×350 MW机组主机设备由日本三菱重工制造,配套亚临界、单炉膛、平衡通风、强制循环汽包燃煤“∏”型锅炉。锅炉额定负荷有1 205 t/h。锅炉设有三级再热器,一级再热器为壁式再热器,布置于炉膛上部的前墙和侧墙;二级再热器布置于炉膛折焰角的上方;三级再热器布置于水平烟道位于后墙悬吊管与后墙屏之间。为减小再热汽的流动阻力和压降,二、三级再热器之间无联箱。锅炉燃用山西临汾洗中煤与牢寨原煤以3︰2比例混合的煤种,煤灰的变形温度为>1 500℃。

河津发电厂的2台机组自投产以来,锅炉低负荷运行时,再热汽温一直偏低,满足不了机组设计的要求。

1 燃烧器设备特点及再热汽温的调整特性

1.1 燃烧器布置及特性

河津发电厂的三菱1 205 t/h锅炉配套日本三菱PM燃烧器,布置于+18.5 m炉膛的四角,采用四角双切圆燃烧,假想切圆的直径分别为1 470 mm,1 327 mm。燃烧器顶部还布置了1层OFA和2层AA风喷咀,燃烧器的角度可上下摆动±30°。

锅炉煤粉燃烧器采用日本三菱的最新技术,对进入炉膛的煤粉进行浓淡分离,实现分级送风、分段燃烧、高效低污染。其煤粉喷咀具有稳定着火,强化燃烧的作用。OFA和AA风的设计对控制炉膛断面热负荷和N0x排放量,提高锅炉效率都具有较大作用。该燃烧器还具有低氧燃烧特点,低氧燃烧时可降低厂用电率,提高锅炉效率,高效低污染的效果。

1.2 再热汽温的调整特性及运行情况

锅炉再热蒸汽温度通过改变燃烧器摆角进行调节,在一级再热器的入口设有喷水减温器作为事故备用。为了提高再热汽温对燃烧器摆角变化的敏感性,大部分再热器都布置在高温烟区,使得锅炉的结构简化,汽温平坦。为防止结渣和积灰,布置在烟气温度较高区域的二、三级再热器采用较宽节距。还在整个对流受热面布置了2O台蒸汽吹灰器用于受热面的清洁。事故情况下,一级再热器入口的减温水作为事故备用,防止再热器超温。

河津发电厂的三菱1 205 t/h锅炉运行时,通过对风箱一炉膛压差和空预器入口氧量的调节满足锅炉平衡通风及进入炉内燃料燃烧所需的风量。利用调整空预前O2量偏差的方法,实现对锅炉风量的控制。锅炉在进行燃烧调整试验前的运行过程中,再热汽温与燃烧器摆角、负荷之间的关系见表1。

2 低负荷运行工况再热汽温偏低的原因分析

汽轮机为高中压合缸结构,设计允许主汽、再热汽温的偏差小于28℃,正常运行中主汽、再热汽的温度偏差小于5℃。2台机组自投产以来,锅炉低负荷运行时再热汽温一直偏低,分析认为其有如下原因。

a)低温再热器入口的汽温偏低,降低了再热器出口的汽温水平。主要是因为汽轮机高旁调整阀、高旁减温水关断阀和调整阀、再热器事故减温水调整阀都或多或少有内漏问题的缘故;b)省煤器的吸热量大,降低了空预器入口的烟气温度水平,从而降低了一次风温和进入炉膛的二次风温,降低了炉膛出口的热强度,减少了再热器的对流吸热量,使再热器的出口汽温降低;c)由于配风上的原因,AA风挡板开度较大,在总风量相等的情况下,相对减少了主燃烧区二次风的风量,使大量的N在主燃烧区末生成NO,而在燃烧完成区与AA风提供的O2结合(N2+O2—2NO),提高了排烟中NO的含量,使其不完全燃烧成分增加。降低了炉膛出口的烟气温度水平,降低了再热器的出口汽温;d)积灰、结渣的原因,使再热吸热量减少,再热器出口蒸汽温度变低;e)锅炉低负荷时燃烧器摆角上摆至+30°,使炉膛中的火焰中心上移,煤粉在炉膛内的燃烧时间缩短,锅炉的不完全燃烧损失和排烟热损失增加,炉膛的出口烟气温度水平较低,锅炉的效率降低;f)设计方面的原因。与同类型电厂的三菱制造锅炉相比,其再热器的受热面积较小,也是造成锅炉在低负荷工况下再热汽温偏低和燃烧器的摆角一直上摆角度较大的主要原因。

3 低负荷运行工况改进再热汽温调节的措施

针对上述因素,为解决河津发电厂三菱1 205 t/h锅炉运行时低负荷再热汽温低的问题,河津发电厂专门组织进行了2台三菱1 205 t/h锅炉的燃烧调整试验。从燃烧调整、AA风配比、锅炉优化运行等方面进行改进。

a)锅炉正常运行中,尽量保持上层磨运行,增加上层磨的出力,使燃烧器的摆角小于+30°,延长燃料在炉膛中化学反应的时间,提高炉膛出口烟气的温度水平,减少排烟热损失,提高锅炉效率;b)加强对流区域的再热器和省煤器后空预的吹灰,降低再热器和空预器受热面的污染系数,增强传热能力,提高再热器的出口汽温;c)再热器大部分受热面处于烟气的对流区内,其对流特性比较明显,因此,增加再热器的对流特性有利于再热汽温的升高;d)合理地调整燃烧,保证空预前氧量和过量空气系数在合适的范围内,严格按照厂家提供的过量空气系统曲线压低限运行;e)消除高旁调整门和高旁减温水电动门调整门及事故减温水调整门不严的问题,提高一级再热器人口的汽温水平,提高再热器的出口汽温;f)根据入厂煤质,及时调整入炉煤的配比。通过对燃烧煤质的改变优化磨煤机的组合运行方式,燃烧器上摆角度小于+30°,提高了锅炉再热汽温调整的灵活性,使低负荷工况再热汽温压红线运行。燃烧调整试验后再热汽温与燃烧器摆角、负荷之间的关系见表2;g)在保证总风量不变的情况下,相对减少AA风的比例,将燃烧器上摆最大角度设定为+25°,调整AA风就地喷嘴略微向上摆,提高风箱一炉膛的差压,增加炉膛主燃烧区的富氧率,降低燃料的不完全燃烧损失。

4 结语

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