CCS系统优化技术在300MW电厂中的研究与应用

高飞

摘要：黄陵矿业2×300MW低热值资源综合利用电厂两台循环流化床机组负荷指令由陕西省电力公司通过AGC系统直接调度控制，因机组担负着调峰任务，升降负荷较为频繁。从一年的运行情况来看，存在以下问题：一是AGC投运不稳定，影响发电任务；二是尿素用量大，增加了生产成本；三是参数调整复杂，增大了劳动强度。相对于煤粉炉发电机组，循环流化床机组热惯性大，响应速度慢，调整难度大，导致AGC频繁退出，《两个细则》考核严格，CCS系统逻辑复杂，研究起来难度增加。

关键词：AGC； 尿素；循环流化床；CCS系统

引言：根据我厂实际情况，对存在的问题进行研究，计划通过对CCS系统进行优化，挖掘现有系統潜能，实现电厂负荷变化的快速响应。在确保环保排放指标达标的情况下，将尿素用量降至最低，实现降本增效。

一、CCS系统优化方向性、必要性及需求分析

1、技术研究的方向是围绕黄陵矿业煤矸石发电有限公司2×300MW循环流化床机组的实际生产运行情况及降本增效、节能减排方面去发展的。在发电公司机组完成建设投产以来，即将开展技术优化工作，逐步减少原设计中的不足，提高设备的使用效率，进行资源的节约和设备的保护。此项目是符合国家科技政策，并且也符合矿业公司技术发展战略和产业板块技术发展的方向。

2、该项目属于技术再创新项目，具有推广价值。CCS系统优化后，同类型机组负荷变化速率可实现自动调节，运行工况下最佳逻辑参数设定值，具备借鉴意义；分布并联控制和前馈控制自动化系统在脱硝尿素控制系统中，具备推广价值。

二、相关领域国内外技术现状、发展趋势及现有工作基础

1、国内外同类技术现状、专利等知识产权情况分析

1）CCS系统在电厂的应用较为广泛，但在AGC自动升降负荷速率系统中研究应用较少。

2）分布并联控制和前馈控制在自动化控制领域已广泛使用，但目前在脱硝控制系统方面同类型电厂中还没有应用。

2、拟开发技术的发展现状、水平与优势

该技术已经在我厂300MW机组中开始进行研究分析，预计能产生可观的经济效益，提高自动化水平，降低生产成本。

3、国内技术发展趋势

目前大多数电厂都在致力于研究优化CCS系统，挖潜机组最大经济效益和实现节能减排降本增效目标。

4、现有的工作基础

我厂300MW机组控制系统为和利时DCS系统，自机组投运以来，一直致力于优化CCS系统，通过分析运行工况和反复调整试验，计划对CCS系统进行技术再创新。

三、CCS系统优化技术可行性分析

（一）主要目标

1、优化原有CCS系统，使机组快速响应省调负荷指令，同时降低运行人员劳动强度，挖潜机组最大经济效益；

2、AGC负荷指令在250MW以上突增，提前调节尿素流量的设定值，来保证NOx排放参数达标；

3、节约尿素用量和确保环保数据排放指标达标，实现公司节能、增效的双赢目标。

（二）研究与开发内容

1、计算“AGC负荷指令”与“机组实际负荷指令”偏差值，编辑逻辑组态，实现机组负荷速率自动控制功能；

2、研究适用于我厂机组的最佳升降负荷速率值，挖掘机组最大经济效益；

3、 研究NOx浓度和AGC指令与实际负荷的偏差作为前馈信号对脱硝效果的影响；

4、研究除盐水的用量对脱硝效果的影响。

（三）项目的技术关键，包括技术路线、难点、创新点

1、通过逻辑组态优化，实现机组负荷速率自动控制功能。该方式为发电运行机组应用首创；

2、通过NOx浓度与机组负荷偏差作为前馈调节信号，实现了分布并联控制和前馈控制自动系统功能。该功能实现后为发电运行机组脱硝系统应用首创；

3、CCS系统优化后，在运行工况稳定的情况下寻找最佳的逻辑设定参数是一个难点；

4、利用DCS系统运算公式，对两台机组的协调控制系统进行优化，研究出适应我厂的AGC自动升降负荷速率系统是一个难点。

四、总结

项目实施后按机组年利用5500小时计算，全年可多发电量2750万度，按0.29元/度电计算，可创造收入797.5万元；预计两台机组一年可节约尿素1200吨，按2800元/吨算，年可节成本约336万元；预计除盐水（脱硝用）每年可节约230吨，折算成原水为340吨，按5元/吨计算，全年可节约成本1700元；经济效益共计1133.67万元，保证了电厂安全生产，公司节能降耗更上一层楼。

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