艾默生SmartProcess TM 改善了大唐托克托電廠的負荷響應速率和AGC品質(zhì)，提高了月度收益。
“艾默生SmartProcess負荷響應優(yōu)化技術極大地改善了托電7號機組的性能。我們對鍋爐進行更精確的控制，更平穩(wěn)的機組運行，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 中國大唐集團 大唐國際電力 托克托發(fā)電廠
應用
600MW，亞臨界(主蒸汽運行壓力為17.6MPa或2,552PSI)，燃煤機組，鍋爐和汽輪發(fā)電機組均由東方電氣集團提供。
用戶
中國大唐集團，大唐國際電力公司，托克托電廠7號機組，位于中國內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市。
挑戰(zhàn)
擁有8臺機組的托克托電廠是中國最大、世界第二的燃煤電廠，通過長期售電協(xié)議負責為華北電網(wǎng)供電，滿足北京地區(qū)的用電需求。每個月，連接華北電網(wǎng)的每家電廠必須交納一定的費用到一個公共資金賬戶，然后根據(jù)AGC(自動發(fā)電控制)控制品質(zhì)返還給各家電廠。AGC品質(zhì)好的電廠會通過這個公共賬戶得到補償，而AGC品質(zhì)差的電廠則被罰款。因此托克托電廠的全部機組必須都能夠快速升降負荷以滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求。因7號機組AGC控制品質(zhì)低，托克托電廠一直在尋求提高經(jīng)濟性的解決方案，來改善7號機組的操作性能，增加月度收益。
解決方案
大唐選擇艾默生的SmartProcessTM負荷響應優(yōu)化(URO)技術，融合了高級機組分析與建模技術，提供最優(yōu)的負荷曲線軌跡和控制以改善機組負荷變化、啟動、降負荷等總體效能。
通過對過程響應和機組特性進行建模，URO能夠計算出一個可變的響應率計算值，來優(yōu)化機組的可操作性和AGC性能，消除超調(diào)量，實現(xiàn)高水平的控制精度。
URO方案結(jié)合了前饋控制技術，能夠?qū)崿F(xiàn)對汽輪機調(diào)門位置、主蒸汽壓力和燃料量的動態(tài)設定值控制，以跟蹤期望的負荷響應，產(chǎn)生正確的前饋動作。對流和輻射能量也作為變量反映在前饋模型中。
項目的總體目標是通過對鍋爐因負荷、燃料熱值、輻射吸熱量和噴水閥門性能的擾動而產(chǎn)生的變化進行預測性控制，來優(yōu)化鍋爐的最終輸出。結(jié)合考慮了當前機組的運行限制條件和變化的經(jīng)濟因素，模型可以提供全負荷范圍的最優(yōu)結(jié)果。
SmartProcess URO通過計算變化負荷所需要的正確燃料量和相應的壓力變化來響應動態(tài)負荷需求。動態(tài)蒸汽壓力與機組負荷模型可以預測關鍵的控制變量，比如鍋爐燃料量、協(xié)調(diào)控制模式下的汽輪機控制閥開度，以更快速而穩(wěn)定地響應負荷變化。
SmartProcess URO實施完成后，7號機組現(xiàn)在已成為全部八臺機組中負荷響應最快、AGC品質(zhì)最好的機組。平均負荷響應速率從1.5-2.0%/min提升到2.5-3.0%/min，而AGC Kp性能指標值改善了85%(從1.4上升到2.6)。負荷變化速率和AGC性能的改善使得平均月度補償提高73%(人民幣547,000元或美金82,000元)。實施前，7號機組的月度平均補償是人民幣212,000元(相當于美金30,000元)。采用URO技術后，7號機組的平均月度補償達到人民幣795,000元(相當于美金112,000元)，增長了人民幣547,000元(相當于美金82,000元)。此外，蒸汽壓力超調(diào)也改善了30-40%，進一步提高了鍋爐效率。
