火力发电厂节能减排技术.ppt
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1、火力发电厂节能减排技术火力发电厂节能减排技术 华北电力大学 韩璞 教授 TEL: 华北电力大学华北电力大学 杰德控制系统工程研究中心杰德控制系统工程研究中心学术带头人:韩学术带头人:韩 璞璞 教教 授授主主 任:任:董董 泽泽 教教 授授/博士博士副主任:副主任:王东风王东风 副教授副教授/博士博士 翟永杰翟永杰 副教授副教授/博士博士成成 员:员:焦嵩鸣焦嵩鸣 副教授副教授/博士博士 孙海蓉孙海蓉 副教授副教授/博士博士 张张 悦悦讲讲 师师/博士博士 黄黄 宇宇讲讲 师师/博士生博士生 张张 妍妍 讲讲 师师/博士生博士生 孙孙 明明讲讲 师师/博士生博士生王旭光王旭光 讲讲 师师/博士博
2、士冉冉 鹏鹏 讲讲 师师/博士生博士生程海燕程海燕 讲讲 师师/博士生博士生在读硕士:70人在读博士:19人 火力发电厂火力发电厂火力发电厂优化运行目标火力发电厂优化运行目标长期安全长期安全节能降耗节能降耗低排放低排放控制控制系统系统优化优化优化优化协调协调控制控制负荷负荷优化优化分配分配仿真仿真训练训练运行运行监控监控燃烧燃烧优化优化运行运行1 1、控制系统优化、控制系统优化常规控制器:常规控制器:PID最优控制最优控制自适应控制自适应控制预测控制预测控制鲁棒控制鲁棒控制智能控制器:智能控制器:专家控制专家控制模糊控制模糊控制神经网络控制神经网络控制 目标函数目标函数 衰减率:限制条件:建模
3、与优化方法:建模与优化方法:经典:经典:飞升曲线法建模、广义频率特性法优化飞升曲线法建模、广义频率特性法优化PID参数参数 现代:现代:智能建模与优化智能建模与优化遗传、蚁群、粒子群、混沌遗传、蚁群、粒子群、混沌智能建模与智能建模与PID控制器参数优化控制器参数优化CAE2000CAE2000计算机辅助工程系统计算机辅助工程系统功能数据采集与分析处理数据采集与分析处理控制系统仿真控制系统仿真现代控制器研究现代控制器研究经典控制理论分析经典控制理论分析 控制系统控制系统CADCAD常用算法常用算法控制系统计算机辅助教学控制系统计算机辅助教学应用实例某电厂300MW热电机组主汽温系统试验方法:利用
4、机组变负荷数据辨识算法:PSO算法求得数学模型优化算法:外回路kp=1.27 Ti=235 内回路kp=10 Ti=220(原参数:外回路kp=0.1 Ti=220 内回路kp=1 Ti=450)绿色曲线负荷从274.836MW264.899MW (9.937MW)汽温波动(设定值540):534.048549.204 (15.156)负荷从285.336 MW258.278MW (27.058MW)汽温波动(设定值540):542.692537.955 (4.737)2 2、优化协调控制、优化协调控制火电单元机组负荷控制原理框图控制算法:解耦、PID 优化算法:神经网络最小煤耗量最小煤耗量
5、最小排放量最小排放量(1)厂级负荷优化分配)厂级负荷优化分配3 3、负荷优化分配、负荷优化分配最小煤耗量最小煤耗量 最小排放量最小排放量(2)机组级负荷优化分配)机组级负荷优化分配4 4、仿真训练、仿真训练运行人员培训运行人员培训设计改造方案论证设计改造方案论证控制系统研究控制系统研究事故再现事故再现5 5、运行监控、运行监控生产过程信息监测和统计生产过程信息监测和统计实时性能计算分析和操作指导实时性能计算分析和操作指导设备寿命监测和管理设备寿命监测和管理设备状态监测和故障诊断设备状态监测和故障诊断厂级优化负荷分配厂级优化负荷分配RD6DB6 6、燃烧优化运行系统、燃烧优化运行系统优化目标优化
6、目标 最高的燃烧效率最高的燃烧效率节煤节煤最低的氮氧化物排放量最低的氮氧化物排放量减排减排 最佳的防结渣运行方式最佳的防结渣运行方式降耗降耗最小的炉膛出口烟温偏差以防止受热面爆管最小的炉膛出口烟温偏差以防止受热面爆管降耗降耗1 1)监控炉膛出口温度)监控炉膛出口温度)监控炉膛出口温度)监控炉膛出口温度 防止过热器结焦和管壁过热防止过热器结焦和管壁过热 防止启动时升温太快和烧坏再热器管(干烧)防止启动时升温太快和烧坏再热器管(干烧)监控炉膛水冷壁的吸热量情况,指导吹灰和调整风量监控炉膛水冷壁的吸热量情况,指导吹灰和调整风量 减少过热器和再热器喷水量(减少过热器和再热器喷水量(300MW,再热喷水
7、减少,再热喷水减少 10t/h,降,降低煤耗低煤耗1.91g/kwh)炉膛温度测量的重要性炉膛温度测量的重要性2 2)矫正燃烧不均衡)矫正燃烧不均衡)矫正燃烧不均衡)矫正燃烧不均衡 防止两侧烟温、汽温偏差防止两侧烟温、汽温偏差 防止一侧水冷壁磨损、结焦防止一侧水冷壁磨损、结焦 防止汽包水位两侧严重偏差防止汽包水位两侧严重偏差 防止局部过热而流渣防止局部过热而流渣3 3)提高燃烧效率)提高燃烧效率)提高燃烧效率)提高燃烧效率 均衡风量分配均衡风量分配 优化风煤比,减少过量空氣优化风煤比,减少过量空氣 控制火焰中心高度控制火焰中心高度4 4)降低污染物排放)降低污染物排放)降低污染物排放)降低污染
8、物排放 防止局部火焰过热,降低防止局部火焰过热,降低NOX生成(生成(1482时时NOX成指数成指数级增加)级增加)减少脱硝系统运行成本减少脱硝系统运行成本激光测量系统激光测量系统温度、温度、O2O2、COCO声波测温系统声波测温系统声波测温系统声波测温系统2310 FTransmitter发射器Receiver接收器Furnace Cavity炉膛炉膛2290F2316F2411F2303F2535F燃烧优化系统组成结构燃烧优化系统组成结构燃烧优化步骤燃烧优化步骤1 1)利用历史数据站存储的大量来自)利用历史数据站存储的大量来自DCSDCS的运行数据以及新的机组特性试验数据,的运行数据以及新
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