上期我們分享了利港電廠直流爐的20%一鍵深調。

本篇以揚二電廠為例，將深度解析 Ovation DCS 系統在汽包爐深度調峰中的實踐，著重闡述如何依托嵌入式先進控制技術來應對調峰挑戰。

01

項目背景與需求

揚州第二發電廠 600MW 亞臨界機組，本機組鍋爐為美國巴威公司生產的亞臨界、一次再熱、自然循環、平衡通風、單汽包、固態排渣煤粉爐，采用正壓直吹式制粉系統及前后墻對沖燃燒方式。

電網側：

新能源裝機激增致負荷波動加劇，AGC指令頻發且反調劇烈，現有控制系統響應滯后，月度輔助服務考核損失嚴重。

燃料側：

煤種復雜多變（揮發分波動±8%、灰分波動±12%），導致燃燒效率下降15%，NOx 波動超±20%，低負荷穩燃困難。

亟需通過 DCS 全系統重構實現：

●30%負荷深度調峰（189MW 連續運行）。

●涉網性能達標：主汽壓偏差≤±0.5MPa，SCR脫硝煙溫≥310℃。

●全負荷自動化：CCS投用率＞95%，減少人工干預 70%。

02

汽包爐深度調峰控制難點

與 DCS 破解方案

1 鍋爐動態特性惡化（煤種+負荷雙因素）

●難點：

低負荷時鍋爐增益下降 50%，制粉延遲達 120s，煤種變化導致燃燒滯后明顯。

●DCS 策略：

動態模型補償：ARX 模型預測+模糊控制，精準補償鍋爐慣性，主汽壓波動壓縮至±0.5MPa（原系統±3MPa）。

2 設備啟停沖擊（制粉系統敏感性強）

●難點：

磨煤機啟停引發負荷跳變＞±20MW，冷風擋板超馳導致出口溫度波動 ±5℃。

●DCS 策略：

1. 磨煤機啟動由開始最低煤量 30t/h 加入一個中間煤量，來緩解啟磨沖擊，停磨也由原理的 30t/h 停給煤機，加入一個中間煤量 15t/h；

2. 風溫解耦控制：冷風擋板超馳開度45%，出口溫度波動≤±3℃，保障燃燒器穩定。

3 脫硝煙溫不足（低負荷瓶頸）

●難點：

負荷 ＜40% 時 SCR 入口煙溫＜300℃，無法投運脫硝。

●DCS 策略：

1. 煙溫提升系統：旁路煙道+過熱/再熱擋板聯動，煙溫提升 30℃ 至 312℃。

2. PID精準調節：控制精度±2℃，實現煙溫穩定投運，NOx 排放＜50mg/m3。

4 人工操作風險（安全與效率矛盾）

●難點：

給水泵切換及給水再循環閥依賴人工15分鐘操作，時機不固定容易跟其他系統耦合擾動，汽包水位波動 ±100mm。

●DCS 策略：

1. 雙泵熱備自動切換：10秒內完成備用泵投運，轉速偏差≤±50rpm。

2. 三沖量水位控制延申：基于負荷預測的偏置函數調節，水位波動≤±50mm。

3. 再循環門自動間隔打開與關閉：隨負荷的自動打開與關閉，有效避免與其他系統的耦合擾動。

03

DCS 深度調峰關鍵技術落地

1 機爐協調優化（URO技術）

●前饋補償：

負荷指令與鍋爐蓄熱動態匹配，變負荷速率6MW/min。                    

●專家系統：

設備啟停順控邏輯庫，操作頻次下降 70%。

2 給水全程自動控制

●30%負荷模式：

雙泵并列（單泵出力+熱備泵再循環）。

●應急響應：

泵跳閘后10秒內熱備泵滿出力，水位保護動作延遲＞3min。

3 制粉系統智能啟停

●煤量分階控制：

啟/停磨煤量斜率限制為±2t/min。

●風溫聯動：

冷風擋板超馳開度與煤量解耦控制。

4 安全防護體系

●多梯度自動穩燃下限時刻保證穩燃需求；

●水冷壁溫度自動干預系統，保持提前對水冷壁溫度進行干預，保證水冷壁不超溫的前提下，最大限度保持機組的深調負荷響應能力。

04

實施效果與行業價值

●調峰能力突破：

最低負荷 30%Pe（189MW）連續運行，AGC響應時間≤40分鐘。

●控制品質提升：

1. 主汽壓偏差±0.5MPa。

2. SCR煙溫穩定在 312-315℃，NOx 排放＜50mg/Nm3。

●經濟效益顯著：

年調峰補償收益667萬元，供電煤耗下降1.38g/kW。

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結語

揚州第二發電通過DCS系統重構，實現亞臨界汽包爐 30%Pe 深度調峰，攻克低負荷穩燃、煙溫提升、全程自動化三大難題。其“四個全程”控制體系（協調、給水、制粉、脫硝）與分層優化策略，為傳統火電靈活性改造提供標準化模板。未來可融合數字孿生技術，進一步挖掘機組調峰潛力，助力新型電力系統建設。

630MW燃煤機組深度調峰優化控制系統人機交互界面

協調優化的先進控制策略

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