隨著清潔能源裝機(jī)規(guī)模的快速擴(kuò)容，其出力特性呈現(xiàn)顯著的隨機(jī)性、間歇性與波動(dòng)性，配套調(diào)峰能力不足的問(wèn)題日益凸顯，各地相繼明確 30% Pe 以下甚至 20% Pe 超低負(fù)荷深度調(diào)峰的目標(biāo)要求。

艾默生始終聚焦行業(yè)痛點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新與工程實(shí)踐的深度融合，助力客戶在滿足電網(wǎng)靈活調(diào)度要求的同時(shí)有效保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

以利港電廠為例，本文將深度解析 Ovation DCS 系統(tǒng)在直流爐深度調(diào)峰中的應(yīng)用實(shí)踐，著重闡述如何依托嵌入式先進(jìn)控制技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)。

01項(xiàng)目背景與需求

利港電廠 650MW 超臨界直流爐，采用 П 型露天布置+四角切圓燃燒設(shè)計(jì)，原最低調(diào)峰負(fù)荷為 50%。為響應(yīng)電網(wǎng)新能源消納需求，需通過(guò) DCS 優(yōu)化實(shí)現(xiàn) 20% 負(fù)荷（130MW）深度調(diào)峰，并達(dá)成目標(biāo)：

1.控制穩(wěn)定性：

主汽壓力偏差 ≤±0.8MPa，中間點(diǎn)溫度波動(dòng) ≤±16℃。

2.自動(dòng)化水平：

CCS 全負(fù)荷段投用，AGC 指令跟隨速率 ≥1% Pe/min。

3.安全邊界：

分離器水位保護(hù)、水冷壁溫度超限預(yù)警閾值動(dòng)態(tài)調(diào)整。

02直流爐深度調(diào)峰三大控制難點(diǎn)

與DCS破解方案

1 水煤比（WFR）動(dòng)態(tài)解耦控制

●難點(diǎn)：

無(wú)汽包結(jié)構(gòu)導(dǎo)致工質(zhì)流程敏感，負(fù)荷突變易引發(fā)主汽溫/壓振蕩。

●DCS 策略：

1. URO 控制系統(tǒng)：中間點(diǎn)溫度偏差 ≤±10℃ 時(shí)優(yōu)先調(diào)節(jié)給煤量，超限后聯(lián)動(dòng)給水快速抑制（較原 CCS 調(diào)節(jié)速度提升 40% ）

2. 重構(gòu)滑壓曲線，130MW 負(fù)荷主汽壓降至 11.8MPa（原系統(tǒng)最低 16.4MPa）

2 干/濕態(tài)無(wú)擾切換控制

●難點(diǎn)：

低負(fù)荷下給水流量冗余導(dǎo)致分離器水位波動(dòng)。

●DCS 策略：

1. 給水主控自適應(yīng)限值：負(fù)荷 >250MW 時(shí)下限 560t/h，<200MW 切換至 404t/h。

2. 爐水循環(huán)泵聯(lián)鎖啟動(dòng)，主汽壓力波動(dòng)壓縮至 ±0.65MPa。

3 燃燒系統(tǒng)寬負(fù)荷穩(wěn)燃

●難點(diǎn)：

低負(fù)荷煤粉濃度分布不均，爐膛負(fù)壓波動(dòng)。

●DCS 策略：

1. 磨煤機(jī)智能啟停功能組：負(fù)荷 <180MW 自動(dòng)啟停磨煤機(jī)，煤量波動(dòng) ≤±2t/h。

2. 四角切圓風(fēng)量配比優(yōu)化，氧量穩(wěn)定在 9%-10%。

03DCS深度調(diào)峰關(guān)鍵技術(shù)落地

1 控制邏輯重構(gòu)

●煤水曲線擴(kuò)展：

新增 20%-50% 負(fù)荷段參數(shù)，破解低負(fù)荷煤水失配。                          

●壓力-負(fù)荷協(xié)同：

開發(fā) 5-6.5MW/min 變負(fù)荷速率模塊。                                                 

2 功能組自動(dòng)化

●一鍵升降負(fù)荷功能組：

325MW?130MW 全自動(dòng)操作，負(fù)荷偏差 ±2MW。                    

●設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)：

給水流量 <404t/h 觸發(fā)三級(jí)報(bào)警，聯(lián)動(dòng)減煤/增泵響應(yīng)時(shí)間 <3s。

04實(shí)施效果與行業(yè)價(jià)值

●調(diào)峰能力：最低負(fù)荷由 50% 降至20%（130MW），單機(jī)調(diào)峰收益提升。

●控制品質(zhì)：主汽壓力波動(dòng) ±0.65MPa，中間點(diǎn)溫度偏差 ±14℃，優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

●自動(dòng)化率：CCS 投用率由 68% 提升至 98%，30% 深調(diào)操作頻次下降 70%。

05結(jié)語(yǔ)

利港電廠直流爐的深度調(diào)峰改造，通過(guò) URO 控制、給水-燃料協(xié)同限值和智能功能組開發(fā)，成功突破直流爐低負(fù)荷瓶頸。該方案在AGC模式下實(shí)現(xiàn) 6MW/min 連續(xù)變負(fù)荷，并驗(yàn)證 20% 負(fù)荷 4 小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行能力，為火電靈活性改造提供新范式。

深度調(diào)峰優(yōu)化控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面-1

深度調(diào)峰優(yōu)化控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面-2

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