INFIT优化控制系统的应用

李亚军　李冲国　李江洪

摘 要：文章着重介绍INFIT优化控制系统在不同负荷段下，对蒸汽温度及压力的调节情况，指出了该优化控制系统在不同负荷段下对汽温及汽压的控制性能。采用了INFIT优化控制系统后，燃煤机组能更好地适应各种变负荷工况，增加机组运行的经济性与稳定性。

关键词：INFIT；协调控制方式；汽温调节

中图分类号：TM621.6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）30-0187-02

Abstract： This paper focuses on the regulation of steam temperature and pressure by INFIT optimization control system under different loads， and points out the control performance of the optimization control system for steam temperature and pressure under different loads. After adopting the INFIT optimized control system， the coal-fired units can better adapt to various variable load conditions， and increase the economy and stability of the unit operation.

Keywords： INFIT； coordinated control mode； steam temperature regulation

1 概述

茂名某热电有限公司（1×600MW）机组锅炉型号为DG1920/25.4-II6型，该型号锅炉系国产600MW超临界参数变压直流本生锅炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道结构，采用烟气挡板调节再热气温，固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，平衡通风、露天布置，前后墙对冲燃烧。该机组采用以锅炉跟随为基础的协调控制方式，在变负荷工况下，过热汽温、再热汽温以及汽压变化幅度较大，经常出現锅炉壁温超限，并出现过爆管事故。公司于2017年立项并于2018年邀请东南大学专业技术人员对该机组控制方式进行优化。

2 原DCS协调及汽温控制系统的性能

由于控制策略不完善，锅炉调节相对于负荷变化滞后严重，因此整体调节性能较差，控制效果如图1所示，从图中可以看出#7机组在投用原DCS协调控制的运行特点：

（1）主汽压力控制：在AGC运行模式下，机组的主汽压力很难收敛到设定值附近，即使在负荷波动很小的情况下，#7机组的主汽压力也存在着约0.8MPa左右的动态偏差；变负荷时，主汽压力偏差更大，经常超过1.0Mpa，最大动态偏差可达1.2Mpa，易超压，并且长时间不能调节稳定，难以收敛到设定值，严重影响了机组的安全经济运行。（2）负荷控制：由于整个协调系统控制很不稳定，机组实际负荷响应能力一般，受主汽压力、汽温偏差大的影响，经常出现负荷指令闭锁增减的现象，不利于调度AGC的考核。（3）煤水等调节量：由于控制回路稳定性差，煤水等调节量经常大范围反复调节，机组变负荷时运行人员需要不断的手动干预，不仅操作量大，而且加剧了受热面的热应力变化，不利于机组的安全、经济运行。（4）主汽温控制：稳态时，#7机组主汽温存在约±10℃的动态偏差；变负荷时，由于主汽压力控制不稳定，水煤比存在失调的情况，导致主汽温出现较大的动态偏差，最低波动至552℃左右，最高可达588.6℃，平均运行水平仅在565℃以下的水平上，经济性和安全性均较差。

3 INFIT协调及汽温优化系统的控制性能

INFIT系统是针对现代火电机组存在负荷升降速率低、关键参数波动大及系统不能很好适应煤种变化等实际问题，通过有机融合预测控制技术、神经网络学习技术及自适应控制技术而设计研发的先进协调及汽温优化控制系统。茂名某热电有限公司（1×600MW）机组于2018年05月22日初次投入INFIT系统后，经过约一周的调试及完善，使该机组的协调、汽温脱硝等控制系统的性能均有了明显提高，下面通过多项变负荷试验的情况说明INFIT优化系统的整体控制性能。

3.1 机组协调变负荷性能试验（高负荷段，变化速率9MW/min）

该机组以9MW/min的速率投入AGC运行方式，机组负荷指令从500MW升至600MW，再降至490MW后又升至600MW，进行了一次高负荷段大幅度的变负荷试验，该过程中机组的负荷、主汽压力、主汽温控制曲线见图2。从图中可以看出该机组投入INFIT优化系统后，在高负荷段进行9MW/min速率变负荷试验的整体控制性能。

负荷控制：变负荷过程中无较大的动态偏差和过调现象，实际负荷响应性能良好，达到了相关技术规范的要求。

主汽压力控制：动态过程平稳，无振荡和大幅过调现象，在变负荷过程中的最大动态偏差小于0.5MPa，且能够较快的回调稳定，整体控制性能良好，达到了相关技术规范的要求。

主汽温控制：主汽温运行的平均值可提高至570℃左右，变负荷的过程中，主汽温的最大动态偏差<5℃，无超温或汽温过低现象，满足相关规定要求。

3.2 机组协调变负荷性能试验（低负荷段，变化速率9MW/min）

该机组以9MW/min的速率投入AGC运行方式，机组负荷指令从460MW降至300MW，之后稳定在300MW附近，进行了一次低负荷段的变负荷试验，该过程中的负荷、主汽压力、主汽温控制曲线见图3。从图中可以看出该机组投入INFIT优化系统后，在低负荷段进行9MW/min速率降负荷试验的整体性能。

负荷控制：实际负荷严格按照设定变负荷速率变化，动态过程平稳，无振荡，过调量很小。

主汽压力控制：与滑压设定值保持相同趋势变化，动态过程平稳，无振荡和大幅过调，在降负荷的过程中的最大动态偏差小于0.4MPa，且绝大部分时间内可以控制在0.3MPa以内，整体控制性能良好。

主汽温控制：主汽温运行的平均值可提高至570℃左右，降负荷的过程中，主汽温的最大动态偏差<6℃，无超温或汽温过低现象，满足相关规定要求。

4 结束语

经过此次对协调控制系统的优化改造，茂名某热电有限公司（1×600MW）机组在后来的加减负荷的过程中，汽温升降平稳，没有大幅度的波动，壁温超限次数明显减少。而且在调整过程中，减温水的使用量大幅减少，降低了机组的煤耗。运行人员在加减负荷过程中，操作量也较之前有所减少，机组的自动化投用率得到了提升，提高了机组运行的经济性与安全性，创造了巨大的效益。

参考文献：

[1]现代火电机组AGC控制的先进解决方案-“INFIT”实时优化控制系统[J].东南大学学报，2010，8.

[2]机炉协调系统模糊增益调度预测控制[J].中国电机工程学报，2005，25（4）：158-165.

[3]一种补偿递归模糊神经网络及其学习算法[J].中国科学（F辑），2009，39（7）：694-703.