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【摘要】通过对吴泾电厂通流改造工程中，热控改造的介绍，探讨了300MW纯凝机组改造为供热抽汽机组控制设计的一种方案。
【关键词】通流改造；纯凝机组；供热抽汽；本体控制；补水控制；协调控制
1.引言
吴泾电厂11机组原来是300MW纯凝机组，由于吴泾老厂母管制供热机组“上大压小”工程的改造，11机组要具备纯凝和抽汽供热两种工况下发电的工艺要求。为此，11机组于2008年底进行了通流改造工程。
2.通流改造工程简介
通流改造工程的汽机本体部分的结构基本维持原状，改造后汽轮机容量有所增加，额定出力不低于305MW；VWO工况出力不低于331.722MW（对应锅炉最大连续出力1025t/h）。汽轮机处设置1根供热蒸汽管，由中、低压缸连通管上引出，并通过安装在中、低压缸连通管上的调节阀的控制，把供汽压力始终维持在0.981MPa。额定供汽量为150t/h，对应机组负荷为280MW，最大供汽量为300t/h，对应机组负荷为220MW。供热设备还包括供热压力调整门、供热抽汽逆止门、供热抽汽调整门、供热抽汽电动隔绝门及其连接管道和附件等，以调整供热管压力，控制供热管路顺序启停及相应的保护动作。
随着供热蒸汽的增加，11机组补水系统凝汽器新增了大流量补水管道，接入凝汽器接颈处。凝汽器同时进行扩容及鼓泡除氧改造，鼓泡除氧加热蒸汽分2路接入凝汽器，用参数为压力1.5-3bar，温度<200℃，流量为3-6t/h的加热蒸汽进行鼓泡除氧。
3.热控设计
根据通流改造工程的工艺，热控相应在本体控制、补水控制、协调控制等方面进行新的设计，以下逐一分别介绍。
3.1本体控制部分：
本体控制部分主要在DEH系统中完成，主要针对通流改造工程的汽机本体部分的供热设备进行顺序控制、调节控制以及参数计算等工作。
供热系统投入、切除的进行顺序控制为：当进行“供热投入”时，供热抽汽逆止门打开，调节器切至手动状态，供热抽汽流量调整门开度为0，压力调整门开度为100%，由运行人员进行调节控制。当进行“供热切除”时，关闭供热抽汽流量调整门，供热抽汽逆止门，打开压力调整门，恢复机组纯凝工作状态。
由于供热蒸汽压力为定压控制，设计由压力调整门和供热抽汽调整门联合单回路调节供热管道压力。具体调节方式为暖管完成后，通过开启供热抽汽调整门提高被调压力，如果供热抽汽调整门开至100%仍未调节到压力定值，通过适当关小中、低压缸联通管上压力调整门继续调节供热蒸汽压力。反之，先通过压力调整门打开，后通过供热抽汽调整门关小来降低被调压力。而压力调整门设定30%的最小机械开度，以保证中压缸到低压缸最小蒸气流量。
如果在“供热投入”状态下跳机，关闭供热抽汽流量调整门，供热抽汽逆止门，联动关供热抽汽电动隔绝门，供热抽汽电动隔绝门反馈信号关到位后指令关解除，压力调整门关7.5秒后，再打开。其中，压力调整门为失电失油开，供热抽汽流量调整门和供热抽汽逆止门为失电失气关，保证在设备动力源失去的状态下机组的安全运行。而中、低压缸联通管上压力调整门关7.5秒后再打开，主要考虑供热状态下，蒸气供给量增大，突然跳机时，供热管路快速切断，此时适当关小压力调整门对中、低压缸联通管突增的蒸汽启适当的节流作用，避免低压缸转子转速过快造成严重后果。
3.2补水控制部分
补水控制部分主要在DCS系统中完成，其主要控制设计具体如下：
11机组原补水管路上有补水调门1、补水调门2（图1 C-LCV-23-1、C-LCV-23-2），分别用于粗调和细调热井水位（图1虚线框内）。经过通流改造工程后，增加了1路大流量补水管道用于供热工况下的补水供给，由新补水调门1、新补水调门2做粗调和细调控制，其控制方式与原补水调节回路类同，以热井水位做被调量，将供热蒸汽流量计算值做前馈值。
当纯凝工况切换到供热工况时，原补水系统切换至手动状态，新补水系统切换至允许投自动状态，由运行人员将原补水调门1、原补水调门2逐步关闭，新补水调门1、新补水调门2逐步打开至适当位置，再将新补水系统投入自动调节状态。
此外，凝汽器鼓泡除氧改造中，采用的加热蒸汽流量较小，仅为3-6t/h，故该加热蒸汽调门不做自动调节，由运行人员手动调节控制。
3.3协调控制部分
由于供热抽汽的增加，势必要增加给煤量维持机组燃烧控制的平衡。以下是通流改造工程，燃烧率指令变化的LOOP控制图：
其中，11机组DEH采用OVATION控制系统，其特有的STEAMTALBE算法块可根据过热蒸汽的温度和压力，计算出它的焓值，再送至DCS系统，添加到燃烧率指令中（图2的计算后供热热量），保证协调控制的平衡。
4.结论
吴泾电厂11机组通流改造工程，为该机组提供了纯凝和抽汽供热两种运行方式，热控方面涉及到将本体控制、补水控制、协调控制的改动工作，纯凝工况和抽汽工况切换的顺序控制工作，以及相关的保护控制工作。这些热控设计为类似纯凝机组改抽汽供热机组提供了一个参考案例。
参考文献
[1]郑体宽.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2001.
[2]丁有宇，周宏科，徐铸，刘振田.汽轮机强度计算[M].北京：水利电力出版社，1985.
【关键词】通流改造；纯凝机组；供热抽汽；本体控制；补水控制；协调控制
1.引言
吴泾电厂11机组原来是300MW纯凝机组，由于吴泾老厂母管制供热机组“上大压小”工程的改造，11机组要具备纯凝和抽汽供热两种工况下发电的工艺要求。为此，11机组于2008年底进行了通流改造工程。
2.通流改造工程简介
通流改造工程的汽机本体部分的结构基本维持原状，改造后汽轮机容量有所增加，额定出力不低于305MW；VWO工况出力不低于331.722MW（对应锅炉最大连续出力1025t/h）。汽轮机处设置1根供热蒸汽管，由中、低压缸连通管上引出，并通过安装在中、低压缸连通管上的调节阀的控制，把供汽压力始终维持在0.981MPa。额定供汽量为150t/h，对应机组负荷为280MW，最大供汽量为300t/h，对应机组负荷为220MW。供热设备还包括供热压力调整门、供热抽汽逆止门、供热抽汽调整门、供热抽汽电动隔绝门及其连接管道和附件等，以调整供热管压力，控制供热管路顺序启停及相应的保护动作。
随着供热蒸汽的增加，11机组补水系统凝汽器新增了大流量补水管道，接入凝汽器接颈处。凝汽器同时进行扩容及鼓泡除氧改造，鼓泡除氧加热蒸汽分2路接入凝汽器，用参数为压力1.5-3bar，温度<200℃，流量为3-6t/h的加热蒸汽进行鼓泡除氧。
3.热控设计
根据通流改造工程的工艺，热控相应在本体控制、补水控制、协调控制等方面进行新的设计，以下逐一分别介绍。
3.1本体控制部分：
本体控制部分主要在DEH系统中完成，主要针对通流改造工程的汽机本体部分的供热设备进行顺序控制、调节控制以及参数计算等工作。
供热系统投入、切除的进行顺序控制为：当进行“供热投入”时，供热抽汽逆止门打开，调节器切至手动状态，供热抽汽流量调整门开度为0，压力调整门开度为100%，由运行人员进行调节控制。当进行“供热切除”时，关闭供热抽汽流量调整门，供热抽汽逆止门，打开压力调整门，恢复机组纯凝工作状态。
由于供热蒸汽压力为定压控制，设计由压力调整门和供热抽汽调整门联合单回路调节供热管道压力。具体调节方式为暖管完成后，通过开启供热抽汽调整门提高被调压力，如果供热抽汽调整门开至100%仍未调节到压力定值，通过适当关小中、低压缸联通管上压力调整门继续调节供热蒸汽压力。反之，先通过压力调整门打开，后通过供热抽汽调整门关小来降低被调压力。而压力调整门设定30%的最小机械开度，以保证中压缸到低压缸最小蒸气流量。
如果在“供热投入”状态下跳机，关闭供热抽汽流量调整门，供热抽汽逆止门，联动关供热抽汽电动隔绝门，供热抽汽电动隔绝门反馈信号关到位后指令关解除，压力调整门关7.5秒后，再打开。其中，压力调整门为失电失油开，供热抽汽流量调整门和供热抽汽逆止门为失电失气关，保证在设备动力源失去的状态下机组的安全运行。而中、低压缸联通管上压力调整门关7.5秒后再打开，主要考虑供热状态下，蒸气供给量增大，突然跳机时，供热管路快速切断，此时适当关小压力调整门对中、低压缸联通管突增的蒸汽启适当的节流作用，避免低压缸转子转速过快造成严重后果。
3.2补水控制部分
补水控制部分主要在DCS系统中完成，其主要控制设计具体如下：
11机组原补水管路上有补水调门1、补水调门2（图1 C-LCV-23-1、C-LCV-23-2），分别用于粗调和细调热井水位（图1虚线框内）。经过通流改造工程后，增加了1路大流量补水管道用于供热工况下的补水供给，由新补水调门1、新补水调门2做粗调和细调控制，其控制方式与原补水调节回路类同，以热井水位做被调量，将供热蒸汽流量计算值做前馈值。
当纯凝工况切换到供热工况时，原补水系统切换至手动状态，新补水系统切换至允许投自动状态，由运行人员将原补水调门1、原补水调门2逐步关闭，新补水调门1、新补水调门2逐步打开至适当位置，再将新补水系统投入自动调节状态。
此外，凝汽器鼓泡除氧改造中，采用的加热蒸汽流量较小，仅为3-6t/h，故该加热蒸汽调门不做自动调节，由运行人员手动调节控制。
3.3协调控制部分
由于供热抽汽的增加，势必要增加给煤量维持机组燃烧控制的平衡。以下是通流改造工程，燃烧率指令变化的LOOP控制图：
其中，11机组DEH采用OVATION控制系统，其特有的STEAMTALBE算法块可根据过热蒸汽的温度和压力，计算出它的焓值，再送至DCS系统，添加到燃烧率指令中（图2的计算后供热热量），保证协调控制的平衡。
4.结论
吴泾电厂11机组通流改造工程，为该机组提供了纯凝和抽汽供热两种运行方式，热控方面涉及到将本体控制、补水控制、协调控制的改动工作，纯凝工况和抽汽工况切换的顺序控制工作，以及相关的保护控制工作。这些热控设计为类似纯凝机组改抽汽供热机组提供了一个参考案例。
参考文献
[1]郑体宽.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2001.
[2]丁有宇，周宏科，徐铸，刘振田.汽轮机强度计算[M].北京：水利电力出版社，1985.