降低引风机汽耗控制优化WORD最终版 修复的.docx
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降低引风机汽耗控制优化WORD最终版修复的
降低引风机汽耗
编写：
张琴玲
淮浙煤电凤台发电分公司热控点检组
2015年1月
、小组概况
小组名称
淮浙凤电热控点检组
注册号
HZMDQC14015
成立时间
2014.01
注册时间
2014.01
课题类别
现场型
活动时间
2014.01~2015.1
TQC受训时间
40小时
活动次数
16
小组人数
8
小组人员概况
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
小组分工
张琴玲
女
36
本科
工程师
组长
刘晓军
男
42
本科
工程师
顾问指导
唐龙胜
男
37
本科
工程师
方案制定
葛伟
男
35
本科
工程师
现状调查
侯正炜
男
26
本科
助理工程师
实施前后效果测量记录
湛戌
男
30
本科
助理工程师
具体实施
林斌
男
31
本科
助理工程师
实施前后效果对比
张云鹏
男
24
本科
助理工程师
具体实施
陈稳
男
25
本科
助理工程师
具体实施和PPT发布
QC小组活动程序图（现场型课题）
（1）课题背景
1、课题选择
（2）现状调查
（3）选题理由
（4）确定课题
（1）设定目标
2、设定目标
（2）目标值
P
3、原因分析
（1）找出原因
（2）确定要因
（1）制定对策
4、对策与实施
A
C
D
（2）对策实施
（1）有形经济效益
（1）与目标值比较
（2）应用验证
5、确定效果
6、经济效益
（2）无形经济效益
7、巩固措施
8、总结与打算
二、课题选择
（一）课题背景
我厂二期两台660MW超超临界机组采用了背压式回热式汽动引风机，已经解决了电动引风机与脱硫增压风机合并后带来的启动电流大、厂用电电压级高等问题，降低了厂用电率。
但另一方面，因引风机汽轮机需要大量的使用冷再汽源，势必造成再热蒸汽量的减少，最终增加机组煤耗。
如何在保证引风机出力的同时减少引风机汽耗成为了目前亟待解决的问题。
（二）现状调查
为了掌握活动的一手资料和保证资料的准确性，小组成员对两台机组各负荷段的引风机汽耗量进行跟踪，以4号机组运行数据为例，对比引风机的设计汽耗量。
相同负荷下引风机汽轮机设计转速与实际转速对比
相同负荷下引风机汽轮机设计汽耗与实际汽耗对比
从以上两个对比的折线图可以看出，引风机的设计出力有很大裕量，各个工况下，实际引风机出力只有设计值的82%左右，而实际的引风机汽轮机汽耗量占设计汽耗量得90%左右，由此可得出引风机并非在最优工况下运行，引风机的汽耗量还有进一步减少的空间。
（三）选题理由
随着超临界、超超临界机组目前面临的最主要的任务就是节能减排，如何改善厂用电、煤耗等经济指标，采用汽动引风机从降低厂用电率方面取得了很大成效，但随之而来的能耗就是引风机耗汽量。
节能要求
存在问题
引风机汽轮机运行参数与设计值比较，还未达到最优状态，需要进一步优化完善。
降低引风机汽耗
活动课题
三、设定课题目标
降低机组汽动引风机耗汽量，降低量为当前汽耗量的20%。
机组满负荷情况下，两台引风机汽耗量由50t/h左右降低到40t/h。
（一）课题目标
2．目标值的设定的依据：
A、二期机组的最高目标是争创国优金奖，机组的性能指标极为重要。
所以各级领导重视，活动的时间、费用和人员配合容易落实。
B、班组开展QC活动多年，经验丰富，成果显著，有较强的组织实施能力，小组成员专业素质强，本次课题目标值的实现在组织上、技术上是有保证的。
C、把活动目标值“降低汽动引风机耗汽量20%”，是通过一期电动引风机能耗降低优化的最终实现值15%的基础上指定的。
考虑到新机组的设备性能好，可优化空间大，该目标通过努力是可以实现的。
四、原因分析
（一）找出原因
小组成员采用头脑风暴法对引风机耗气量偏大原因进行分析，从人、机、料、法、环、测六个方面寻找原因：
安装工艺不过关
（二）要因确定
要因确认表
末端因素
确认办法
确认情况
结论
负责人
1
操作安全余量较大
现场调查
运行人员关于再热器温度的调节和引风机汽轮机排汽压力的调节多数情况下处于手动调节，调查原因为过热器再热器烟气挡板和引风机低加旁路挡板的自动调节回路存在一定的问题，自动调节效果差，只能手动调节，留有大于自动调节的余量是不得已而为之。
非要因
2
安装工艺不过关
现场调查
检查影响引风机汽耗量的相关执行机构的行程定位，阀门的死区和漏流量均满足规范要求的值（？
）
非要因
3
风机出力未达到设计参数
对比分析
对比引风机实际出力与设计出力，相同负荷下，引风机实际转速仅为设计转速的80%左右，炉膛负压却能满足工况要求，说明引风机出力不存在低于设计值得问题。
非要因
4
相关调节阀门特性差，漏流大
调查分析
电源线进机房虽未穿金属管敷设，但采用金属铠装，并在两端分别接地，变电所3次过电压事故调查，没有发现因通信电源线问题引发通信设备故障。
非要因
5
控制策略不完善
试验验证
通过4号机引风机小机排汽压力调整试验，引风机低加旁路调节阀的开度对两台引风机汽轮机排汽压力有着非常大的影响，当负荷不变，两个调阀全全关时排汽压力是全开时的20~30%，耗气量也减小了7%。
由此得出引风机汽轮机排汽压力的调节性能的好坏直接影响引风机耗气量的的大小。
要因
6
烟道阻力大
调查分析
目前设计的再热汽温控制策略为再热器烟气挡板和过热器烟气挡板开度之和保持100%不变，并且在开度指令变化时过热器和再热器挡板开度方向相反，这样就导致了再热和过热两个烟气挡板在各个工况都维持在半开状态，这样就使得烟气阻力增大，并且增加了引风机的出力。
引风机出力增大，势必造成引风机汽轮机进汽流量增大。
要因
7
仪表误差超差
检查测试
检查4号机组汽动引风机进口蒸汽流量孔板、变送器，DCS卡件，未见异常。
变送器、DCS通道校验合格，误差均在允许范围，流量计算公式正确，不存在测量误差偏大的情况。
非要因
1.引风机小机排汽压力调整试验（以4号机组为例）
3号机负荷
360MW
引风机低加
凝结水旁路调阀1开度（%）
引风机低加
凝结水旁路调阀2开度（%）
冷再至引风机小机流量（t/h0
引风机小机A
排汽压力（KPa）
引风机小机B
排汽压力（KPa）
整个试验期间负荷不变（360MW左右），初始数据记录：
362
99
99
32.6
42
46
关闭引风机低加A疏水电动阀和进汽电动阀（注意水侧不隔离），低加旁路调阀1、2均关闭，记录数据：
362
0
0
30.36
9.67
13.13
关闭引风机低加A疏水电动阀和进汽电动阀（注意水侧不隔离），低加旁路调阀1逐步开大、调阀2关闭，记录数据：
调阀1为10%
10.5
0
31.69
13.69
17.12
调阀1为20%
20
0
30.77
16.19
20.12
调阀1为30%
30.1
0
30.85
16.7
20.12
调阀1为40%
40.9
0
31.25
25.2
29.01
调阀1为50%
50.2
0
31.85
35.49
39.31
调阀1为60%
60.2
0
30.81
34.74
38.91
调阀1为70%
70.8
0
31.42
40.25
44.45
调阀1为80%
80.6
0
31.49
42.76
47.44
调阀1为90%
90.8
0
32.09
44.77
48.94
调阀1为100%
99.9
0
32.63
51.0
54.98
关闭引风机低加A疏水电动阀和进汽电动阀（注意水侧不隔离），低加旁路调阀1全开、调阀2逐步开大，注意引风机小机排汽压力200kPa则调阀2不再开大，试验结束！
调阀2为10%
99.8
10
32.97
59.0
63
调阀2为20%
99.86
20.59
34.71
96.9
101.56
调阀2为30%
99.85
30.43
34.57
104.89
109.35
调阀2为40%
99.85
40.44
35.24
122.97
126.91
调阀2为50%
99.86
50.61
35.63
136
140.9
调阀2为60%
99.84
60.34
36.91
172.14
177.02
调阀2为65%
99.84
65.89
38.08
204.43
209.56
表三：
4号机引风机小机排汽压力调整试验数据
五、对策与实施
（一）制定对策
为了小组目标值的实现，针对经过“要因”论证后确认的控制策略不完善、烟道阻力大两个主要原因，采用头脑风暴法，让小组成员充分发表自己的意见和想法，并对各种见解进行进一步评价、论证，归纳出如下实施对策表。
对策表
No.
1
2
要因
控制策略不完善
烟道阻力过大
对策
完善引风机汽轮机排汽控制策略
调整过热、再热烟气挡板开度
目标
在保证小汽轮排汽有足够过热度的情况，逐渐降低排汽压力，接近设计值
在保证再热汽温调节稳定的前提下，开大过热、再热烟气挡板开度，实现烟道阻力最小。
措施
对两个并列运行的引风机低加旁路调节阀实现优先开主调节阀，主调节阀余量不够再开辅调节阀。
根据试验结果修改过热、再热烟气挡板自动调节逻辑中的开度曲线
负责人
湛戌张云鹏
湛戌张云鹏
完成
日期
12月25日
12月30日
制表：
时间：
2013年12月20日
实施1
（二）对策实施
优化引风机汽轮机排汽压力控制策略。
1、改善前逻辑说明：
引风机低加旁路调阀为两个通流大小一致的电动调节阀，控制方式为同时控制引风机A、B的排汽压力。
具体为引风机汽轮机A、B的两个排汽压力取大值分别作为两个调节的被调量，这样的控制方式由两方面的缺陷：
a两个调阀的设定值必须一致，且容易互相影响，很难调稳，导致一直存在控制偏差，经常性出现调节积分饱和的现象。
b两个阀门同时调节，会造成两个阀门同时存在节流，影响凝泵效率，不利于机组节能。
2、优化控制策略
策略1
将旁路调节阀1和调节阀2用同一个PID同时调节，在PID出口分别拟合不同的F（X）曲线，确保两个阀门在一个接近全开后再投入另一个运行。
因机组在不同负荷阶段的引风机汽轮机排汽压力设定值区别较大，为减少运行人员经常性手动调整设定值，将设定值拟合成负荷的曲线函数，减轻运行人员劳动强度。
参数
函数曲线
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
X4
Y4
X5
Y5
X6
Y6
X7
Y7
调节阀1F（x）曲线
0
0
45
100
100
100
调节阀2F（x）曲线
0
0
30
0
100
100
设定值F（x）曲线
0
0
160
20
260
30
360
30
460
50
560
60
660
120
表四：
旁路调节阀1、2指令函数、排汽压力设定值函数表
策略2
将旁路调节阀1和调节阀2用两个PID分别调节，两个调节阀的设定值均为负荷曲线函数，将调节阀1作为主调节阀，调节阀2作为副调节阀，将调节阀1开度低于95%作为闭锁调节阀2开启的条件，同时将调节阀2开度大于5%作为关闭调节阀1的闭锁调节，确保开阀时先开调节阀1，关阀时先关调节阀2。
效果对比
策略
实施的难易性
调节的稳定性
调节的及时性
维护的难易性
1
2
实施2
1.过热、再热烟气挡板开度调整试验
2014年12月19日上午8时左右开始对4号机组进行过热再热烟气挡板进行开度调整试验，当时过热烟气挡板开度为42.13%，再热烟气挡板参数为68.30%。
首先由运行人员将过、再热器烟气挡板自动解除，热控人员修改控制参数，调整完后投入过、再热器烟气挡板自动，由于过热器挡板开度有一个-45的偏置，需要最终置0。
由运行人员手动减小过热器烟气挡板偏置，逐渐调整最终过热烟气挡板偏置为0，在调整过程中再热汽温变化正常。
通过试验，我们发现在两个烟气挡板开度均开大的情况下两台引风机汽轮机的转速均有明显下降，均下降了500r/min，而且进气量也有了明显的改变，由原来的30.22t/h降低到23.07t/h。
此时机组负荷和炉膛负压、锅炉总风量没有明显变化。
由此我们得出，通过优化过热、再热烟气挡板的控制，可以减少23%的耗汽量。
2.修改过热烟气挡板指令函数
调整过热烟气挡板指令函数，原函数总指令为100时，挡板关至10%，改为总指令在0~70%时挡板始终开度保持100%的开度，总指令超过70%后挡板开始关小，直到总指令到170%后阀门关到10%。
见下表。
曲线参数
函数
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
修改前F（x）曲线
0
100
100
10
修改后F（x）曲线
0
100
70
100
170
10
表五：
过热烟气挡板指令函数表
3.修改再热烟气挡板指令函数。
调整再热烟气挡板指令函数，原函数总指令为0时，挡板开至10%，总指令为100%，挡板实际开度指令也为100%。
在原来基础上增加一段曲线，当总指令为100%~170%之间时，挡板实际指令保持在100%不变。
见下表
曲线参数
函数
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
修改前F（x）曲线
0
10
100
100
修改后F（x）曲线
0
10
100
100
170
100
表六：
过热烟气挡板指令函数表
六、确定效果
对策实施后，每月对各个负荷段的引风机汽轮机耗汽量进行分析统计，对比改善前数据，引风机汽轮机耗汽量有明显减小，减小量均在原耗汽量的20%以上。
负荷MW
367
388
406
482
574
627
635
656
优化前引风机耗汽量（t/h）
25.6
26.9
29.8
32.5
35.1
45.7
47.1
50.2
优化后引风机耗汽量（t/h）
18.16
20.86
23.65
25.84
26.3
32.72
34.7
35.1
表七：
改善前后耗汽量对比
七、经济效益
（一）有形经济效益
从表可以看出在各负荷段平均节约蒸汽量达25%，节能效果明显。
按单台风机功率2373KW,每小时节能为2373*2*25%=1186.5KW*h，按二期平均利用小时数5154.26，1186.5*5154.26=6115529.49KWh，发电成本按0.25元计算，年节约成本6115529.49*0.25=152.8882万元
（二）无形的经济效益
1、提高了机组的性能指标，为二期机组争创鲁班奖和国家金奖增加了筹码，
2、在同行业对标中提高了竞争实力，提高了凤电的知名度。
八、巩固措施
（一）专人负责建立跟踪体系，定期记录和分析。
（二）与运行部密切配合，进行专人专项配合。
（三）根据分析得出的结论进一步优化参数或逻辑。
九、总结与打算
通过此次QC活动，小组成员充分发挥了各自的潜能，提出不同的意见，最终圆满地完成了课题，使小组成员参与意识、个人能力、对QC知识的掌握以及解决问题信心和能力、精神面貌等各方面得到了增强。
小组成员自我评价表
序 号
项目
自我评价
活动前（分）
活动后（分）
1
质量意识
3
5
2
个人能力
2
4
3
QC知识
2
4
4
解决问题的信心
3
5
5
团队精神
3
5
小组成员自我评价雷达图如下：
引风机汽耗大
升级会员 