GE 蒸汽循环在生物质电厂的应用

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关键词:摘要:该生物质发电厂位于陕西,装机规模2×30MW,拥有2台130吨/小时高温高压锅炉,配备2台30MW汽轮发电机组。燃料为农作物秸秆项目名称        陕西某生物质发电厂应用背景        该生物质发电厂位于陕西,装机规模2�30MW,拥有2台130吨/小时高温高压锅炉,配备2台30MW汽轮发组。燃料为农作物秸秆。        秸秆作为一...
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  • 摘要:该生物质发电厂位于陕西,装机规模2×30MW ,拥有2台130吨/小时高温高压锅炉,配备2台30MW汽轮发电机组。燃料为农作物秸秆

项目名称
        陕西某生物质发电厂

应用背景
        该生物质发电厂位于陕西,装机规模2�30MW ,拥有2台130吨/小时高温高压锅炉,配备2台30MW汽轮发组 。燃料为农作物秸秆。
        秸秆作为一种很好的清洁可再生能源,不仅可以达到碳零排放 ,而且含硫量也只有同样热值煤炭的1/3。秸秆发电不但可以减少秸秆焚烧对环境造成的危害、减少温室气体和有害气体的排放,也同时对新农村建设有着重要的促进作用 。
客户需求
        用户要求采用机 、炉、电集中控制,实现全厂辅网、主控一体化 ,便于统一管理。整个机组采用先进的分散控制系统对锅炉 、汽机、除氧给水、减温减压 、空压机房、循环水泵房进行监视、控制和保护。对于燃料 ,由于燃烧因子存在多变,控制系统应能很好的适应变异,从而获得稳定连续的蒸汽生产 。控制系统是生物质电厂实现高效生产的关键之一 ,要求整个系统具有高可用型的架构。
解决方案
        生物质电厂采用了GE先进的PAC8000 系统,并结合锅炉蒸汽循环解决方案。整个系统功能包括数据采集(DAS) 、模拟控制(MCS) 、顺序控制(SCS)、炉膛安全监控(FSSS) 。每台机组采用四对冗余控制器,系统采用高可用架构 ,控制器、网络 、电源等采用冗余技术 。完成以下功能:
        锅炉-汽机协调控制;锅炉辅机联锁及控制;锅炉炉膛安全监督与控制;系统提供定压或变压运行方式,提供机组负荷管理,管理人员可远程输入机组负荷指令 ,提供燃料、风量交叉限幅控制,通过省煤器烟道中测得的含氧量校正锅炉总风量。提供锅炉汽包水位三冲量控制,单冲量和三冲量控制能够无扰切换。
系统配备1个工程师站 ,7个操作员站,辅网和主控既分散又集中 。先进的蒸汽循环解决方案,处理生物质燃料热量因子变异的问题 ,燃料指令根据燃料的不同热量进行自动校正。整个系统架构如下:


        控制器采用高性能的IBM PowC405 G 266MHZ 32位微处理器,25M内存 ,双以太网和串行通讯接口,冗余配置,支持API、现场总线 、ModBus、HART、点对点通讯以及OPC ,此外,控制器和所有模块均可直接安装在防爆2区。一对控制器可安装多64个模块,支持模块热插拔和在线修改 。
        组态工具包Workbench ,是一个完整的项目开发环境,可组态包括仪表索引 、控制策略(过程和离散)、过程可视化、历史(报警及趋势)和工程管理等多项功能的项目工程。提供强大的离线仿真功能,在控制程序下载到控制器之前完成控制策略的功能测试 ,支持在线修改和下装,提供全面的文档自动生成功能。
        PAC8000提供强大的SOE功能,除提供常规的SOE卡件外 ,还提供具有高分辨率的模拟量记录功能,可提供高速SOE,分辨率可达到1/8ms 。
        控制逻辑组态符合 IEC 61131(LD 、FBD、IL和 SFC、ST)要求。并且提供常用的控制策略回路模版 ,如单回路PID ,串级等。
蒸汽循环解决方案Bookshelf
        GE的蒸汽循环解决方案包基于30多年锅炉运行和调节经验,致力于提高锅炉燃烧效率以及提供连续稳定的蒸汽生产 。
        方案除了提供先进的汽包水位三冲量 、空气/蒸汽流量等常规控制策略外,对于生物质燃料也有针对性地处理。众所周知 ,生物质燃料在燃烧过程中,燃料热量因子经常发生改变,方案自动补偿燃料调节指令 ,根据燃料BTU的相对变化连续调节满足负荷线性变化要求。压力变化调节蒸汽流量变化表征了燃料的热量因子变化,锅炉控制指令代表蒸汽流量,锅炉控制输出和蒸汽流量进行比较 ,当发生不一致时,锅炉控制指令将自动调节燃料指令 。


汽机工艺流程示意图如下:


实施结果
       采用GE PAC8000系统搭建统一全厂控制平台,极大地方便了管理和维护 ,实现了全厂可视化和控制 。
       采用先进的控制策略提高了锅炉运行的效率,节约了燃料,更好的符合环境法规要求。
       整个系统设计先进 ,运行稳定 ,为集团向生物质可再生能源领域拓展积累了宝贵的经验。

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