大型超超临界火力发电机组具有节能减排的显著优势,已成为火力发电发展的主要方向。被称为“大脑”和“神经中枢”的自动化成套控制系统的自主研发已成为国家重大战略需求,被列为国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意见》16个专项之一。
项目承担单位依托国家自然科学基金、国家863计划、国家能源局新技术示范项目,围绕大型火力发电机组建模、检测、控制与仿真等内容,开展了系统深入的基础理论研究与技术攻关,实现了关键技术的突破和成套自动化装备制造的自主化、国产化,并在国电谏壁发电厂2X1000MW超超临界机组成功应用,结束了国外技术长期垄断的局面。
成果介绍
1、大型超超临界机组复合建模理论与状态重构技术。提出了基于机理分析与数据分析的热力发电过程复合建模理论,建立了1000MW超超临界机组非线性控制模型、变相变点高精度仿真模型;基于大数据信息融合技术,构造了入炉煤质、烟气含氧量、热量信号、受热面积灰结渣等状态参数,为大型超超临界机组智能优化控制提供了必要的模型与信号基础。
2、大型超超临界机组智能优化控制技术。研发了大型超超临界机组智能优化协调控制系统,包括煤质在线校正、基于规则的燃烧优化控制、机组非线性协调控制、汽温非线性控制、控制器参数鲁棒优化整定等,实现了机组快速深度变负荷工况下高效率、低排放综合优化控制。
3、自动化成套控制系统装备研发与集成应用技术。提出了基于分布式实时数据库与分布式计算环境的柔性分域技术,支持自动化成套控制系统大规模应用的需求;构建了信息安全主动防御体系,保证了自动化成套控制系统的安全性与可靠性;开发了基于虚拟DCS的1000MW超超临界机组全激励仿真技术;研发了"机炉电辅仿"一体化的超超临界机组自动化成套控制系统,掌握了自动化成套控制系统装备制造技术与系统设计、调试、运行维护技术。
该系统于2011年1月在国电谏壁电厂投运以来,运行稳定可靠,解决了机组大比例劣质煤掺烧控制等难题,实现了机组高效率低排放综合优化控制。并在我国多台超超临界机组上推广应用。项目通过了中国电机工 程学会、国家科技部、国家能源局组织的技术鉴定和新技术示范工程验收。
奖项等级
国家科学技术进步奖二等奖(2014年度)
成果团队
项目主要完成人:刘吉臻、牛玉广、曾德良、刘长良
完成单位:华北电力大学、华北电力设计院工程有限公司、北京首航艾启威节能技术股份有限公司、中国国电集团公司
该系统设计思想先进、功能齐全、可靠性高、控制品质优良,整体技术国际先进、部分关键技术居国际领先水平。