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创新成果|零成本仿真破局,陕煤石电攻克给水控制顽疾 ——从大胆假设到精准施策,一场技术攻坚的数字化实践
发布时间:2025-05-23     作者:陆苗苗 曹泽学 陈二磊     访问量:580    

 

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问题溯源深调扰动暴露系统缺陷

2022年2月,石门公司3号机组深度调峰期间,主蒸汽流量降至300t/h以下,触发给水控制由三冲量模式自动切至单冲量模式。切换过程中,给水指令发生突变,引发汽包水位波动大,影响机组安全运行。尽管当时通过调整切换值来缓解,但后续发现3、4号机组的给水控制始终存在以下问题:给水控制不能做到全程自动;单/三冲量无法实现无扰切换;给水自动投入时,给水泵转速波动最大可超过100r/m。

破局路径:从大胆假设到仿真验证

针对以上历史问题,石门电厂热控攻关小组大量分析历史数据,仔细查找问题产生的原因,依次排除了伺服阀、LVDT、油质等问题。面对三个核心问题,热工人员常规处理未见成效,陷入纠结-尝试-纠结,既然传统思维解决不了问题,那么只有打破传统思维定式了,尽管3、4号机组给水控制逻辑已稳定运行十余年,攻关小组依然大胆假设,提出颠覆性观点:“设备老化并非主因,原始控制逻辑的跟踪切换存在问题”!为了验证此观点,攻关小组利用仿真软件,自行搭建对象模型,模拟实际汽包水位、蒸汽流量、给水流量的变化,对切换值、PID参数、前馈补偿等多个参数进行了成百上千次的组合仿真,终于找到了症结所在:给水控制单、三冲量的跟踪设置均不合理;给水泵VCC卡内部参数与实际工况不匹配。

零成本改造:逻辑重构实现双向无扰切换

锁定关键问题之后,结合实际工况和数十次仿真验证,热控攻关小组终于给出了一套最优的解决方案:优化给水泵VCC卡内部参数设置,采用变积分控制算法提升汽泵转速控制调节精度;转速控制在手动和自动时,分别采用不同的给水副调节器跟踪值;单冲量控制PID跟踪给水副调节控制指令,保证单/三冲量双向切换时无扰动。

成效数据:安全与经济的双重提升

逻辑修改后,3、4号机组的给水自动控制优化取得了显著的效果,给水泵的转速波动幅度由原来的±100r/m下降到±5r/m以内,提高了机组的热效率,降低了厂用电率;给水控制单/三冲量和给水控制手/自动控制都实现了双向无扰切换,大大提高了自动投入率,减少了系统扰动,降低了给水泵能耗,为机组稳定运行提供了可靠的数据支持,实现了安全与经济的双提升。

陕煤电力石门有限公司打破传统思维模式,从大胆假设到仿真求证,这场攻坚战不仅根治了二十年的设备顽疾,也展现了检修人员的不畏艰难、敢于创新的精神,重新定义了老电厂的智慧新生。热控技术攻关人员撰写的论文《火电厂汽泵转速异常波动分析及处理》被评为湖南省电机工程学会热工自动化专业委员会2024年年会优秀论文三等奖,“3号机组汽包水位自动控制逻辑优化”荣获2024年度热工专业技术监督优秀项目。陆苗苗 曹泽学 陈二磊)


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