江苏利港电力有限公司供热智慧控制与经济调度

■项目背景

利港电厂拥有8台发电机组，总装机容量4040MW，是中国华东地区最大的火力发电厂。除了发电，利港电厂还向附近的大型工厂供热，最大供热能力1000t/h，目前实际供热量400～500t/h。

利港电厂的供热系统庞大而复杂，除了由8台机组向其提供6种不同参数等级的蒸汽和高低压减温水外，供热系统还包括38套减温减压器、2套冷热蒸汽混合器、3台减温水增压泵，拥有超高压、高压、中压、低压不同参数等级的供热蒸汽母管6条和高低压减温水母管各一条。供热距离2～5km。

供热系统设备众多、系统复杂，加之客户对蒸汽参数稳定性、供热可靠性、经济性的高要求，给供热系统的监控和自动化水平提出了新的需求。

■面临的挑战

•供热系统多机组供给、多参数输出

每一路供热的出力（load）控制设备，都是在各台机组的DCS中控制。多路供热同时供给某一条母管，就需要有一个负荷（load）协调、分配机制。

•长距离供热

供热距离远（2～5km），管道的容积效应显著、系统惯性大。

•用户对蒸汽参数的控制精度、可靠性和稳定性有着严苛的要求

供热客户为化工企业，客户对供热参数的稳定性、安全性有极严格的要求，如供热参数超过允许值时，会影响用户的产品质量，如果供热断供会造成用户更大的经济损失，同时电厂也会被商业罚款。

•不断进行的扩容改造

在艾默生实施供热系统控制优化的过程中，客户还在不断地改造、完善其供热工艺系统。

•经济调度

在实现自动调度、可靠调度的同时，客户希望能兼顾经济调度，提高供热的经济性。

■ 艾默生解决方案

•新建供热控制中心

建立一个独立于机组、可实现跨机组调度、跨机组备用控制的新的DCS系统----供热调度中心，来协调各机组的供热蒸汽负荷，使其总供热量与热用户需求之间的保持平衡，进而维持供热压力的稳定。供热中心监控系统的设计，本着无人值守的设计理念，提高控制的自动化水平。供热中心控制供热系统公用设备及系统的运行，负责供热负荷调度，发电机组完成机组侧设备的基本控制，并执行调度指令。同时，热调中心也是一个经济调度、智能供热的处理平台。

•对6段供热母管压力进行远距离精确控制

创新地集成了串级控制、变参数控制与智能动态前馈补偿的控制技术，结合专家经验，实现全工况下多母管的蒸汽压力精准控制。（项目完成后，所有母管压力控制的最大动态偏差均不超过±0.1Mpa,满足热用户严格要求。）

•提高供热的可靠性

1)采用备用自动投入控制。当运行减温器退出自动控制后，备用减温器立即投入控制

2)多个自动控制回路协同控制。在一路自动控制退出后，其他自动控制回路可以继续工作，完成控制功能。

3)超高压母管供热蒸汽经减温减压后作为低压力等级母管备用汽源。

•对N-1控制余量进行显示，超出后发出启停供热回路指令并报警

通过对供热系统能力的实时监测，并给予管理人员报警提示，显著提高了供热系统控制、调度的可靠性。实时对每一路供热的动态、静态最大出力进行计算并比较处理，确认供热回路中出力最大的一路供热的出力小于其他回路的动态供热能力之和，否则系统发出不满足N-1运行报警；并发出自动启动备用供热回路请求。如果供热系统具备N-2控制余量，则控制系统发出满足N-2运行报警；并发出自动停某路供热回路请求。

•经济性调度

采用艾默生经济优化软件（EO），对每一路供热的供热成本进行核算，动态地给出成本经济最优时的每一路供热目标供热量。

■项目意义

1)国内首次为供热系统设置独立的DCS控制系统----供热控制中心，不仅实现了全厂供热的统一监控、统一调度，更为经济调度、无人化智慧供热提供了强有力的平台。

2)使用先进控制策略，克服控制对象的大惯性，首次实现了远距离供热压力的精准控制。

3)通过备用控制、N-1调节余量控制，实现了供热系统的可靠运行。在单一设备或机组异常的条件下，供热系统依然可以正常供热。

4)实现了全部供热回路的的全工况全参数自动调节。

5)利用艾默生经济优化软件（EO），实现了全厂供热经济调度指导功能。

6)高度灵活地满足了客户供热系统改造周期长、间歇改造的建设需求。实现了供热设备边改造，控制系统边优化调试，柔性配合了供热系统的设备改造更新和工程建设。