智•无界 | 艾默生嵌入式先控软件实现利港电厂直流炉20% 一键深调

随着清洁能源装机规模的快速扩容，其出力特性呈现显著的随机性、间歇性与波动性，配套调峰能力不足的问题日益凸显，各地相继明确 30% Pe 以下甚至 20% Pe 超低负荷深度调峰的目标要求。

艾默生始终聚焦行业痛点，通过技术创新与工程实践的深度融合，助力客户在满足电网灵活调度要求的同时有效保障机组安全稳定运行。

以利港电厂为例，本文将深度解析 Ovation DCS 系统在直流炉深度调峰中的应用实践，着重阐述如何依托嵌入式先进控制技术来应对上述挑战。

01项目背景与需求

利港电厂 650MW 超临界直流炉，采用 П 型露天布置+四角切圆燃烧设计，原最低调峰负荷为 50%。为响应电网新能源消纳需求，需通过 DCS 优化实现 20% 负荷（130MW）深度调峰，并达成目标：

1.控制稳定性：

主汽压力偏差 ≤±0.8MPa，中间点温度波动 ≤±16℃。

2.自动化水平：

CCS 全负荷段投用，AGC 指令跟随速率 ≥1% Pe/min。

3.安全边界：

分离器水位保护、水冷壁温度超限预警阈值动态调整。

02直流炉深度调峰三大控制难点

与DCS破解方案

1 水煤比（WFR）动态解耦控制

●难点：

无汽包结构导致工质流程敏感，负荷突变易引发主汽温/压振荡。

●DCS 策略：

1. URO 控制系统：中间点温度偏差 ≤±10℃ 时优先调节给煤量，超限后联动给水快速抑制（较原 CCS 调节速度提升 40% ）

2. 重构滑压曲线，130MW 负荷主汽压降至 11.8MPa（原系统最低 16.4MPa）

2 干/湿态无扰切换控制

●难点：

低负荷下给水流量冗余导致分离器水位波动。

●DCS 策略：

1. 给水主控自适应限值：负荷 >250MW 时下限 560t/h，<200MW 切换至 404t/h。

2. 炉水循环泵联锁启动，主汽压力波动压缩至 ±0.65MPa。

3 燃烧系统宽负荷稳燃

●难点：

低负荷煤粉浓度分布不均，炉膛负压波动。

●DCS 策略：

1. 磨煤机智能启停功能组：负荷 <180MW 自动启停磨煤机，煤量波动 ≤±2t/h。

2. 四角切圆风量配比优化，氧量稳定在 9%-10%。

03DCS深度调峰关键技术落地

1 控制逻辑重构

●煤水曲线扩展：

新增 20%-50% 负荷段参数，破解低负荷煤水失配。                          

●压力-负荷协同：

开发 5-6.5MW/min 变负荷速率模块。                                                 

2 功能组自动化

●一键升降负荷功能组：

325MW↔130MW 全自动操作，负荷偏差 ±2MW。                    

●设备联锁保护：

给水流量 <404t/h 触发三级报警，联动减煤/增泵响应时间 <3s。

04实施效果与行业价值

●调峰能力：最低负荷由 50% 降至20%（130MW），单机调峰收益提升。

●控制品质：主汽压力波动 ±0.65MPa，中间点温度偏差 ±14℃，优于设计标准。

●自动化率：CCS 投用率由 68% 提升至 98%，30% 深调操作频次下降 70%。

05结语

利港电厂直流炉的深度调峰改造，通过 URO 控制、给水-燃料协同限值和智能功能组开发，成功突破直流炉低负荷瓶颈。该方案在AGC模式下实现 6MW/min 连续变负荷，并验证 20% 负荷 4 小时稳定运行能力，为火电灵活性改造提供新范式。

深度调峰优化控制系统人机交互界面-1

深度调峰优化控制系统人机交互界面-2

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