預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及火電廠鍋爐控制領(lǐng)域，特別是涉及預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的 控制方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于直流鍋爐采用強(qiáng)制循環(huán)而且受熱區(qū)段無固定界限，因此每一種輸入量的擾動 都將對各個輸出量產(chǎn)生作用，所以電站直流鍋爐都采用比值控制，鍋爐調(diào)節(jié)的關(guān)鍵是控制 汽水分離器出口蒸汽溫度（中間點(diǎn)溫度）的過熱度，保證合適的燃水比。目前國內(nèi)超(超)臨 界機(jī)組的燃水比控制系統(tǒng)分為兩種典型的"水跟煤"和"煤跟水"控制方案。采用"水跟煤"的 控制方案時，燃料量指令直接響應(yīng)鍋爐負(fù)荷指令，給水流量指令一部分根據(jù)鍋爐負(fù)荷指令 和設(shè)計(jì)的煤水比形成，另外一部分由中間點(diǎn)溫度或焓值的穩(wěn)態(tài)校正信號形成。從控制鍋爐 主蒸汽溫度的角度來看，給水流量對中間點(diǎn)蒸汽溫度的影響要快一些，所以采用"水跟煤" 的控制方案有利于主蒸汽溫度的控制，但不利于主蒸汽壓力的控制。采用"煤跟水"的控制 方案時，給水流量指令直接響應(yīng)鍋爐負(fù)荷指令，燃料量指令一部分根據(jù)鍋爐負(fù)荷和設(shè)計(jì)的 煤水比形成，另外一部分由中間點(diǎn)溫度(或者過熱度)或焓值的穩(wěn)態(tài)校正信號形成。采用"煤 跟水"的控制方案有利于主蒸汽壓力的控制，但不利于主蒸汽溫度的控制。
[0003]燃水比的控制是直流鍋爐控制系統(tǒng)中一個最大的難點(diǎn)，直流鍋爐的耦合性、非線 性、時變性構(gòu)成了燃水比控制的難點(diǎn)。燃水比控制兼顧燃料量與給水量的調(diào)節(jié)，通過這個比 值控制環(huán)節(jié)，協(xié)調(diào)二者關(guān)系，如果發(fā)生燃水比失調(diào)，將影響整個機(jī)組的安全運(yùn)行。從目前國 內(nèi)的應(yīng)用情況來看，無論是"水跟煤"控制方式，還是"煤跟水"控制方式，都得到了大量的應(yīng) 用，也取得了較好的控制效果，但由于國內(nèi)大型火電機(jī)組基本上都需要參與電網(wǎng)調(diào)峰，甚至 還參與到深度調(diào)峰中，使得機(jī)組的負(fù)荷變化非常頻繁，在加上鍋爐燃用的煤質(zhì)多變，以及頻 繁的制粉系統(tǒng)啟/停等操作，使得鍋爐燃水比控制很難滿足機(jī)組的變工況要求，造成中間點(diǎn) 溫度和主蒸汽溫度的大幅度波動，危及機(jī)組的安全運(yùn)行。在機(jī)組的變工況過程中，常常需要 運(yùn)行人員不停的手動干預(yù)給水或給煤，造成運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度大，而且不同運(yùn)行人員的操 作水平參差不齊，無法完全抑制中間點(diǎn)溫度和主蒸汽溫度的度波動，而且在手動干預(yù)的操 作過程中還容易出現(xiàn)誤操作，危及機(jī)組安全運(yùn)行，目前，由于鍋爐燃水比失調(diào)而造成機(jī)組跳 閘的事件還是時有發(fā)生。
[0004]直流鍋爐燃水比失調(diào)的危害比較大，當(dāng)中間點(diǎn)溫度過高時，容易引發(fā)鍋爐水冷壁 爆管等危害，還會引起主蒸汽溫度超溫，機(jī)組正常運(yùn)行時，主蒸汽溫度已經(jīng)很高，接近于金 屬材料的極限值，主蒸汽溫度的波動，除了影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 外，還會對機(jī)組的安全運(yùn)行造成威脅，縮短設(shè)備的使用壽命等。當(dāng)中間點(diǎn)溫度進(jìn)一步升高 時，會觸發(fā)鍋爐中間點(diǎn)溫度高保護(hù)而MFT，造成機(jī)組跳閘；當(dāng)中間點(diǎn)溫度過低時，會引起主蒸 汽溫度急劇下降，造成蒸汽帶水，對汽輪機(jī)造成水沖擊等危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種能有效地預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制方法和 系統(tǒng)。
[0006] -種預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制方法，包括：
[0007] 獲取直流鍋爐的汽水分離器出口蒸汽壓力、中間點(diǎn)蒸汽溫度和各級減溫噴水流 量；
[0008] 根據(jù)汽水分離器出口蒸汽壓力和中間點(diǎn)蒸汽溫度控制直流鍋爐的水流量；
[0009] 根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度和各級減溫噴水流量控制直流鍋爐的給煤率。
[0010] 在其中一種實(shí)施方式中，根據(jù)汽水分離器出口蒸汽壓力和中間點(diǎn)蒸汽溫度控制直 流鍋爐的水流量的步驟包括：
[0011]根據(jù)汽水分離器出口蒸汽壓力和中間點(diǎn)蒸汽溫度得到過熱度并根據(jù)過熱度生成 過熱度保護(hù)給水控制指令；
[0012] 根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度生成中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給水控制指令；
[0013] 將過熱度保護(hù)給水控制指令和中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給水控制指令相加，并進(jìn)行濾 波處理得到水流量附加控制指令并根據(jù)水流量附加控制指令控制直流鍋爐的水流量。
[0014] 在其中一種實(shí)施方式中，根據(jù)汽水分離器出口蒸汽壓力和中間點(diǎn)蒸汽溫度得到過 熱度并根據(jù)過熱度生成過熱度保護(hù)給水控制指令的步驟包括：
[0015] 根據(jù)汽水分離器出口蒸汽壓力和中間點(diǎn)蒸汽溫度得到過熱度；
[0016] 將過熱度與第一閾值或第二閾值進(jìn)行比較以判斷過熱度是否過高或過低，當(dāng)判斷 過高時得到正數(shù)過熱度控制指令，當(dāng)判斷過低時，得到負(fù)數(shù)過熱度控制指令，并對正數(shù)過熱 度控制指令和負(fù)數(shù)過熱度控制指令進(jìn)行速率限制運(yùn)算；
[0017] 將限速后的正數(shù)過熱度控制指令和限速后的負(fù)數(shù)過熱度控制指令相加得到過熱 度保護(hù)給水控制指令。
[0018] 在其中一種實(shí)施方式中，根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度生成中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給水控制 指令的步驟包括：
[0019] 將中間點(diǎn)蒸汽溫度與第三閾值進(jìn)行比較以判斷中間點(diǎn)蒸汽溫度是否過高，當(dāng)判斷 過高時，生成初步中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給水控制指令；
[0020] 對初步中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給水控制指令進(jìn)行速率限制運(yùn)算得到中間點(diǎn)溫度超 溫保護(hù)給水控制指令。
[0021] 在其中一種實(shí)施方式中，根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度和各級減溫噴水流量控制直流鍋爐 的給煤率的步驟包括：
[0022] 根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度得到中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給煤控制指令；
[0023] 將各級減溫噴水流量相加得到減溫噴水總流量，并根據(jù)減溫噴水總流量生成減溫 噴水流量過低保護(hù)給煤控制指令；
[0024] 將中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給煤控制指令和減溫噴水流量過低保護(hù)給煤控制指令相 加，得到給煤率附加控制指令并根據(jù)給煤率附加控制指令控制直流鍋爐的給煤率。
[0025] 在其中一種實(shí)施方式中，根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度得到中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給煤控制 指令的步驟包括：
[0026] 將中間點(diǎn)溫度與第四閾值進(jìn)行比較以判斷中間點(diǎn)溫度是否過高，當(dāng)判斷過高時， 得到初步中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給煤控制指令；
[0027] 對初步中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給煤控制指令進(jìn)行速率限制運(yùn)算得到中間點(diǎn)溫度超 溫保護(hù)給煤控制指令。
[0028] 在其中一種實(shí)施方式中，將各級減溫噴水流量相加得到減溫噴水總流量，并根據(jù) 減溫噴水總流量生成減溫噴水流量過低保護(hù)給煤控制指令的步驟包括：
[0029] 采集鍋爐各級減溫噴水總流量相加得到減溫噴水總流量；
[0030] 將減溫噴水總流量與第五閾值進(jìn)行比較以判斷減溫噴水總流量是否過低，當(dāng)判斷 過低時，得到初步減溫噴水總流量保護(hù)給煤控制指令，對初步減溫噴水總流量保護(hù)給煤控 制指令進(jìn)行速率限制運(yùn)算，得到減溫噴水流量過低保護(hù)給煤控制指令。
[0031] -種預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制系統(tǒng)，包括：
[0032] 數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取直流鍋爐的汽水分離器出口蒸汽壓力、中間點(diǎn)蒸汽溫度 和各級減溫噴水流量；
[0033] 水流量控制模塊，用于根據(jù)汽水分離器出口蒸汽壓力和中間點(diǎn)蒸汽溫度控制直流 鍋爐的水流量；
[0034] 給煤率控制模塊，用于根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度和各級減溫噴水流量控制直流鍋爐的 給煤率。
[0035] 在其中一種實(shí)施方式中，水流量控制模塊包括：
[0036] 過熱度生成過熱度保護(hù)給水控制單元，用于根據(jù)汽水分離器出口蒸汽壓力和中間 點(diǎn)蒸汽溫度得到過熱度并根據(jù)過熱度生成過熱度保護(hù)給水控制指令；
[0037] 中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給水控制指令單元，用于根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度生成中間點(diǎn)溫 度超溫保護(hù)給水控制指令；
[0038] 水流量附加控制單元，用于將過熱度保護(hù)給水控制指令和中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給 水控制指令相加，并進(jìn)行濾波處理得到水流量附加控制指令并根據(jù)水流量附加控制指令控 制直流鍋爐的水流量。
[0039] 在其中一種實(shí)施方式中，給煤率控制模塊包括：
[0040] 中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給煤控制單元，用于根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度得到中間點(diǎn)溫度超 溫保護(hù)給煤控制指令；
[0041 ]減溫噴水流量過低保護(hù)給煤控制單元，用于將各級減溫噴水流量相加得到減溫噴 水總流量，并根據(jù)減溫噴水總流量生成減溫噴水流量過低保護(hù)給煤控制指令；
[0042] 給煤率附加控制單元，用于將中間點(diǎn)溫度超溫保護(hù)給煤控制指令和減溫噴水流量 過低保護(hù)給煤控制指令相加，得到給煤率附加控制指令并根據(jù)給煤率附加控制指令控制直 流鍋爐的給煤率。
[0043] 本發(fā)明的預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制方法，根據(jù)直流鍋爐運(yùn)行時的汽 水分離器出口蒸汽壓力、中間點(diǎn)蒸汽溫度和各級減溫噴水流量控制直流鍋爐的水流量以及 直流鍋爐的給煤率，一方面，能夠有效地預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)，另一方面，防止 火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)引起的中間點(diǎn)溫度過高所導(dǎo)致的傷害，確保直流鍋爐穩(wěn)定運(yùn) 行。
【附圖說明】
[0044] 圖1為一種實(shí)施方式的預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制方法的流程圖；
[0045] 圖2為一種實(shí)施方式的預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制系統(tǒng)的功能模塊 圖；
[0046] 圖3為一種實(shí)施方式的預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制系統(tǒng)輸出實(shí)現(xiàn)原理 圖；
[0047]圖4為一個在"水跟煤"控制方式的基礎(chǔ)上實(shí)施本發(fā)明的原理圖；
[0048]圖5為一個在"煤跟水"控制方式的基礎(chǔ)上實(shí)施本發(fā)明的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 如圖1所示，一種預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制方法包括以下步驟：
[0050] S10:獲取直流鍋爐的汽水分離器出口蒸汽壓力、中間點(diǎn)蒸汽溫度和各級減溫噴水 流量。
[0051 ] S20:根據(jù)汽水分離器出口蒸汽壓力和中間點(diǎn)蒸汽溫度控制直流鍋爐的水流量。
[0052] S30:根據(jù)中間點(diǎn)蒸汽溫度和各級減溫噴水流量控制直流鍋爐的給煤率。
[0053]本發(fā)明的預(yù)防火電廠直流鍋爐燃水比失調(diào)的控制方法，根據(jù)直流鍋爐運(yùn)行時的汽 水分離器出口蒸汽壓力、中間點(diǎn)蒸