供熱機(jī)組多煤種混燒工況克服主蒸汽壓力波動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于火力發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種供熱機(jī)組多煤種混燒 工況克服主蒸汽壓力波動(dòng)控制方法。可用于供熱火電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的主蒸汽壓力 自動(dòng)控制，保證機(jī)組在負(fù)荷響應(yīng)快速穩(wěn)定的同時(shí)，自動(dòng)將主蒸汽壓力控制在合理范圍內(nèi)。
【背景技術(shù)】
[0002] 供熱火電機(jī)組運(yùn)行工況多變，包括純凝汽工況、工業(yè)抽汽工況、采暖抽汽工況、工 業(yè)抽汽和采暖抽汽同時(shí)存在工況等。供熱機(jī)組不同工況的運(yùn)行特性不同，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng) 的要求不同。供熱火電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行時(shí)很難堅(jiān)持燃用設(shè)計(jì)煤種，甚至連燃用校核煤種都 無(wú)法保證，往往是來(lái)什么煤就燒什么煤，多煤種混燒工況在此來(lái)煤情況下產(chǎn)生。為了電網(wǎng)的 安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和提高供電電能質(zhì)量，電網(wǎng)公司要求上網(wǎng)供熱火力發(fā)電機(jī)組必須具備 調(diào)頻調(diào)峰功能，并提出了具體的技術(shù)指標(biāo)和考核辦法。供熱火電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是機(jī)組 控制中的最高級(jí)控制器，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)汽輪機(jī)與鍋爐間的能量平衡控制，保證機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào) 頻調(diào)峰的調(diào)節(jié)品質(zhì)。供熱機(jī)組協(xié)調(diào)控制被控對(duì)象為多輸入多輸出系統(tǒng)，具有非線性、參數(shù)慢 時(shí)變、以及大遲滯與大慣性的特點(diǎn)。尤其體現(xiàn)在運(yùn)行工況多變的控制環(huán)節(jié)，從非供暖期控 制，到供暖期控制，再到工業(yè)供熱控制，整個(gè)過(guò)程環(huán)節(jié)較多，給主蒸汽壓力控制帶來(lái)許多困 難。
[0003] 近些年眾多國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)火電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主蒸汽壓力控制相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行 了研究與探討，例如《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》的《超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)新方法及其 工程應(yīng)用》，給出超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)受控對(duì)象的一種實(shí)用數(shù)學(xué)模型，采用觀測(cè)器預(yù)估燃煤的熱 值，設(shè)計(jì)一種基于增量式函數(shù)觀測(cè)的狀態(tài)反饋+串級(jí)PID+智能控制（IC) +熱值補(bǔ)償（BTU) 的綜合型協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)?！秳?dòng)力工程學(xué)報(bào)》的《鍋爐燃燒系統(tǒng)的自適應(yīng)預(yù)測(cè)函數(shù)控制》提出 了一種基于卡爾曼（CARMA)模型的自適應(yīng)預(yù)測(cè)函數(shù)控制方法，通過(guò)實(shí)時(shí)辨識(shí)過(guò)程模型的參 數(shù)，不斷去修正預(yù)測(cè)函數(shù)控制器的參數(shù)。中國(guó)專(zhuān)利"基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參 數(shù)動(dòng)態(tài)整定方法"專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N201210414078. 9,提出了利用計(jì)算機(jī)軟件輔助求取控制算 法參數(shù)，簡(jiǎn)化調(diào)試過(guò)程，縮短動(dòng)態(tài)參數(shù)求取時(shí)間。中國(guó)專(zhuān)利"直流爐單元機(jī)組直接能質(zhì)平衡 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)"專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N201110103988. 0,提出采用直接能量平衡機(jī)理實(shí)現(xiàn)汽機(jī)功率 調(diào)節(jié)回路與鍋爐燃燒調(diào)節(jié)回路間的動(dòng)態(tài)解耦，采用直接質(zhì)量、流量平衡機(jī)理實(shí)現(xiàn)汽機(jī)功率 調(diào)節(jié)回路與鍋爐給水調(diào)節(jié)回路間的動(dòng)態(tài)解耦。中國(guó)專(zhuān)利"基于協(xié)調(diào)控制品質(zhì)的火電機(jī)組煤 量前饋量化設(shè)計(jì)方法"專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N201210394342. 7,提出了將速率限制前后的負(fù)荷指令 求偏差，通過(guò)量化標(biāo)尺一維折線函數(shù)獲得煤量前饋量化標(biāo)尺，從而設(shè)計(jì)出不同等級(jí)負(fù)荷煤 量前饋的基本量化標(biāo)尺。
[0004] 以上這些文獻(xiàn)及專(zhuān)利主要從機(jī)組數(shù)學(xué)模型的建立、機(jī)組控制策略的設(shè)計(jì)以及控制 系統(tǒng)參數(shù)的整定等方面進(jìn)行了闡述，并提出了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用實(shí)例，對(duì)主蒸 汽壓力進(jìn)行控制，但對(duì)供熱機(jī)組多煤種混燒工況克服主蒸汽壓力波動(dòng)控制沒(méi)有進(jìn)行有針對(duì) 性的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種供熱機(jī)組多煤種混燒工況克服 主蒸汽壓力波動(dòng)控制方法，其目的是為了解決供熱機(jī)組多煤種混燒工況主蒸汽壓力自動(dòng)控 制問(wèn)題，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，在滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰要求的同時(shí)，保證主要參數(shù)的穩(wěn)定性。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007]供熱機(jī)組多煤種混燒工況克服主蒸汽壓力波動(dòng)控制方法，其特征在于包括以下步 驟：
[0008] 第一步：在供熱機(jī)組分散控制系統(tǒng)DCS的控制邏輯組態(tài)中增加以下回路接口：克 服主蒸汽壓力波動(dòng)給煤量控制回路接口，克服主蒸汽壓力波動(dòng)一次風(fēng)量控制回路接口，克 服主蒸汽壓力波動(dòng)主蒸汽壓力設(shè)定值控制回路接口，克服主蒸汽壓力波動(dòng)汽輪機(jī)高壓調(diào)門(mén) 控制回路接口；
[0009] 第二步：在供熱機(jī)組分散控制系統(tǒng)DCS的控制邏輯中進(jìn)行以下組態(tài)：進(jìn)行克服主 蒸汽壓力波動(dòng)給煤量控制回路邏輯組態(tài)，并將其輸出引入到克服主蒸汽壓力波動(dòng)給煤量控 制回路接口中作為給煤量控制的前饋信號(hào)，進(jìn)行克服主蒸汽壓力波動(dòng)一次風(fēng)量控制回路邏 輯組態(tài)，并將其輸出引入到克服主蒸汽壓力波動(dòng)一次風(fēng)量控制回路接口中作為一次風(fēng)量控 制的前饋信號(hào)，進(jìn)行克服主蒸汽壓力波動(dòng)主蒸汽壓力設(shè)定值控制回路邏輯組態(tài)，并將其輸 出引入到克服主蒸汽壓力波動(dòng)主蒸汽壓力設(shè)定值控制回路接口中作為主蒸汽壓力設(shè)定值 變化速率信號(hào)，進(jìn)行克服主蒸汽壓力波動(dòng)汽輪機(jī)高壓調(diào)門(mén)控制回路邏輯組態(tài)，并將其輸出 引入到克服主蒸汽壓力波動(dòng)汽輪機(jī)高壓調(diào)門(mén)控制回路接口中作為主汽輪機(jī)高壓調(diào)門(mén)開(kāi)度 控制信號(hào)。
[0010] 第三步：控制系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行曲線，在線整定供熱機(jī)組多煤種混 燒工況克服主蒸汽壓力波動(dòng)各個(gè)控制回路相關(guān)參數(shù)，最終達(dá)到預(yù)期的控制效果。
[0011] 第一步中所述的克服主蒸汽壓力波動(dòng)給煤量控制回路包括：依據(jù)主蒸汽壓力狀態(tài) 計(jì)算給煤量修正量A，依據(jù)啟停磨煤機(jī)的燃煤熱值狀態(tài)計(jì)算給煤量修正量B;主蒸汽壓力狀 態(tài)包括：供熱抽汽碟閥開(kāi)度不變，發(fā)電負(fù)荷增加，主蒸汽壓力實(shí)際值升高且大于設(shè)定值，供 熱抽汽碟閥開(kāi)度不變，發(fā)電負(fù)荷增加，主蒸汽壓力實(shí)際值下降且小于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥 開(kāi)度增加，發(fā)電負(fù)荷不變，主蒸汽壓力實(shí)際值升高且大于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度增加， 發(fā)電負(fù)荷不變，主蒸汽壓力實(shí)際值下降且小于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度增加，發(fā)電負(fù)荷增 加，主蒸汽壓力實(shí)際值升高且大于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度增加，發(fā)電負(fù)荷增加，主蒸汽 壓力實(shí)際值下降且小于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度不變，發(fā)電負(fù)荷減少，主蒸汽壓力實(shí)際值 升高且大于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度不變，發(fā)電負(fù)荷減少，主蒸汽壓力實(shí)際值下降且小于 設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度減少，發(fā)電負(fù)荷不變，主蒸汽壓力實(shí)際值升高且大于設(shè)定值，供 熱抽汽碟閥開(kāi)度減少，發(fā)電負(fù)荷不變，主蒸汽壓力實(shí)際值下降且小于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥 開(kāi)度減少，發(fā)電負(fù)荷減少，主蒸汽壓力實(shí)際值升高且大于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度減少， 發(fā)電負(fù)荷減少，主蒸汽壓力實(shí)際值下降且小于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度不變，發(fā)電負(fù)荷不 變，主蒸汽壓力實(shí)際值下降且小于設(shè)定值，供熱抽汽碟閥開(kāi)度不變，發(fā)電負(fù)荷不變，主蒸汽 壓力實(shí)際值升高且大于設(shè)定值；主蒸汽壓力狀態(tài)的變化趨勢(shì)與負(fù)荷變化方向一致，則給煤 量修正量A變化量較小，主蒸汽壓力狀態(tài)的變化趨勢(shì)與負(fù)荷變化方向不一致，則給煤量修 正量A變化量較大，負(fù)荷穩(wěn)定工況主蒸汽壓力變化后，則給煤量修正量A為脈沖信號(hào)；啟 停磨煤機(jī)的燃煤熱值狀態(tài)包括：?jiǎn)⑼Ｄッ簷C(jī)的燃煤熱值不同和主蒸汽壓力變化狀態(tài)不同， 則給煤量修正量B的數(shù)值不同，啟動(dòng)磨煤機(jī)的燃煤熱值高，且主蒸汽壓力升高較快，則給煤 量修正量B減少較快，啟動(dòng)磨煤機(jī)的燃煤熱值低，且主蒸汽壓力升高較慢，則給煤量修正量 B減少較慢，停止磨煤機(jī)的燃煤熱值高，且主蒸汽壓力降低較快，則給煤量修正量B增加較 快，停止磨煤機(jī)的燃煤熱值低，且主蒸汽壓力降低較慢，則給煤量修正量B增加較慢。
[0012] 第一步中所述的克服主蒸汽壓力波動(dòng)一次風(fēng)量控制回路包括：依據(jù)主蒸汽壓力狀 態(tài)計(jì)算一次風(fēng)量修正量A，依據(jù)啟停磨煤機(jī)的燃煤熱值狀態(tài)計(jì)算一次風(fēng)量修正量B。
[0013] 所述的主蒸汽壓力狀態(tài)的變化趨勢(shì)與負(fù)荷變化方向一致，則一次風(fēng)量修正量A變 化量較小，主蒸汽壓力狀態(tài)的變化趨勢(shì)與負(fù)荷變化方向不一致，則一次風(fēng)量修正量A變化 量較大，負(fù)荷穩(wěn)定工況主蒸汽壓力變化后，則一次風(fēng)量修正量A為脈沖信號(hào)；啟停磨煤