[發(fā)明專利]煤質自適應的火電機組協(xié)調與自動發(fā)電控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010100220.3
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN101788155A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉友寬;盧勇;蘇適;李文云;劉和森;劉玲;翟偉翔;李正志;段勇
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院(集團)有限公司
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

1.煤質自適應的火電機組協(xié)調與自動發(fā)電控制方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(一)由汽機一級壓力、汽包壓力、給煤量、機組負荷等參數綜合計算出煤質；

通過計算鍋爐熱量信號與煤量之比的濾波值來代表煤質：

R＝Filter(HR/M)????????????????????????????????????????????????(1)

HR-Heat?Release熱量信號(MW)；

M-給煤量，t/h；

Filter-濾波模塊；

R-煤質系數；

熱量信號用下式來計算：

HR＝TEF+C_b·P_D′????????????????????????????????????(2)

C_b-鍋爐蓄熱系數(MW.s/MPa)；

P_D′-汽包壓力(或鍋爐汽水分離器壓力)變化率(MPa/s)；

TEF-Total?Energy?Flow總能流(MW)。

TEF可用下面的式子來表示：

TEF＝K1·P1????????????????????????????(3)

P1為汽機一級壓力，K1比例系數。

(二)通過計算的煤質進行燃料、協(xié)調及風量等主要控制系統(tǒng)煤質自適應控制；

燃料與風量調節(jié)的煤質自動校正

燃料調節(jié)采用變參數調節(jié)，或變PID輸入偏差增益等方式；燃料調節(jié)P、I、D參數可以用下式來自動改變：

K_P＝f1(HR)·f2(R)????????????????????????????????????(4)

T₁＝f3(HR)·f4(R)????????????????????????????????????(5)

T_D＝f5(HR)·f6(R)????????????????????????????????????(6)

其中，K_P、T_I、T_D-分別為PID調節(jié)器的比例系數、積分時間、微分時間；

f1～f6-多段折線函數；

HR-鍋爐負荷；

R-煤質；

對于無PID變參數的控制系統(tǒng)，可采用在PID外的偏差輸入端乘以可變系數實現燃料的煤質校正；

總風量設定值對煤質的修正：主要調節(jié)總風量滿足風/煤比，保證燃燒經濟性，煤質變了風量也需隨之變化：

F_TAFSP＝f9[MAX(R·D_M，R·DELAY(M)]????????????????????????????(7)

其中F_TAFSP-總風量自動設定值；

f9-多段折線函數；

M-鍋爐總給煤量；

D_M-鍋爐煤量指令；

MAX-大選處理；

DELAY(M)-煤量的延時處理

(三)通過鍋爐負荷指令、主汽壓力設定、煤質自校正負荷上限等核心控制策略，形成煤質自適應的火電機組協(xié)調與AGC控制；

協(xié)調控制方案。采用圖2所示控制，鍋爐指令NRGD為：

NRGD＝WT+C1·UNITD′+C2·PTSP′+C3·(PTSP-PT)′????????????(8)

其中WT＝TEF.PTSP/PT，C1、C2為系數，UNITD為機組負荷當前指令，PT為機前壓力，PTSP為機前壓力設定值，PTSP′為PTSP變化率。式5中：WT項是主量，燃料調節(jié)使鍋爐負荷HR與汽機負荷TEF穩(wěn)態(tài)時一致，就保證了機前壓力與設定值一致；C1.UNITD′項用于機組變負荷中補償鍋爐負荷對燃料的滯后及燃料調節(jié)斜坡變化時的穩(wěn)態(tài)偏差；C2.PTSP′項用于補償鍋爐滑壓的蓄熱量變化，C3.(PTSP-PT)′項解決了傳統(tǒng)DEB協(xié)調控制中壓力控制較慢且精度較低問題；

框中A、B、C、D功能為：A-ADS指令為一個兩速率限制模塊，實現小指令偏差時算出的鍋爐指令變化小，減小穩(wěn)態(tài)時因AGC指令波動引起鍋爐側調節(jié)波動幅度；B-為主汽壓力設定值的高階慣性環(huán)節(jié)處理，錯開鍋爐指令中動態(tài)補償C1.UNITD′項與C2.PTSP′項正向同時疊加，使動態(tài)變負荷過程風/煤變化率減小，變化更平穩(wěn)；C-在主汽壓力設定值形成的輸入信號為不含一次調頻的功率指令UNITD，在一次調頻響應的同時，減小了機組滑壓方式運行時因一次調頻指令形成的主汽壓力設定值變化對鍋爐側控制產生較大擾動；D-CCS的機組功率調節(jié)回路為單回路調節(jié)，使功率調節(jié)更快、更穩(wěn)定和高精度；

(四)通過完善的機組安全閉鎖條件達到機組的自動安全運行，閉鎖條件包括：鍋爐負荷指令自動上限、下限，機組指令在負荷上、下限兩端附近的機組滑壓速率限制，煤粉爐機組的給煤機指令自動上、下限，燃料調節(jié)輸出的自動上、下限，風量/氧量調節(jié)的風量自動下限設定值，送風機控制輸出的自動上限設定值；

自動調節(jié)的安全閉鎖條件

為保證鍋爐運行在穩(wěn)燃負荷以上，并減小工況的劇烈波動，協(xié)調及子控制系統(tǒng)需要作一些調節(jié)上的閉鎖條件，其主要內容如下：

(A)協(xié)調控制負荷指令的自動上、下限。因煤質差且變化大，有必要做動態(tài)的負荷指令自動上限。由最大給煤量、實時的煤質和不同負荷段機組效率值來計算動態(tài)的機組負荷指令上限LDCSP_MAX：

LDCSP_MAX＝f(LOAD)·M_MAX·R-a????????????????????????(9)

其中：f(LOAD)-機組負荷效率折線函數；M_MAX-最大給煤量；R-煤質；a-機組負荷上限余量；機組負荷下限是根據鍋爐最低穩(wěn)燃負荷設置，為充分發(fā)揮機組的一次調頻功能，此下限留出最大一次調頻量值；

(B)燃料調節(jié)輸出的自動上、下限。上限按總的最大給煤量設置，綜合磨、給煤、風、除塵、除灰等系統(tǒng)的最大出力限制確定；下限按好煤的最低穩(wěn)燃負荷折算煤量設置，但差煤按這個下限值將使鍋爐負荷低于最低穩(wěn)燃負荷，則通過鍋爐負荷指令下限值限制；

(C)煤粉爐機組的給煤機指令自動上、下限。上限設置防止磨煤機過電流；下限按每層的最小穩(wěn)燃給煤量設，并使燃料自動調節(jié)輸出指令與總煤量一一對應；

(D)鍋爐負荷指令自動上限、下限；上限按鍋爐最大負荷設置；下限按最低鍋爐穩(wěn)燃負荷設；

(E)在機組為AGC或協(xié)調升降負荷過程中，機組負荷指令在負荷上、下限的兩端附近，通過使機組的滑壓壓力變化設定值速率逐步減至低值，來減小鍋爐負荷指令與機組實際負荷指令的差值，使機組的AGC能按設定速率繼續(xù)升降，不因鍋爐負荷指令達限值、主汽壓力偏差大發(fā)生閉鎖；機組負荷指令在負荷上、下限的中間段則可放開機組的滑壓壓力變化設定值速率，使機組盡可能按滑壓的負荷-主汽壓力設定值折線走，提高機組的經濟性與穩(wěn)定性；

(F)風量/氧量調節(jié)的風量自動下限設定值是保證風量調節(jié)不低于鍋爐最小保護總風量；

(G)送風機控制輸出的自動上限設定值是保證單臺引風機跳閘后聯(lián)停單臺送風機時，保證送風機開至上限時全開的單臺引風機的仍能調節(jié)爐膛壓力在正常值。