[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

技術領域

本發(fā)明屬于火電廠熱工自動控制領域，是一種能自適應煤質變化的機組自動發(fā)電(以下稱AGC)與協(xié)調控制及子系統(tǒng)的控制方法。

背景技術

目前我國電力仍以火力發(fā)電為主，此現(xiàn)狀將持續(xù)數(shù)十年。隨著電力市場的發(fā)展，國內有不少火電機組的燃煤經(jīng)常偏離設計值。煤質變差且變化較大，使機組的協(xié)調控制與AGC功能不能較好投用，嚴重影響電網(wǎng)對機組的調度。協(xié)調控制與AGC功能在差煤質或煤質變化較大時，存在機組主參數(shù)波動大、負荷變動速率低、負荷控制精度低、鍋爐穩(wěn)燃性能差等安全與經(jīng)濟不利因素。

因此研究帶煤質自適應的機組協(xié)調與AGC控制方法是現(xiàn)實與迫切的要求。通過本發(fā)明的方法，實現(xiàn)燃料、協(xié)調控制及風量等機組主要調節(jié)系統(tǒng)的煤質自適應，使煤質變化后在要求的負荷變化率與負荷變動范圍內，能保證機組的AGC控制指標；同時在負荷變動中風、煤等主參數(shù)變化更平滑，穩(wěn)態(tài)時風、煤等變化更平穩(wěn)，進一步減小機組主參數(shù)的調節(jié)偏差，使機組的經(jīng)濟性更高；減小內、外部的擾動對AGC調節(jié)的影響，使機組運行穩(wěn)定性更高。

目前，對于煤質測量與校核方法有以下幾種：

1、離線分析。通過定時取樣燃煤，經(jīng)燒灼法的分析儀測量計算出煤的灰份、水分、熱值等重要指標。通過采樣化驗煤質的方法盡管具有很高的分析精度，但存在較大的采樣誤差，而且至少要數(shù)小時才能分析出結果，對實時燃燒調整和優(yōu)化運行的促進作用非常有限。

2、在線分析。是通過安裝在煤場口、給煤機出口等地方的基于射線、微波等技術的在線分析儀，測量計算煤的熱值、灰份、水分等值。煤質在線實時檢測技術可以快速、準確地對入爐煤進行實時分析測量，達到有效把握和控制煤炭質量的目的，使燃煤質量更具科學性和可靠性，在提高電力生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟性、實現(xiàn)過程控制方面具有極其重要的意義和巨大的經(jīng)濟潛力。該技術從80年代中期開始就在美國、澳大利亞和歐洲得到了較快地發(fā)展，近10年才引入國內。設備多為進口，價格較高，多用于選煤廠和洗煤廠，在電廠的應用業(yè)績也較少。

3、目前還有根據(jù)設計煤種的熱值，所燃燒的煤量應該產(chǎn)生的熱量與實際煤種產(chǎn)生熱量的偏差對燃料進行補償調節(jié)。這種BTU修正的方法在實際應用中往往造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。燃料回路作為控制系統(tǒng)的內環(huán)應盡快克服燃料的擾動，其控制目的是在穩(wěn)定的負荷工況下保證壓力或負荷的穩(wěn)定，任何汽機側的外擾不應該構成對燃料的擾動。如果以蒸汽流量修正燃料量，當汽機調門發(fā)生擾動(如一次調頻)使蒸汽流量發(fā)生變化，必然導致燃料的變化，使燃料控制系統(tǒng)不能穩(wěn)定的運行。

在這里，我們研究的主要內容是采用目前火電機組主控制系統(tǒng)已有的數(shù)據(jù)，研究煤質實時計算的新方法，來自動修正因煤質變化對火電機組自動調節(jié)及投入AGC后形成的影響。這種方法計算的煤質是實時的，并不增加購置設備的費用。同時可以計算出機組燃煤實時的參考熱值，供運行、調整參考應用。

本發(fā)明相關的技術途徑和實施的關鍵內容均未曾公開過。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是：提供一種煤質的軟測量方法，對火電機組的燃料、協(xié)調及風量等主要控制系統(tǒng)進行煤質自適應控制。同時提供一種完善的協(xié)調控制方案，使機組在負荷變動中風、煤等主參數(shù)變化更平滑，穩(wěn)態(tài)時風、煤等變化更平穩(wěn)，進一步減小機組主參數(shù)的調節(jié)偏差，使機組的經(jīng)濟性更高；減小機組內、外部的擾動對協(xié)調與AGC調節(jié)的影響，使機組運行穩(wěn)定性更高。通過完善的機組安全閉鎖條件達到機組的自動安全運行。

本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的：

(1)控制中煤質計算的一種新方法

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(shù)

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(shù)(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(shù)；

(2)燃料與風量調節(jié)的煤質自動校正