[發明專利]一種循環流化床鍋爐快速穩定負荷控制方法

有效

• 申請號: 201310174622.1
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103216827A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 李鵬;于現軍
• 申請（專利權）人: 北京和隆優化科技股份有限公司
• 主分類號: F23C10/28
• 分類號: F23C10/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及循環流化床鍋爐控制系統，尤其涉及一種循環流化床鍋爐快速穩定負荷控制方法。

背景技術

循環流化床鍋爐是電力生產中常用的設備，鍋爐負荷的控制將對發電設備產生很大的影響，針對鍋爐在點火、滅火、多臺鍋爐間的倒負荷、定額定點入網電量等大幅度升降負荷的過程，對鍋爐負荷升降的速度以及穩定性都提出了一定的要求。

現有技術主要通過人工手動根據蒸汽壓力操作給煤量，或者僅根據蒸汽的壓力自動緩慢調整給煤量，給煤量的多少完全通過經驗，或者試探性的慢慢增加或者減少。較為常見的是操作人員在大幅度升降負荷的過程中，不斷的試探性手動調整給煤量，看到壓力高了或者上升的太快了，就減少給煤量，壓力低了，或者下降太快了，就增加給煤量；實現自動根據壓力調整給煤量的也只是采用常規的，或者稍微先進一些的控制方法，加減煤量。這種方式的操作質量和控制效果都不理想。

手動操作時，在升降負荷時由于階梯型的加減燃料量，加減燃料量不是準確的數值，運行人員不能時時刻刻的盯著現有的運行狀態，加上運行人員的操作水平參差不齊，運行過程中往往會出現燃料量過高或者過低的情況，造成負荷控制的不平穩，對蒸汽的品質、鍋爐運行的穩定性都有一定的影響。

在常規的自動控制下，根據蒸汽壓力調整燃料量，由于負荷的變化反映到蒸汽壓力上有一定的滯后，且常規控制下燃料量的添加是緩慢進行的，這樣就會造成負荷控制的不穩定，壓力的波動，造成蒸汽品質的下降以及鍋爐運行的不穩定。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述已有技術存在的不足，提供一種能夠快速穩定負荷，又能滿足負荷升降要求的控制方法，即本發明提出的一種循環流化床鍋爐快速穩定負荷控制方法。本發明采用前一時段噸汽煤耗平均值，計算從當前負荷改變到目標負荷所需要的理論燃料量，并根據黃金分割法將該部分燃料量根據負荷的變化時間長度，均勻的加到爐膛內。再根據壓力變化情況，利用專家控制算法或者常規PID控制做適當微調。

本發明采用的技術方案是：當前負荷和當前燃料量作為噸汽煤耗計算模塊的輸入，計算出當前噸汽煤耗值；將當前噸汽煤耗值作為前一時段噸汽煤耗平均值計算模塊的輸入，通過設定上一時段噸汽煤耗平均值計算模塊的采樣時間間隔和采樣個數，計算前一時段噸汽煤耗平均值。當前負荷和目標負荷作為負荷變化計算模塊的輸入，計算負荷變化量；將負荷變化計算模塊的輸出負荷變化量和前一時段噸汽煤耗平均值作為燃料變化量計算模塊的輸入，計算由于負荷變化引起的燃料變化量，并根據黃金分割法將該部分燃料量按負荷的變化時間長度均勻的進行添加；將燃料變化量計算模塊的輸出燃料變化量、當前燃料量控制點及蒸汽壓力調節燃料量模塊的輸出之和一起作為燃料量設定器的輸入，燃料量設定器的輸出作為燃料量調節控制器的設定值，當前燃料量作為燃料量調節控制器的測量值，其采用PID算法進行控制；燃料量調節控制器的輸出通過控制執行結構進行輸出。其中，蒸汽壓力調節燃料量計算模塊是為了減小煤質變化對系統產生的影響，通過蒸汽壓力變化對當前燃料量控制點進行浮動微調，保證添加到爐內的燃料量盡可能的準確，消除負荷的波動，達到負荷平穩過渡的目的。

本發明的有益效果是：在負荷變化時能夠及時準確根據噸汽煤耗計算出適合負荷變動的燃料量，并采用黃金分割法分配兩個半程的燃料量克服部分因燃料燃燒滯后帶來的影響，即前一半時間加入總改變燃料量的0.618倍，后一半時間加入總改變燃料量的0.382倍，消除蒸汽壓力的大范圍的波動，且利用蒸汽壓力的變化對燃料量進行微調，消除由于煤質變化和其他因素對鍋爐系統產生的影響，提升了蒸汽品質和鍋爐運行穩定性。

附圖說明

附圖為一種循環流化床鍋爐快速穩定負荷控制方法流程框圖。

具體實施方式

以爐跟機發電設備為例，要求的每刻鐘上網發電量由調度統一給定，即每刻鐘的發電量為已知，要求鍋爐能夠根據發電量自動調整負荷。結合附圖按如下步驟進行循環流化床鍋爐負荷穩定與快速控制。

噸汽煤耗計算模塊A1

已知當前負荷F_zq噸，當前燃料量F_rm噸，則A1輸出當前噸汽煤耗

mh為當前噸汽煤耗。

上一時段噸汽煤耗平均值計算模塊A2

設定采樣間隔為T_s，采樣個數為N個。設定數組，，，，……，，則上一時段噸汽煤耗平均值

，。

負荷變化計算模塊A3

當前負荷F_zq噸，目標負荷F_mbzq是根據調度要求的發電量和每度電所消耗的蒸汽量計算得到，時間間隔為T分鐘，則