[發明專利]一種火電機組給水系統優化控制方法

有效

• 申請號: 201410072686.5
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103791485A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李軍;謝文鈞
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: F22D5/32
• 分類號: F22D5/32
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種火電機組給水系統優化控制方法。

背景技術

隨著發電機組容量的增大和參數的不斷提高，機組的控制與運行管理變得越來越復雜和困難。為了減輕運行人員的勞動強度，保證機組的安全運行，要求實現更為先進，適用范圍更寬，功能更為完備的自動控制系統，這就產生了全程控制系統。而給水控制系統在電廠運行中有著非常重要的作用，在全程給水控制系統中，汽包水位是汽包鍋爐運行中一個重要的監控參數，它反應鍋爐蒸汽負荷與給水量之間的平衡關系，衡量鍋爐汽水系統是否平衡的標志，維持其包水位在一定范圍內是保證鍋爐和汽輪機安全運行的必要條件。

給水全程控制系統是一個能在鍋爐啟動、停爐、低負荷以及在機組發生某些重大事故等各種不同的工況下，都能實現給水自動控制的系統而且從一種控制狀態到另一種控制狀態的判斷、轉換、故障檢測也常常靠系統本身自動完成。在鍋爐運行中，汽包水位是一個很重要的參數。若水位過高，則會影響汽水分離的效果，使用氣設備發生故障；而水位過低，則會破壞汽水循環，嚴重時導致鍋爐爆炸。同時高性能的鍋爐產生的蒸汽流量很大，而汽包的體積相對來說較小，所以汽包水位控制顯得非常重要。給水自動控制的任務，就是控制給水流量，使其與蒸發量保持平衡，維持汽包內水位在允許的范圍內變化。

目前，國內火電機組的設備配置中，一般而言，給水系統主要設計兩臺各自能帶60%額定負荷的汽動給水泵A、B和一臺能帶30%～50%額定負荷的電動給水泵。以配備30%的電動給水泵機組為例，在0到12%～15%額定負荷（MCR），由給水旁路調節閥控制水位，電動給水泵定速運行，電動給水泵最小流量控制系統負責保證電動給水泵的流量大于其允許最小流量，泵出口壓力控制系統和汽動給水泵不工作；12%～15%到25%～30%MCR，由電動給水泵調速控制水位，給水旁路調節閥控制電動給水泵出口壓力，因流量大于電動給水泵額定流量的30%，電動給水泵最小流量控制系統自動關閉，汽動給水泵不工作；25%～30%到45%～50%MCR，由電動給水泵調速控制水位，給水主調節閥控制電動給水泵出口壓力，因流量大于電動給水泵額定流量的30%，電動給水泵最小流量控制系統自動關閉，汽動給水泵不工作；45%～50%到100%MCR，汽動給水泵調速控制水位，給水主調節閥控制汽動給水泵出口壓力，電動給水泵不工作。

傳統的給水控制方式為：汽包水位在機組正常運行時為三沖量串級控制，汽包水位通過三選一選擇器THRSEL進行選擇，一般設置為選取中值，若有一個汽包水位測點變為壞點，則THRSEL模塊輸出為其余2個好點的平均值；若有2個汽包水位測點變為壞點，則THRSEL模塊輸出為剩余1個好點的測量值；如果三個都為壞點，則輸出不變，保持為變壞點前測量值。THRSEL模塊的輸出為汽包水位測量值PV，它與通過模擬量設定模塊A設定的汽包水位設定值SP經過減法模塊DEV1求差值，差值送至PID1（比例-積分-微分）運算模塊進行運算，PID1的輸出值即為串級控制第二級的給水流量設定值SP，它與給水流量測量值PV經過減法模塊DEV2求差值，差值送至PID2（比例-積分-微分）運算模塊進行調節控制。機組正常運行時，汽動給水泵A/B保持出力平衡運行；電動給水泵此時為備用狀態，實際出力為0。PID2模塊的輸出送至增益平衡模塊Banlance中進行平衡運算，然后送至A/B汽動給水泵中進行實際控制；Banlance模塊具有自平衡功能，即當A/B汽動給水泵一臺“自動”（Auto），一臺“手動”（Man）時，“手動”側汽動給水泵指令的變化值會自動通過Banlance在“自動”側汽動給水泵指令上反向變化、幅值相等，這樣能保證總的泵出力不變，進而保證水位的穩定。當發生任一一臺汽動給水泵故障時，聯啟電動給水泵以確保汽包水位穩定。但對在任一一臺汽動給水泵故障時，汽動給水泵和電動給水泵如何具體控制方面，尚未有定案。一般是，機組的集控運行人員根據汽動給水泵的運行情況，定時手動的將電動給水泵的指令值設置在一合適值上，非實時變化值，因此當發生故障時，會造成電動給水泵的指令值不合適，造成汽包水位波動劇烈，對機組安全運行造成重大影響。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種火電機組給水系統優化控制方法，該控制方法可在任一一臺汽動給水泵故障時，迅速對電動給水泵進行調節，保證給水流量迅速恢復，有效降低汽包水位波動幅度，確保壓力、溫度、負荷等重要參數的穩定，防止機組出現出力下降、非停等問題，從源頭上保障電網安全穩定運行。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：