[發(fā)明專利]超臨界直流鍋爐深度調(diào)峰工況下水冷壁溫度控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211197942.4
• 申請(qǐng)日: 2022-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN116146967A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅騰;陳永輝;張鳳忠;鄒天舒;鄭志剛;鄧海濤;周闖;高陽(yáng);鄭立軍;馮紹偉;弭尚文;蒲建業(yè);楊少才;康壯;王雙石;張華;胡光華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中電投東北能源科技有限公司;朝陽(yáng)燕山湖發(fā)電有限公司
• 主分類號(hào): F22B35/18
• 分類號(hào): F22B35/18;F23N1/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)亞泰專利商標(biāo)代理有限公司 21107
• 代理人: 許宇來(lái)

本發(fā)明涉及一種超臨界直流鍋爐在機(jī)組參與電網(wǎng)深度調(diào)峰運(yùn)行時(shí)水冷壁溫度控制方法，方法的主要內(nèi)容包括：在鍋爐水冷壁易出現(xiàn)超溫的出力范圍內(nèi)，確定機(jī)組升、降負(fù)荷狀態(tài)；確定機(jī)組或鍋爐出力進(jìn)入水冷壁易超溫區(qū)域前的水煤比值；根據(jù)上述所確定的鍋爐當(dāng)前出力、機(jī)組升降負(fù)荷狀態(tài)，在機(jī)組進(jìn)入變負(fù)荷階段前水煤比值的基礎(chǔ)上生成新的水煤比值，并作用到給水系統(tǒng)，通給水系統(tǒng)提高機(jī)組在上述變負(fù)荷過(guò)程中的給水流量，抑制水冷壁溫升。本發(fā)明在分散控制系統(tǒng)（DCS）中實(shí)現(xiàn)，可以避免超臨界直流鍋爐在機(jī)組參與電網(wǎng)深度調(diào)峰運(yùn)行時(shí)，因變負(fù)荷過(guò)程中的水煤比失調(diào)而出現(xiàn)的水冷壁超溫問題，提高鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于火電機(jī)組安全控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超臨界直流鍋爐深度調(diào)峰工況下水冷壁溫度控制方法。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)能和光伏為主的可再生能源發(fā)電占比逐年提升，傳統(tǒng)化石能源占比逐年降低并最終退出歷史舞臺(tái)。目前，為提升新能源上網(wǎng)占比，消納風(fēng)、光能源，根據(jù)風(fēng)、光發(fā)電的特點(diǎn)，傳統(tǒng)火電機(jī)組必須要參與電網(wǎng)“深度調(diào)峰”運(yùn)行。配備超臨界直流鍋爐的機(jī)組，在頻繁參與深度調(diào)峰的情況下，同時(shí)為保證機(jī)組上網(wǎng)電能質(zhì)量，對(duì)其調(diào)節(jié)性能提出了更高的要求。由于超臨界直流鍋爐的固有特點(diǎn)，在給水流量降到一定程度時(shí)，極易因水動(dòng)力失衡而發(fā)生水冷壁超溫的現(xiàn)象，這種特性不但限制了機(jī)組的調(diào)峰性能，還嚴(yán)重危害機(jī)組的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

目前，對(duì)于參與深度調(diào)峰的超臨界直流機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，特別是在變負(fù)荷過(guò)程中，容易出現(xiàn)水煤比失衡，當(dāng)鍋爐出力較低時(shí)，隨著給水流量的下降，易造成水冷壁流量不均勻，從而在給水流量不足的管段出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。針對(duì)此種現(xiàn)象一般運(yùn)行人員采用提高變機(jī)組變負(fù)荷速率和提高給水流量?jī)煞N手段相結(jié)合的辦法。提高機(jī)組變負(fù)荷速率使機(jī)組快速通過(guò)水冷壁易超溫的負(fù)荷區(qū)間，從而降低出現(xiàn)超溫的概率，但這種方式會(huì)對(duì)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)一定程度的負(fù)面影響，加大了主汽溫、主汽壓力的波動(dòng)范圍，甚至?xí)霈F(xiàn)AGC故障切手動(dòng)情況。手動(dòng)提高給水量，在水動(dòng)力不穩(wěn)定區(qū)增加鍋爐給水流量，提升水冷壁換熱量，從而達(dá)到抑制水冷壁超溫目的。這種方式會(huì)提高鍋爐的靜態(tài)水煤比。靜態(tài)水煤比是指鍋爐在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中總給水量和給煤量的比值，通過(guò)調(diào)整水和煤的比例關(guān)系，以達(dá)到鍋爐水煤平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鍋爐的熱量平衡。通過(guò)手動(dòng)提高靜態(tài)水煤比，因缺少定量的計(jì)算易造成給水量過(guò)多而導(dǎo)致機(jī)組主蒸汽溫度降低，或給水量不足而不能有效抑制水冷壁超溫。因此，以上兩種抑制水冷壁超溫的運(yùn)行方式在增加了運(yùn)行人員工作量的同時(shí)，對(duì)機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行也帶來(lái)了較大的風(fēng)險(xiǎn)。如何對(duì)超臨界直流鍋爐的水冷壁溫度進(jìn)行安全、有效的自動(dòng)控制，對(duì)參與電網(wǎng)深度調(diào)峰的機(jī)組來(lái)講是目前亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種超臨界直流鍋爐水冷壁溫度控制方法，其目的是解決現(xiàn)有超臨界直流機(jī)組在參與電網(wǎng)深度調(diào)峰運(yùn)行時(shí)，鍋爐水冷壁超溫所帶來(lái)的安全性問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明采用如下方式:

確定鍋爐對(duì)應(yīng)的機(jī)組當(dāng)前負(fù)荷指令值、機(jī)組負(fù)荷升/降狀態(tài)、機(jī)組或鍋爐出力進(jìn)入水冷壁易超溫區(qū)域前的水煤比、實(shí)時(shí)給煤量指令、水冷壁最高溫度及最高溫度對(duì)應(yīng)的溫升速率；根據(jù)所述當(dāng)前負(fù)荷指令值、升/降負(fù)荷狀態(tài)、變負(fù)荷前鍋爐水煤比、實(shí)時(shí)給煤量指令、水冷壁最高溫度及最高溫度對(duì)應(yīng)的溫升速率，調(diào)整變負(fù)荷過(guò)程中的水煤比值；根據(jù)所述調(diào)整后的水煤比值對(duì)鍋爐的給水流量進(jìn)行補(bǔ)償；根據(jù)給水流量補(bǔ)償方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)水冷壁的溫度控制。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明確定機(jī)組的升/降負(fù)荷狀態(tài)包括：對(duì)機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷指令值進(jìn)行一秒的純滯后計(jì)算，得到當(dāng)前時(shí)間前一秒的負(fù)荷指令值；當(dāng)前時(shí)間實(shí)際負(fù)荷指令值與計(jì)算得到的當(dāng)前時(shí)間前一秒負(fù)荷指令值作比較；根據(jù)比較后得到的差值確定機(jī)組的當(dāng)前升、降負(fù)荷狀態(tài)。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明確定不同負(fù)荷變化狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的不同的水煤比補(bǔ)償系數(shù)：根據(jù)所述比較后得到的差值與常數(shù)0進(jìn)行比較，當(dāng)結(jié)果大于0，機(jī)組的當(dāng)前負(fù)荷變化狀態(tài)為升負(fù)荷；當(dāng)結(jié)果小于0，機(jī)組的當(dāng)前負(fù)荷變化狀態(tài)為降負(fù)荷；升負(fù)荷狀態(tài)和降負(fù)荷狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的輸出常數(shù)，所述常數(shù)即為水煤比的補(bǔ)償系數(shù)之一。