[發明專利]提升火電機組輔機故障減負荷靈活性的優化控制方法

在審

• 申請號: 202211538435.2
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN115632444A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 孔德安;王瑋;董利江;蔣甲丁;王曉宇;康永昊;朱清;韓宏志;李永基;鄭鑫;梁家豪;趙文青
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;華北電力大學;新疆工程學院
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 俞亮

本發明涉及一種火電機組控制技術領域，是一種提升火電機組輔機故障減負荷靈活性的優化控制方法，包括在輔機故障減負荷動作時鎖定各磨組在輔機故障減負荷動作前一時刻給煤量；根據鎖定的各磨組的給煤量，確定最小給煤量磨組；由爐膛壓力變化確定停運磨組間隔時間；選取輔機故障減負荷動作時需要停運的磨組；根據磨組停運原則執行磨組停運，直至保留磨組支撐鍋爐穩定至目標負荷。本發明在現有技術基礎上完善控制邏輯，優先停運最小煤量判定的磨組，優化磨組停運順序，并基于爐膛壓力的參數狀態，預估機爐風險，超前修正停磨間隔時間，改善機組RB工況時序靈活可靠控制特性，減少輔機故障導致的機組停運事件，節省機組停運損失。

技術領域

本發明涉及一種火電機組控制技術領域，是一種提升火電機組輔機故障減負荷靈活性的優化控制方法。

背景技術

隨著新能源裝機占比不斷增長，風電、光伏電源側發電量隨機性和波動性強，加之，電動汽車充電樁、電采暖等新型波動負荷接入電網，為適應電源和負荷的新特性，需要深度挖掘常規電源調峰能力，火電機組作為最穩定最可靠的常規電源發揮著核心調峰作用，運行數據表明火電調峰能力與主要輔機性能相互制約，調峰越頻繁機組輔機跳閘概率越大。為避免機組因單個主要輔機故障跳閘引發整臺機組停運，需要提升火電機組在主要輔機故障跳閘時快速減負荷(RB)控制靈活可靠性能。

第一，火電企業在電煤資源緊張期為了節約燃煤成本，部分機組燃用低發熱量廉價煤或者易結焦高堿煤，在特殊條件下設定某層磨組為最小煤量摻燒層，當主要輔機故障減負荷時未切除該摻燒層磨組，則難以保證機組快速降負荷后的穩定性。第二，火電機組參與調峰過程或者磨組檢修時，啟停磨組較為頻繁，若磨組投入時間不長而帶較小煤量時RB動作且該磨組被保留，則可能導致其他磨組負荷超限，危及機組穩定運行。第三，由于每次鍋爐RB動作前后燃燒惡化程度存在差異，確定的停磨間隔時間無法依據燃燒情況自適應調整，人為干預難度大，若燃燒惡化未遏制，則鍋爐跳閘。

目前普遍采用的RB磨組停運控制方法有自上而下、自下而上、上下交錯，機組采用降負荷后火焰中心向某方向移動或者保持不變的控制，且停磨間隔雖因不同輔機跳閘有所差異，但沒有考慮每次鍋爐燃燒情況加速或延遲停磨，在低發熱量燃煤摻燒和調峰過程中啟停磨組越來越普遍的背景下，存在較大的停爐風險技術缺陷。

同時現有技術方式均未考慮保留磨組原煤倉若為低發熱量煤，RB降至目標負荷后，易出現燃燒情況惡化；未考慮磨組在RB動作前所帶出力大小，若RB動作前保留磨組中某一層燃料量較低，則剩余磨組給煤量可能超越極限負載值，出現燃煤在磨煤機堵塞無法向鍋爐提供煤粉；未考慮燃燒情況，未能根據鍋爐實時工況靈活調整停磨間隔時間，無法適應停磨間隔期間工況突變導致的波動。

綜上現有技術在鍋爐運行時輔機意外跳閘時，存在重大安全隱患，輕則機組偏離目標負荷，重則鍋爐燃燒迅速惡化，而導致發電機組停運。

發明內容

本發明提供了一種提升火電機組輔機故障減負荷靈活性的優化控制方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有技術未考慮火電機組輔機故障減負荷后保留磨組原煤倉為低發熱量煤或者低出力情況，磨組跳閘間隔時間無法靈活適應鍋爐變化工況，導致機組在輔機故障減負荷突變工況下參數超限，嚴重甚至造成機爐停運的問題。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種提升火電機組輔機故障減負荷靈活性的優化控制方法，包括：

監測各磨組運行狀態，在輔機故障減負荷動作時鎖定各磨組在輔機故障減負荷動作前一時刻給煤量；

根據鎖定的各磨組的給煤量，確定最小給煤量磨組；

由爐膛壓力變化確定停運磨組間隔時間；

實時監視磨組運行數量，選取輔機故障減負荷動作時需要停運的磨組；

根據磨組停運原則執行磨組停運，直至保留磨組支撐鍋爐穩定至目標負荷，其中磨組停運原則包括：首先直接停運最小給煤量磨組；接著按照停運磨組間隔時間自上而下停運需要停運的磨組。

下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進：