CN101660749B

CN101660749B - 无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法及系统

Info

Publication number: CN101660749B
Application number: CN2009101923412A
Authority: CN
Inventors: 潘凤萍; 陈锐民; 李锋
Original assignee: Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: China Southern Power Grid Power Technology Co Ltd
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-09-14
Also published as: CN101660749A

Abstract

本发明提供一种无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，所述机组至少包括两套制粉系统，包括：将汽轮机切换到协调控制系统控制方式，所述汽轮机接收控制信号并根据负荷值与主蒸汽压力值的关系控制主蒸汽压力值；根据公式：给煤机加煤速率＝总煤量*升负荷速率/总负荷，将机组的升负荷速率转变为给煤机加煤速率，所述升负荷速率以及总负荷与总煤量为预设值；在先启动的制粉系统的给煤机根据所述给煤机加煤速率加煤，在后启动的制粉系统的给煤机满足点火条件时投运所述在后启动的制粉系统；根据所述制粉系统投运的数量是否大于预设数量将汽轮机和制粉系统切换到协调控制模式。本发明可实现燃料值自动增减、主蒸汽压力值满足机组升负荷要求。

Description

无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法及系统

技术领域

本发明涉及一种自动升负荷控制方法及系统，尤其是指机组自动升负荷控制方法及系统。

背景技术

随着我国将火电建设的重点放在大容量、高参数、高自动化、高效益的机组(常说的机组主要包括发电机、汽轮机以及锅炉等一系列和火力发电有关的设备)上来，对电厂控制设备可靠性的要求越来越高，控制策略也向高精度、高效率、高稳定性的方向发展。机组自启停控制系统APS是近几年自动控制发展的一个方向。

APS是实现机组启动和停止过程自动化的系统，其优势在于可以极大地减轻运行人员的工作强度，减少误操作的可能性，缩短机组启停时间，从整体上提高机组自动化水平。而实现升负荷过程中的自动控制，是实现机组自启停控制系统的一大难题。目前现有的机组升负荷过程基本上是通过手动控制燃料的增减，使得负荷值的增长不稳定，不能很好地满足机组升负荷的要求，经常会出现超温超压的现象，且由于机组要求一定的负荷值对应一定的主蒸汽压力值，而现有的操作手段在升负荷过程中较难使主蒸汽压力满足机组升负荷的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现燃料值自动增减、主蒸汽压力值满足机组升负荷要求的无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法及系统。

本发明提供的无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，包括：

将汽轮机切换到协调控制系统控制方式，所述汽轮机接收控制信号并根据负荷值与主蒸汽压力值的关系控制主蒸汽压力值；

根据公式：给煤机加煤速率＝总煤量*升负荷速率/总负荷，将机组的所述升负荷速率转变为所述给煤机加煤速率，所述升负荷速率以及所述总负荷与所述总煤量为预设值；

先启动的制粉系统的给煤机根据所述给煤机加煤速率加煤，当已启动给煤机给煤率增加到一定值，在后续启动制粉系统的给煤机满足点火条件时投运所述在后续启动的制粉系统；

根据所述制粉系统投运的数量是否大于预设数量，将所述汽轮机和所述制粉系统切换到协调控制模式。

本发明提供的一种可实现自动升负荷的系统，包括：

控制模块，用于根据第一用户指令调整汽轮机为协调控制系统控制方式；发出控制信号；并根据公式：给煤机加煤速率＝总煤量*升负荷速率/总负荷，将机组的所述升负荷速率转变为给煤机的所述给煤机加煤速率，所述升负荷速率以及所述总负荷与所述总煤量为预设值；

汽轮机，用于接收所述控制信号并根据负荷值与主蒸汽压力值的关系控制主蒸汽压力值；

至少两套制粉系统，在先启动的制粉系统的给煤机用于根据所述给煤机加煤速率加煤，在后启动的制粉系统的给煤机满足点火条件时投运所述在后启动的制粉系统；

切换模块，用于根据所述制粉系统投运的数量是否大于预设数量将所述汽轮机和所述制粉系统切换到协调控制模式。

本发明通过将升负荷速率转换为给煤机加煤速率，而所述升负荷速率为预设值，其根据机组启动的状态而定，升负荷速率的设定将满足机组启动状态的要求，故由此转换的给煤机加煤速率同样将满足机组启动的要求，不需再通过手动控制给给煤机加煤，便能实现燃料的自动增减，且给煤机根据所述给煤机加煤速率加煤可实现一个稳定增长的过程，从而使负荷值也能稳定增长；燃料的增加，将使负荷值及主蒸汽压力值都发生相应的变化，而通过使用汽轮机根据负荷值与主蒸汽压力值的关系控制主蒸汽压力值，对变化的主蒸汽压力值进行相应的控制，使的主蒸汽压力值满足升负荷的要求。

本发明通过将升负荷速率转换为给煤机加煤速率，使负荷值的稳定增长通过给煤机的稳定加煤实现，而汽轮机则根据负荷值与主蒸汽压力值的关系对变化的主蒸汽压力值进行控制，使得一定的负荷对应一定的压力，因此可实现燃料值自动增减、主蒸汽压力值满足升负荷要求的，燃料值、主蒸汽压力值及负荷值又都能满足机组自动升负荷过程的要求。

附图说明

附图1是本发明无旁路或旁路切除机组的自动升负荷控制方法的流程图；

附图2为本发明可实现自动升负荷的系统的逻辑框图。

具体实施方式

现有的机组常常通过手动控制给煤机加煤，因此使得负荷值的增长不稳定，且较难使主蒸汽压力值满足机组升负荷的要求，因此本发明的申请人经过精心思索，找到本发明中通过将汽轮机使用协调控制系统遥控方式，汽轮机控制主蒸汽压力值，使得自动升负荷过程中，可实现自动控制，并能保障主蒸汽压力值满足机组升负荷的要求；通过将机组的升负荷速率转变为给煤机加煤速率，升负荷速率的设定将满足机组启动状态的要求，故由此转换的给煤机加煤速率同样将满足机组启动的要求，不需再通过手动控制给给煤机加煤，便能实现燃料的自动增减，燃料的稳定增减又能使负荷值稳定增减，及主蒸汽压力的增减满足机组升负荷要求。

下面将根据附图1，对本发明进行说明，本发明提供的无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，包括：

将汽轮机切换到协调控制系统控制方式，所述汽轮机接收控制信号并根据负荷值与主蒸汽压力值的关系控制主蒸汽压力值(步骤1)；

根据公式：给煤机加煤速率＝总煤量*升负荷速率/总负荷，将机组的所述升负荷速率转变为所述给煤机加煤速率，所述升负荷速率以及所述总负荷与所述总煤量为预设值(步骤2)；

在先启动的制粉系统的给煤机根据所述给煤机加煤速率加煤，在后启动的制粉系统的给煤机满足点火条件时投运所述在后启动的制粉系统(步骤3)；

根据所述制粉系统投运的数量是否大于预设数量将所述汽轮机和所述制粉系统切换到协调控制模式(步骤4)。

在执行步骤1时，优选的，将汽轮机切到协调控制系统控制方式(CCS)，由于CCS状态下，设有对应的控制系统对无旁路或旁路切除机组进行分散控制，控制系统一端可与服务器及操作员控制台连接，因此可通过控制系统对汽轮器发出控制信号，汽轮机根据控制信号并根据负荷值与主蒸汽压力值的关系控制主蒸汽压力值，而汽轮机对主蒸汽压力的控制，可保证一定的负荷值对应一定的压力值，从而使主蒸汽压力值能满足机组升负荷的要求；CCS还能便于机组自动升负荷过程中的实现机组的自动控制。

优选的，在此步骤中汽轮机控制主蒸汽压力值，是通过汽轮机控制投TF(汽轮机跟随)方式，汽轮机侧控制主蒸汽压力值；其中，负荷值与主蒸汽压力值呈一定的关系，主要是呈函数关系，对应的函数为P＝F(x)，其中x为负荷值，P为主蒸汽压力值，主蒸汽压力值与负荷值的对应关系针对不同的电厂值可能有所不同，但负荷值的增长将影响主蒸汽压力值的增长。

在执行步骤2时，优选的，将根据公式：给煤机加煤速率＝总煤量*升负荷速率/总负荷，将机组的升负荷速率转变为给煤机加煤速率，所述总煤量与总负荷为预设值，对于固定的机组，其总煤量及总负荷为一个定值，所述升负荷速率也为一个预设值，升负荷速率是根据机组启动状态而变，机组热态启动时升负荷率较快，冷态启动时升负荷率较慢；在机组的启动过程中，将机组的负荷值升到目标负荷值的过程往往不能即刻完成，因为负荷值对应一定的压力值，而若将机组的负荷值瞬变至目标负荷值，将可能引起压力及机组温度瞬间过高，导致机组设备的损毁，因此启动过程中，需调节升负荷的速率，将升负荷速率适合机组负荷值增长的要求。通过上述公式转换后，将升负荷速率与给煤机加煤速率建立相应的关系连接，从而建立了燃料量与负荷值之间的关系，而燃料量通过给煤机加煤速率的控制可实现稳定增加的过程，燃料的增加，可使负荷值增长，而负荷值的增长将使主蒸汽压力值发生相应的增长；同时汽轮机还将不断的控制主蒸汽压力值，使主蒸汽压力值能满足其与负荷值的关系。

在执行步骤3时，优选的，给煤机根据给煤机加煤速率加煤，而给煤机加煤速率是随升负荷速率的变化而自动的发生变化，因此给煤机根据给煤机加煤速率加煤，可实现燃料的自动增减，还可以满足负荷值增长的要求。优选的，一般的制粉系统包括给煤机以及磨煤机，在不同的机组中设有的制粉系统的数量可能有所不同，在先启动的制粉系统若是第一套制粉系统，则该套制粉系统的给煤机则可通过等离子或微油模式点火或者投油点火等点火方式启动后，其他在后启动的制粉系统是否投运则需判断每套制粉系统中属于该套制粉系统的给煤机是否满足点火条件，常常用来判断是否满足点火条件的有判断前一套制粉系统中的给煤机的给煤率是否大于50％，或者给煤机的出力是否达到85％等，若在后启动的的制粉系统的给煤机满足点火条件则可投运该在后启动的制粉系统。

在执行步骤4时，由于将机组的负荷值升到目标负荷值的过程中，负荷的增长需要通过给煤机加煤而实现，由于单台给煤机出力可调整的范围较小，稍有不慎还会导致灭火，而往往通过一套制粉系统的给煤机加煤使负荷值升到一个预定值后将机组切换到投协调控制系统控制方式有一定的难度，因此常常投运的制粉系统的数量会超过一台，才有可能将机组切换到投协调控制系统控制方式，因此步骤4当中，需要根据制粉系统的投运数量是否大于预设定数量才切到协调控制模式，此预定数量可以为2或者是3等，负荷已经升到一定值，给煤机控制也具有了可调整的能力，因为此时即可满足机组投协调控制的要求。将所述汽轮机和所述制粉系统切到协调控制模式时，将设定目标负荷值及升负荷速率，机组将按升负荷速率加负荷值，当机组的负荷值升至目标负荷值时，说明机组已完成启动过程。

在此特别说明的是，在执行步骤3时，不同机组所设有的制粉系统的数量可能有所不同，且点火方式也有所不同，因此投运制粉系统的方式可能也有所不同。因此将举等离子或微油点火模式以及投油点火模式为例，假设机组设有三套制粉系统。

第一种为采用等离子或微油点火模式的机组：

启动第一套制粉系统(在先启动的制粉系统)时，通过等离子或微油点火，第一套制粉系统的给煤机根据给煤机加煤速率加煤，煤量的增加将引起负荷值的增长，在此过程中，需判断负荷值是否达到预定值，且是否满足启动第二套制粉系统的给煤机的点火条件，其需满足的点火条件是第一套制粉系统的给煤机的给煤量＞50％，或者第一套制粉系统的给煤机的出力＞85％；如果不满足，则继续加煤，如果满足，则投运第二套制粉系统；在此还需说明的是，判断负荷是否达到预定值，可通过使用预先设定好的逻辑程序等，通过此逻辑程序进行判断；

当第二套制粉系统(相对于第一套制粉系统为在后启动的制粉系统，相对于第三套制粉系统为在先启动的制粉系统)投入运行后，同样第二套制粉系统的给煤机根据给煤机加煤速率加煤，判断负荷是否达到预定值，且是否满足第三套制粉系统的给煤机的点火条件，其需满足的点火条件是第二套制粉系统的给煤机的给煤量＞50％，或者第二套制粉系统的给煤机的出力＞85％；若不满足，则继续加煤直至满足第三套制粉系统(在后启动的制粉系统)的给煤机的点火条件；若满足条件，则投运第三套制粉系统；

判断是否完成三套制粉系统的投运，若全都投运，则将所述汽轮机和所述制粉系统切到协调控制模式。在此过程中判断制粉系统是否投运常常是通过判断给煤机以及磨煤机是否运行进行，从而判断出制粉系统是否投运，如通过判断给煤机是否运行、磨煤机是否运行、磨煤机出口门是否开、给煤机入口门是否开、火检有火来获知。

第二种方法为投油点火的方式下投运制粉系统的方法：

启动第一套制粉系统时，通过投油点火，第一套制粉系统的给煤机根据给煤机加煤速率加煤，直到第二套制粉系统的给煤机满足点火条件，可投运第二套制粉系统；而如果此时机组处于低负荷状态，则可以通过投油助燃投运第二套制粉系统；

第二套制粉系统投运完成后，可将第一套制粉系统的给煤机及第二套制粉系统的给煤机投自动，接收燃料主控的指令，按照给煤机加煤速率增加燃料，升负荷到预定负荷值后；投运第三套制粉系统。而机组在第三套制粉系统投入后，切到协调控制模式，此时机组自动控制负荷增长速率，并判断负荷值是否达到设定的目标负荷值，当机组升负荷到预定的目标负荷值，则完成机组启动过程，退出机组自启停控制。

优选的，在执行步骤2时，为了在升负荷的过程中，能更好的满足负荷增长的要求，还提供了手动调整给煤机加煤速率的功能，给煤机加煤速率的调整将改变燃料的增减速度，从而可以使负荷值的增长能更加适应机组的要求；给煤机接收手动调整信号后将调整给煤机加煤速率；通过手动调整，可使负荷值、燃料值以及主蒸汽压力值的增长更接近于要求值。

优选的，在执行步骤2的过程中，为了给一些意外的情况提供一个处理环境，本发明还提供了手动控制给煤机是否加煤的功能，通过使用暂停信号或者重新启动的命令去操控，因此当主蒸汽压力值偏差过大或者主蒸汽升温速率过快或其他一些不符合要求的情况出现时，给煤机将根据接收到的暂停信号或重新启动信号控制是否加煤，可通过使用暂停命令，停止燃料的增加，待恢复正常后，再使用重新启动的命令，继续增加燃料。

本发明提供的无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，通过将负荷值的变化转换为燃料量的变化，同时将汽轮机切换为协调控制系统控制方式，使用汽轮机对主蒸汽压力的控制，并从而实现自动控制功能，并能实现燃料值自动增减、主蒸汽压力值满足升负荷要求的，燃料值、主蒸汽压力值及负荷值又都能满足机组自动升负荷过程的要求。

优选的，请参见附图2，本发明使用自动升负荷控制方法可实现自动升负荷的系统，包括：

切换模块，用于根据所述制粉系统投运的数量是否大于预设数量将汽轮机和制粉系统切换到协调控制模式。

所述控制模块，能提供给用户输入指令进行控制，控制模块中包括了多种控制方式，根据第一用户指令可将汽轮器调整为协调控制系统控制方式；同时用户可同时使用控制模块发出控制信号；并使控制模块执行以下操作，根据公式：给煤机加煤速率＝总煤量*升负荷速率/总负荷，将机组的所述升负荷速率转变为给煤机的所述给煤机加煤速率，所述升负荷速率以及所述总负荷与所述总煤量为预设值。

所述汽轮机接收到控制信号后，将根据负荷值与主蒸汽压力值的关系控制主蒸汽压力值，优选的，主蒸汽压力值与负荷值呈函数关系，即P＝F(x)，其中x为负荷值，P为主蒸汽压力值，负荷值可决定主蒸汽压力值。

制粉系统至少设有两套，在先启动的制粉系统的给煤机根据所述给煤机加煤速率加煤，在后启动的制粉系统的给煤机满足点火条件时投运所述在后启动的制粉系统，将负荷值的增长通过燃料值的增加来实现，而制粉系统的在投运时，在先启动的制粉系统若为第一套启动的制粉系统，则该套制粉系统的给煤机往往通过点火启动，给煤机在不断的加煤，当给煤机的给煤量大于百分之五十，或者出力达到百分之八十五时，即达到了下一套制粉系统的给煤机的点火条件时，则可投运下一套制粉系统，若机组中设有多套制粉系统时，则制粉系统将依次投运。

当投运的制粉系统的数量超过预设的数量时，则可通过切换模块切换到协调控制模式，预设的数量为2或者3等，协调控制模式时，将设定目标负荷值及升负荷速率；根据此升负荷速率将负荷值升值目标负荷值，则完成自动升负荷的过程。

本发明提供的可实现自动升负荷的系统工作时，操作人员可使用控制装置输入第一用户指令选定汽轮机为协调控制系统控制方式，并向汽轮机发出控制信号，同时还将根据公式计算给煤机加煤速率；汽轮机接收到控制信号后根据负荷值与主蒸汽压力值的关系控制主蒸汽压力值，而制粉系统的给煤机根据给煤机加煤速率加煤，当在先启动的制粉系统的给煤机的给煤量＞50％或者出力＞85％时即满足在后启动的制粉系统的给煤机的点火条件，因此投运第二套制粉系统；当投运的制粉系统的数量大于预设的数量时，切换模块将切换至协调控制模式；此自动升负荷的具体操作过程可参见上述方法中的步骤，故在此不再赘述。

优选的，所述控制模块还包括手动调整模块，可提供一个手动修改设定值的操作框，由操作人员对给煤机加煤速率等进行修改，操作人员可通过第二用户指令向给煤机发送信号调整给煤机加煤速率。

优选的，所述控制模块还包括燃料控制模块，控制燃料的供给，可提供发出暂停信号或重新启动信号的操作按键，从而可以手动控制是否继续给煤，在主蒸汽压力或温度偏差过大时，可通过操作按键向给煤机发送暂停信号或重新启动信号控制是否加煤。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，所述机组至少包括两套制粉系统，其特征在于，包括：

在先启动的制粉系统的给煤机根据所述给煤机加煤速率加煤，在后启动的制粉系统的给煤机满足点火条件时投运所述在后启动的制粉系统；

根据所述制粉系统投运的数量是否大于预设数量将所述汽轮机和所述制粉系统切换到协调控制模式。

2.如权利要求1所述的一种无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，其特征在于：所述给煤机接收手动调整信号调整给煤机加煤速率。

3.如权利要求1所述的一种无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，其特征在于：所述给煤机接收暂停信号或重新启动信号控制是否加煤。

4.如权利要求1所述的一种无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，其特征在于：所述机组处于低负荷时，所述在后启动的制粉系统通过投油助燃投运。

5.如权利要求4所述的一种无旁路或旁路切除机组自动升负荷控制方法，其特征在于：所述汽轮机和所述制粉系统切到协调控制模式时，设定目标负荷值及所述升负荷速率，当机组根据所述升负荷速率升到所述目标负荷值时，机组完成自动升负荷过程。

6.一种可实现自动升负荷的系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的一种可实现自动升负荷的系统，其特征在于：所述控制模块还包括手动调整模块，用于根据第二用户指令向所述给煤机发送信号调整给煤机加煤速率。

8.如权利要求6所述的一种可实现自动升负荷的系统，其特征在于：所述控制模块还包括燃料控制模块，用于向所述给煤机发送暂停信号或重新启动信号控制是否加煤。