CN101922317A - 一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，实现了直接能量平衡协调控制以最大速率开始负荷变化，使发电控制与锅炉控制完全解耦，将引起过火或欠火的程序的随意性减到最小。本发明通过下述技术方案予以实现：一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其锅炉接收给水量控制模块、燃料控制模块和气流控制模块的输入信号，并向能源平衡信号模块和电压补偿模块提供输出信号；需求极限调节器接收电压补偿模块、给水量控制模块、燃料控制模块和气流控制模块的输入信号，向汽轮机监控模块和锅炉输入协调模块提供输出信号，能源平衡信号模块接收汽轮机的输入信号，并向电源控制模块和动态补偿模块提供输出信号。

Description

一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统

技术领域

本发明涉及一种直接能量平衡协调控制电路，尤其涉及一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统。

技术背景

随着中国经济的飞速发展，电力需求越来越大，国家在新建项目和旧厂改造方面投入了大量资金以加速我国电力行业的发展，全球DCS知名厂商几乎都“垂涎”中国市场，加剧了该领域的竞争。

我国科研技术人员在消化吸收国外先进技术的同时，自主创新我国自己的DCS系统，经过多年努力，已经取得可喜的研究和应用成果，在多个电站试验应用的基础上，经过改造提高后，有些已经达到或接近国外厂家同类的DCS水平，但大部分都应用在300MW及以下等级机组改造或新建工程中，在600MW及以上的亚临界、超临界和超超临界的机组中尚未有应用业绩。

从目前DCS国产化情况来看，虽然在系统设计和应用软件开发上，部分控制模块实现了国产化，但在核心技术、国产设备的产业化和成套化方面与发达国家相比还存在很大的差距，而且各类DCS的特点技术也得不到相互的借鉴和利用。受信息技术飞速发展的影响，以及用户对先进的控制功能与管理功能需求的增加，DCS控制系统的技术水平不断提高，应用领域不断纵深扩展，自动化成套控制系统的发展趋势就是系统集成与一体化技术。

总体上来看，国内厂家还没有成为主流自动化系统供应商。主流供应商的标准是：采用自主研发生产的自动化系统，完成重大工程项目中的主装置控制及主保护功能，自主实施工程设计和复杂工艺方案的实现，市场占有率达到10％以上。而国内厂家在上述几个关键点上虽有个别突破，但整体能力还需提高和完善，主要体现在平台化程度、产品化程度、应用基础研究、工程设计与实施技术等方面，特别是同时满足大规模、快速性、安全性、开放性等综合指标方面还需不断提升，产品的行业整体解决方案还需进一步完善。

针对大型火力机组目前国内的发展现状，改变大型高端自动控制系统依靠国外、低端控制系统选用国内的市场格局，提升我国自动化产业的自主创新能力，开发适用于大型超临界火电机组自动化成套控制系统势在必行。

在火力发电过程中，发电工质-水的性质是非常重要的环节，不仅在设备制造时需要考虑，在设计控制策略时也必须充分重视。

所谓超临界指的就是水的参数超过了临界点(22.115MPa(a)，374.15℃)：在临界点时水的汽化将在瞬间完成；在临界点之上水、汽参数相同。提高工质参数是提高机组效率的有效途径，但却受到制造设备的材质的限制，通常选用24MPa-25MPa；538/566℃、538/593℃、566/593℃、600/600℃等作为机组的主、再热蒸汽参数。

由于在临界点之上水、汽参数相同，超临界机组必须采用直流锅炉，这一点就是超临界机组的协调控制策略主要的着眼点；但一般的协调控制往往会受到各种限制；发电控制与锅炉控制也不能完全解耦；同时常用的负荷需求信号当锅炉扰动时会产生一个再生的信号，信号会受到锅炉扰动的影响。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，实现了直接能量平衡协调控制以最大速率开始负荷变化，使发电控制与锅炉控制完全解耦，只受到过程本身和辅助设备的能力的限制，且能量平衡信号不受锅炉扰动的影响，将引起过火或欠火的程序的随意性减到最小。

本发明通过下述技术方案予以实现：

一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，包括依次顺序连接的发电机、汽轮机、汽轮机调速阀和锅炉，其特征在于，所述控制系统还包括电源控制模块、汽轮机监控模块、能源平衡信号模块、动态补偿模块、电压补偿模块、需求极限调节器、锅炉输入协调模块、给水量控制模块、燃水比控制模块、燃料控制模块和气流控制模块，其中锅炉接收给水量控制模块、燃料控制模块和气流控制模块的输入信号，并向能源平衡信号模块和电压补偿模块提供输出信号；所述需求极限调节器接收电压补偿模块、给水量控制模块、燃料控制模块和气流控制模块的输入信号，向汽轮机监控模块和锅炉输入协调模块提供输出信号，所述能源平衡信号模块接收汽轮机的输入信号，并向电源控制模块和动态补偿模块提供输出信号。

所述的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其中电源控制模块接收来自发电机的输入信号，并向汽轮机监控模块提供输出信号。

所述的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其中汽轮机调速阀与汽轮机监控模块相连。

所述的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其中锅炉输入协调模块向给水量控制模块和燃水比控制模块提供输出信号。

所述的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其中燃水比控制模块向燃料控制模块和气流控制模块提供输出信号。

由于采用上述技术方案，本发明提供的用于超临界火电机组的计算机网络平台具有这样的有益效果：实现了直接能量平衡协调控制以最大速率开始负荷变化，使发电控制与锅炉控制完全解耦，只受到过程本身和辅助设备的能力的限制，且能量平衡信号不受锅炉扰动的影响，将引起过火或欠火的程序的随意性减到最小。

附图说明

图1是本发明的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

请参阅图1，图中示出了本发明的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，包括依次顺序连接的发电机1、汽轮机2、汽轮机调速阀3和锅炉4，还包括电源控制模块6、汽轮机监控模块15、能源平衡信号模块7、动态补偿模块8、电压补偿模块9、需求极限调节器10、锅炉输入协调模块11、给水量控制模块13、燃水比控制模块12、燃料控制模块14和气流控制模块5，其中锅炉4接收给水量控制模块13、燃料控制模块12和气流控制模块5的输入信号，并向能源平衡信号模块7和电压补偿模块9提供输出信号；需求极限调节器10接收电压补偿模块9、给水量控制模块13、燃料控制模块12和气流控制模块5的输入信号，向汽轮机监控模块15和锅炉输入协调模块11提供输出信号，能源平衡信号模块7接收汽轮机2的输入信号，并向电源控制模块6和动态补偿模块8提供输出信号。其中电源控制模块6接收来自发电机1的输入信号，并向汽轮机监控模块15提供输出信号。其中汽轮机调速阀3与汽轮机监控模块15相连。其中锅炉输入协调模块11向给水量控制模块13和燃水比控制模块14提供输出信号。其中燃水比控制模块13向燃料控制模块14和气流控制模块5提供输出信号。

以上实施方式对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施方式中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，包括依次顺序连接的发电机、汽轮机、汽轮机调速阀和锅炉，其特征在于，所述控制系统还包括电源控制模块、汽轮机监控模块、能源平衡信号模块、动态补偿模块、电压补偿模块、需求极限调节器、锅炉输入协调模块、给水量控制模块、燃水比控制模块、燃料控制模块和气流控制模块，其中锅炉接收给水量控制模块、燃料控制模块和气流控制模块的输入信号，并向能源平衡信号模块和电压补偿模块提供输出信号；所述需求极限调节器接收电压补偿模块、给水量控制模块、燃料控制模块和气流控制模块的输入信号，向汽轮机监控模块和锅炉输入协调模块提供输出信号，所述能源平衡信号模块接收汽轮机的输入信号，并向电源控制模块和动态补偿模块提供输出信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其特征在于，所述电源控制模块接收来自发电机的输入信号，并向汽轮机监控模块提供输出信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其特征在于，所述汽轮机调速阀与汽轮机监控模块相连。

4.根据权利要求1所述的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其特征在于，所述锅炉输入协调模块向给水量控制模块和燃水比控制模块提供输出信号。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于超临界火电机组的直接能量平衡协调控制系统，其特征在于，所述燃水比控制模块向燃料控制模块和气流控制模块提供输出信号。