CN104879775B - 带液阻调速器的一次风机节能控制系统 - Google Patents
带液阻调速器的一次风机节能控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明带液阻调速器的一次风机节能控制系统，属于电站自动控制的技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种可快速调节锅炉速率且调节精度较高的带液阻调速器的一次风机节能控制系统；采用的技术方案为：带液阻调速器的一次风机节能控制系统，包括：锅炉机组调控模块、锅炉床温监测模块、风机机组调控模块、风机风量需求运算模块和液阻调速器偏差运算模块，所述锅炉机组调控模块包括锅炉运行负荷需求模块和电能负荷需求模块，所述风机机组调控模块包括：液阻调速器开度调整模块和风机挡板开度调整模块；适用于发电锅炉的应用领域。
Description
技术领域
本发明带液阻调速器的一次风机节能控制系统，属于电站自动控制的技术领域。
背景技术
在火力发电中，发电机组的安全运行以及带来的经济利益已经成为电力企业面临的一个十分重要的问题，风机控制在火力发电锅炉系统中是非常重要的一个环节，因此，合理高效的风机控制是发电机组安全运行和经济效益的有力保证。
为提高风机控制效果，通常在风机控制系统中加装液阻调速器，通过调节锅炉风机系统中风机的转速来调整风机风量风压，进而控制锅炉的燃烧工作，这种方法可以根据锅炉的负荷需求，进行风机风量的输送，节能效果较好，然而，这种方法，当一次风机入口调节挡板和液阻调速器配合不当时，容易引起风机振动跳闸，从而导致锅炉跳闸现象，给安全生产带来隐患；此外，这种方法在调节一次风风量和风压时，调节特性不好、线性差、存在很大滞后，进而影响自动发电控制的投入率和调节效果。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可快速调节锅炉速率且调节精度较高的带液阻调速器的一次风机节能控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：带液阻调速器的一次风机节能控制系统，包括：锅炉机组调控模块、锅炉床温监测模块、风机机组调控模块、风机风量需求运算模块和液阻调速器偏差运算模块，所述锅炉机组调控模块包括锅炉运行负荷需求模块和电能负荷需求模块，所述风机机组调控模块包括：液阻调速器开度调整模块、风机挡板开度调整模块；所述风机风量需求运算模块的信号输入端分别与所述锅炉床温监测模块、锅炉运行负荷需求模块、电能负荷需求模块的信号输出端相连，所述风机风量需求运算模块的信号输出端与所述风机挡板开度调整模块的信号输入端相连；所述液阻调速器偏差运算模块的信号输入端分别与所述液阻调速器开度调整模块、风机挡板开度调整模块和电能负荷需求模块的信号输出端相连，所述液阻调速器偏差运算模块的信号输出端与所述液阻调速器开度调整模块的信号输入端相连。
本发明中，所述风机挡板开度调整模块包括：风机A侧挡板开度调整模块和风机B侧挡板开度调整模块；所述一次风机风量需求运算模块包括：第一函数运算器、第一减法器、第一加法器、滞后运算器、模拟开关器、第一乘法器和第二加法器；所述第一函数运算器的输入端口与所述锅炉运行负荷需求模块相连，所述第一函数运算器的输出端口与所述第一加法器的输入端口A1.1相连；所述电能负荷需求模块的输出端口分别与所述第一减法器的输入端口B1.1和滞后运算器的输入端口相连，所述滞后运算器的输出端口与所述第一减法器的输入端口B1.2相连，所述第一减法器的输出端口B1.3与第一乘法器的输入端口M1.1相连，第一乘法器的输入端口M1.2连接有第一乘法器参数输入模块K1，所述第一乘法器的输出端口M1.3与所述第一加法器的输入端口A1.2相连，所述第一加法器的输出端口A1.3与第二加法器的输入端口A2.1相连，所述第二加法器的输入端口A2.2与所述模拟开关器的输出端口相连，所述模拟开关器的输入端口与所述锅炉床温监测模块的输出端口相连，所述第二加法器的输出端口A2.3与所述风机挡板开度调整模块的输入端口相连。
所述液阻调速器偏差运算模块包括：第三加法器、第二乘法器、第二减法器、第一比较选择器、第二函数运算模块、速率限制模块、第二比较选择器、第三减法器、第三比较选择器、第四比较选择器；所述风机A侧挡板开度调整模块的输出端口与所述第三加法器的输入端口A3.1端口相连，所述风机B侧挡板开度调整模块的输出端口与所述第三加法器的输入端口A3.2端口相连，所述第三加法器的输出端口A3.3与所述第二乘法器的输入端口M1.1相连，所述第二乘法器的输入端口M1.2连接有第二乘法器参数输入模块K2，所述第二乘法器的输出端口M1.3连与第二减法器的输入端口B2.1相连，所述第二减法器的输入端口B2.2连接有第二减法器参数输入模块K3，所述第二减法器的输出端口与第一比较选择器的输入端口C1.1和第四比较选择器的输入端口C4.1均相连，所述第一比较选择器的输入端口C1.2连接有第一比较选择器参数输入模块K4，所述第一比较选择器的输出端口与第三比较选择器的输入端口C3.1相连；所述电能负荷需求模块的输出端口与所述速率限制模块的输入端口V1.1相连，所述速率限制模块的输入端口V1.2连接有限速参数输入模块K5，所述速率限制模块的输出端口V1.3与第二比较选择器的输入端口C2.1相连，所述第二比较选择器的输入端口C2.2连接有第二比较选择器参数输入模块K6，所述第二比较选择器的输入端口C2.3与第三减法器的输入端口B3.1相连，所述第三减法器的输入端口B3.2与所述液阻调速器开度调整模块的输出端口相连，所述第三减法器的输出端口B3.3与所述第三比较选择器的输入端口C3.2相连，所述第三比较选择器的输出端口C3.3与所述第四比较选择器的输入端口C4.2相连，所述第四比较选择器的输入端口C4.3与所述风机挡板开度调整模块的输入端口相连。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明带液阻调速器的一次风机节能控制系统，通过将风机风量需求运算模块和液阻调速器偏差运算模块与现有的风机控制系统连接的方式，实现了对锅炉机组负荷的快速调节控制、对锅炉床温温度的精确控制、对锅炉主蒸汽压力的精确控制，能够大幅改善了机组的调峰能力，提高了供电电能质量，延长了一次风机液阻调速器的使用寿命，提高了机组的节能效果。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明电路结构示意图；
图2为本发明中风机风量需求运算模块的电路连接图；
图3为本发明中液阻调速器偏差运算模块的电路连接图；
图中：1为锅炉机组调控模块，2为锅炉床温监测模块，3为风机机组调控模块，4为风机风量需求运算模块，5为液阻调速器偏差运算模块，6为液阻调速器开度调整模块，7为风机挡板开度调整模块，8为锅炉运行负荷需求模块，9为电能负荷需求模块，10为风机A侧挡板开度调整模块，11为风机B侧挡板开度调整模块，12为第一函数运算器，13为第一减法器，14为第一加法器，15为滞后运算器，16为模拟开关器，17为第一乘法器，18为第二加法器，19为第三加法器，20为第二乘法器，21为第二减法器，22为第一比较选择器，23为第二函数运算模块，24为速率限制模块，25为第二比较选择器，26为第三减法器，27为第三比较选择器，28为第四比较选择器。
具体实施方式
如图1所示，带液阻调速器的一次风机节能控制系统，包括：锅炉机组调控模块1、锅炉床温监测模块2、风机机组调控模块3、风机风量需求运算模块4和液阻调速器偏差运算模块5，所述锅炉机组调控模块1包括锅炉运行负荷需求模块8和电能负荷需求模块9，所述风机机组调控模块3包括：液阻调速器开度调整模块6、风机挡板开度调整模块7；所述风机风量需求运算模块4的信号输入端分别与所述锅炉床温监测模块2、锅炉运行负荷需求模块8、电能负荷需求模块9的信号输出端相连，所述风机风量需求运算模块4的信号输出端与所述风机挡板开度调整模块7的信号输入端相连；所述液阻调速器偏差运算模块5的信号输入端分别与所述液阻调速器开度调整模块6、风机挡板开度调整模块7和电能负荷需求模块9的信号输出端相连，所述液阻调速器偏差运算模块5的信号输出端与所述液阻调速器开度调整模块6的信号输入端相连。
具体地，所述风机挡板开度调整模块7包括：风机A侧挡板开度调整模块10和风机B侧挡板开度调整模块11。
如图2所示，所述一次风机风量需求运算模块4包括：第一函数运算器12、第一减法器13、第一加法器14、滞后运算器15、模拟开关器16、第一乘法器17和第二加法器18；所述第一函数运算器12的输入端口与所述锅炉运行负荷需求模块8相连，所述第一函数运算器12的输出端口与所述第一加法器14的输入端口A1.1相连；所述电能负荷需求模块9的输出端口分别与所述第一减法器13的输入端口B1.1和滞后运算器15的输入端口相连，所述滞后运算器15的输出端口与所述第一减法器13的输入端口B1.2相连，所述第一减法器13的输出端口B1.3与第一乘法器17的输入端口M1.1相连，第一乘法器17的输入端口M1.2连接有第一乘法器参数输入模块K1，所述第一乘法器17的输出端口M1.3与所述第一加法器14的输入端口A1.2相连，所述第一加法器14的输出端口A1.3与第二加法器18的输入端口A2.1相连，所述第二加法器18的输入端口A2.2与所述模拟开关器16的输出端口相连，所述模拟开关器16的输入端口与所述锅炉床温监测模块2的输出端口相连，所述第二加法器18的输出端口A2.3与所述风机挡板开度调整模块7的输入端口相连；
具体地，所述模拟开关器16实现了对锅炉床温床温温度的调节，当锅炉床温监测模块2检测的锅炉床温值大于970℃时，所述模拟开关器16输出微调床温值至第二加法器18的输入端口A2.2，所述微调床温值可以为3℃；当锅炉床温监测模块2检测的锅炉床温值小于等于970℃时，微调床温值为0℃；进一步地，所述第一乘法器参数输入模块K1的输入值可以为0.5。
如图3所示，所述液阻调速器偏差运算模块5包括：第三加法器19、第二乘法器20、第二减法器21、第一比较选择器22、第二函数运算模块23、速率限制模块24、第二比较选择器25、第三减法器26、第三比较选择器27、第四比较选择器28；
所述风机A侧挡板开度调整模块10的输出端口与所述第三加法器19的输入端口A3.1端口相连，所述风机B侧挡板开度调整模块11的输出端口与所述第三加法器19的输入端口A3.2端口相连，所述第三加法器19的输出端口A3.3与所述第二乘法器20的输入端口M1.1相连，所述第二乘法器20的输入端口M1.2连接有第二乘法器参数输入模块K2，所述第二乘法器20的输出端口M1.3连与第二减法器21的输入端口B2.1相连，所述第二减法器21的输入端口B2.2连接有第二减法器参数输入模块K3，所述第二减法器21的输出端口与第一比较选择器22的输入端口C1.1和第四比较选择器28的输入端口C4.1均相连，所述第一比较选择器22的输入端口C1.2连接有第一比较选择器参数输入模块K4，所述第一比较选择器22的输出端口与第三比较选择器27的输入端口C3.1相连；所述电能负荷需求模块9的输出端口与所述速率限制模块24的输入端口V1.1相连，所述速率限制模块24的输入端口V1.2连接有限速参数输入模块K5，所述速率限制模块24的输出端口V1.3与第二比较选择器25的输入端口C2.1相连，所述第二比较选择器25的输入端口C2.2连接有第二比较选择器参数输入模块K6，所述第二比较选择器25的输入端口C2.3与第三减法器26的输入端口B3.1相连，所述第三减法器26的输入端口B3.2与所述液阻调速器开度调整模块6的输出端口相连，所述第三减法器26的输出端口B3.3与所述第三比较选择器27的输入端口C3.2相连，所述第三比较选择器27的输出端口C3.3与所述第四比较选择器28的输入端口C4.2相连，所述第四比较选择器28的输入端口C4.3与所述风机挡板开度调整模块7的输入端口相连。
本实施例中，所述速率限制模块24可以将电能负荷需求模块9的输出速率限制到所述限速参数输入模块K5限制的速度内，所述限速参数输入模块K5的限速输入值可以为0.2；
具体地，所述第一比较选择器22为大选器，当第一比较选择器22输入端口C3.1输入的数值大于等于第一比较选择器参数输入模块K4输入值时，所述第一比较选择器22的输出值为第一比较选择器22输入端口C3.1输入的数值，否则为第一比较选择器参数输入模块K4的输入值，所述第一比较选择器参数输入模块K4的输入值可以为0；进一步地，所述第二比较选择器25、第三比较选择器27、第四比较选择器28均为小选器，所述第二比较选择器参数输入模块K6的输入值可以为0.5。
本实施例中，可以使锅炉机组的负荷速率为2.0% Pe MW/min，锅炉炉内脱硫效率在90% 以上，锅炉主汽压力动态偏差为±0.5 MPa、稳态偏差为±0.2 MPa，锅炉主汽温度动态偏差为±5 ℃、稳态偏差为±3 ℃，使得一次风机电流平均下降10 A，延长了一次风机液阻调速器的使用寿命，提高了机组的节能效果。
本发明解决了传统的带液阻调速器的一次风机调节系统对调节精度低，调节效果不好的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步；上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.带液阻调速器的一次风机节能控制系统，包括：锅炉机组调控模块（1）、锅炉床温监测模块（2）、风机机组调控模块（3），其特征在于：所述系统还包括：风机风量需求运算模块（4）和液阻调速器偏差运算模块（5），所述锅炉机组调控模块（1）包括锅炉运行负荷需求模块（8）和电能负荷需求模块（9），所述风机机组调控模块（3）包括：液阻调速器开度调整模块（6）、风机挡板开度调整模块（7）；
所述风机风量需求运算模块（4）的信号输入端分别与所述锅炉床温监测模块（2）、锅炉运行负荷需求模块（8）、电能负荷需求模块（9）的信号输出端相连，所述风机风量需求运算模块（4）的信号输出端与所述风机挡板开度调整模块（7）的信号输入端相连；
所述液阻调速器偏差运算模块（5）的信号输入端分别与所述液阻调速器开度调整模块（6）、风机挡板开度调整模块（7）和电能负荷需求模块（9）的信号输出端相连，所述液阻调速器偏差运算模块（5）的信号输出端与所述液阻调速器开度调整模块（6）的信号输入端相连；
所述一次风机风量需求运算模块（4）包括：第一函数运算器（12）、第一减法器（13）、第一加法器（14）、滞后运算器（15）、模拟开关器（16）、第一乘法器（17）和第二加法器（18）；
所述第一函数运算器（12）的输入端口与所述锅炉运行负荷需求模块（8）相连，所述第一函数运算器（12）的输出端口与所述第一加法器（14）的输入端口A1.1相连；所述电能负荷需求模块（9）的输出端口分别与所述第一减法器（13）的输入端口B1.1和滞后运算器（15）的输入端口相连，所述滞后运算器（15）的输出端口与所述第一减法器（13）的输入端口B1.2相连，所述第一减法器（13）的输出端口B1.3与第一乘法器（17）的输入端口M1.1相连，第一乘法器（17）的输入端口M1.2连接有第一乘法器参数输入模块K1，所述第一乘法器（17）的输出端口M1.3与所述第一加法器（14）的输入端口A1.2相连，所述第一加法器（14）的输出端口A1.3与第二加法器（18）的输入端口A2.1相连，所述第二加法器（18）的输入端口A2.2与所述模拟开关器（16）的输出端口相连，所述模拟开关器（16）的输入端口与所述锅炉床温监测模块（2）的输出端口相连，所述第二加法器（18）的输出端口A2.3与所述风机挡板开度调整模块（7）的输入端口相连。
2.根据权利要求1所述的带液阻调速器的一次风机节能控制系统，其特征在于：风机挡板开度调整模块（7）包括：风机A侧挡板开度调整模块（10）和风机B侧挡板开度调整模块（11）。
3.根据权利要求1所述的带液阻调速器的一次风机节能控制系统，其特征在于：液阻调速器偏差运算模块（5）包括：第三加法器（19）、第二乘法器（20）、第二减法器（21）、第一比较选择器（22）、第二函数运算模块（23）、速率限制模块（24）、第二比较选择器（25）、第三减法器（26）、第三比较选择器（27）、第四比较选择器（28）；
所述风机A侧挡板开度调整模块（10）的输出端口与所述第三加法器（19）的输入端口A3.1端口相连，所述风机B侧挡板开度调整模块（11）的输出端口与所述第三加法器（19）的输入端口A3.2端口相连，所述第三加法器（19）的输出端口A3.3与所述第二乘法器（20）的输入端口M1.1相连，所述第二乘法器（20）的输入端口M1.2连接有第二乘法器参数输入模块K2，所述第二乘法器（20）的输出端口M1.3连与第二减法器（21）的输入端口B2.1相连，所述第二减法器（21）的输入端口B2.2连接有第二减法器参数输入模块K3，所述第二减法器（21）的输出端口与第一比较选择器（22）的输入端口C1.1和第四比较选择器（28）的输入端口C4.1均相连，所述第一比较选择器（22）的输入端口C1.2连接有第一比较选择器参数输入模块K4，所述第一比较选择器（22）的输出端口与第三比较选择器（27）的输入端口C3.1相连；
所述电能负荷需求模块（9）的输出端口与所述速率限制模块（24）的输入端口V1.1相连，所述速率限制模块（24）的输入端口V1.2连接有限速参数输入模块K5，所述速率限制模块（24）的输出端口V1.3与第二比较选择器（25）的输入端口C2.1相连，所述第二比较选择器（25）的输入端口C2.2连接有第二比较选择器参数输入模块K6，所述第二比较选择器（25）的输入端口C2.3与第三减法器（26）的输入端口B3.1相连，所述第三减法器（26）的输入端口B3.2与所述液阻调速器开度调整模块（6）的输出端口相连，所述第三减法器（26）的输出端口B3.3与所述第三比较选择器（27）的输入端口C3.2相连，所述第三比较选择器（27）的输出端口C3.3与所述第四比较选择器（28）的输入端口C4.2相连，所述第四比较选择器（28）的输入端口C4.3与所述风机挡板开度调整模块（7）的输入端口相连。
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