CN104964263B - 一种锅炉主汽压力的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉主汽压力的控制方法，在减温水量增加时，主汽压力的变化趋势如果是升高，则减少给煤量，主汽压力的变化趋势如果是降低，则无需调整给煤量；在减温水量减少时，主汽压力的变化趋势如果是降低，则增加给煤量，主汽压力的变化趋势如果是增加，则无需调整给煤量。本发明通过兼顾减温水量和主汽压力变化趋势，得到煤量前馈，从而对主汽压力进行修正，大幅减少减温水量对主汽压力的影响。

Description

一种锅炉主汽压力的控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，特别涉及一种锅炉主汽压力的控制方法。

背景技术

火力发电厂锅炉在正常运行中，影响主汽压力的因素很多，比如一次风量、二次风量、炉膛压力、氧量、给水流量、给水温度、减温水流量等均对主汽压力有一定的影响，但是通过历史曲线分析发现减温水流量对主汽压力的影响很大，其它因素虽然有影响，但是不明显，因此抓住了影响主汽压力的主要因素，就能够对主汽压力进行精确控制。

减温水的作用是控制主汽温度，如果汽温过高，将引起过热器、再热器、蒸汽管道以及汽轮机汽缸、阀门、转子部分金属强度降低，导致设备使用寿命缩短，严重时甚至造成设备损坏事故。因而汽温过高对设备的安全是一个很大的威胁。而蒸汽温度低将引起机组的循环效率下降，使煤耗上升，汽耗率上升，新蒸汽温度过低，严重时可能引起蒸汽带水，给汽轮机的安全稳定运行带来严重的危害。

为了防止锅炉正常运行中的汽温过高或过低，必须及时投入减温水对主汽温度进行降温或使其升温，但是减温水投入后会导致主汽压力的大幅波动，究其原因是分子是有间隔的，受热后分子间隔变大。水受热转化成水蒸汽，水分子间的间隙变大，体积要增大上千倍，1克水(1cm³)沸腾变为同温度的水蒸汽体积变为1676cm³。

为确保机组参数在正常范围，火力发电厂锅炉在正常运行中，均需投入一定量的减温水。减温水投入后，其状态经历从未饱和水、饱和水、饱和蒸汽、过热蒸汽的一系列变化过程，减温水量变化对主汽压力的影响，有一定的时延性。

锅炉燃料量增加，主汽压力会升高，主汽温度升高，为了确保主汽温度在正常范围，会增加减温水量。减温水吸热变为水蒸汽，其体积会增加上千倍，进一步导致主汽压力升高。同样，燃料量减小，主汽压力、主汽温度降低，减温水量减少，又会进一步导致主汽压力降低。

机组运行中，主汽压力是否稳定，是判断自动调整品质的一个重要衡量标准。以往的机组协调控制，只是根据机组负荷、主汽压力的变化，进行相应的控制，未考虑减温水量对主汽压力的影响。减温水量变化较小时，其对主汽压力的影响有限，可通过正常的压力调整逻辑解决。当减温水量变化较大时，其对主汽压力的影响较大，会导致主汽压力波动较大。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种减少减温水对主汽压力影响的锅炉主汽压力控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种锅炉主汽压力的控制方法，在减温水量增加时，主汽压力的变化趋势如果是升高，则减少给煤量，主汽压力的变化趋势如果是降低，则无需调整给煤量；

在减温水量减少时，主汽压力的变化趋势如果是降低，则增加给煤量，主汽压力的变化趋势如果是增加，则无需调整给煤量。

进一步，将每一时刻的减温水量与t1时间前的减温水量相减得到实时变化的减温水量变化值，当减温水量变化值为正值时，说明减温水量增加，当减温水量变化值为负值时，说明减温水量减少。

进一步，将每一时刻的主汽压力测量值的当前值和滞后值相减得到实时变化的主汽压力变化值，当主汽压力变化值为正值时，主汽压力的变化趋势是升高，当主汽压力变化值为负值时，主汽压力的变化趋势是降低。

进一步，将主汽压力设定值与主汽压力测量值相减得到压力偏差，将每一时刻的压力偏差的当前值和滞后值相减得到实时变化的主汽压力变化值，当主汽压力变化值为正值时，主汽压力的变化趋势是升高，当主汽压力变化值为负值时，主汽压力的变化趋势是降低

进一步，主汽压力变化值为正值时，发出正脉冲，主汽压力变化值为负值时，发出负脉冲；

当减温水量变化值为正值、发出正脉冲同时满足时，输出减温水量变化值为减温水前馈；

当减温水量变化值为负值、发出负脉冲同时满足时，输出减温水量变化值为减温水前馈；

通过减温水前馈调整给煤量。

进一步，将减温水前馈乘以负系数得到煤量前馈，通过煤量前馈调整给煤量。

进一步，煤量前馈乘以煤量系数K得到调整所需的给煤量。

进一步，所述t1为3分钟。

进一步，所述煤量系数K为0.1。

综上内容，本发明所述的一种锅炉主汽压力的控制方法，通过兼顾减温水量和主汽压力变化趋势，得到煤量前馈，从而对主汽压力进行修正，大幅减少减温水量对主汽压力的影响。

附图说明

图1是本发明的逻辑图；

图2是本发明减温水前馈、煤量前馈形成图。

如图1和图2所示，加法模块1，LEADLAG函数模块2，加法模块3，加法模块4，函数模块5，函数模块6，切换块7，切换块8。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

一种锅炉主汽压力的控制方法，在减温水量增加时，主汽压力的变化趋势如果是升高，则减少给煤量，主汽压力的变化趋势如果是降低，则无需调整给煤量；

在减温水量减少时，主汽压力的变化趋势如果是降低，则增加给煤量，主汽压力的变化趋势如果是增加，则无需调整给煤量。

如图1所示，判断减温水量的增加或减少是通过TRANSPORT模块与加法模块1实现，TRANSPORT模块是对模拟量输入点进行延时输出的算法模块。

减温水量采集后分别输入TRANSPORT模块的输入端与加法模块1的一个输入端，TRANSPORT模块的输出端连接加法模块1的另一个输入端。

在本实施例中，TRANSPORT模块设置延时时间为3分钟，减温水量数据经采集后进入TRANSPORT模块，延时3分钟后输出。加法模块1将每时刻的减温水量与该时刻3分钟前的减温水量相减，得到实时变化的减温水量变化值，并形成图2中的“减温水变化值曲线”。

当减温水量变化值为正值时，说明减温水量增加，当减温水量变化值为负值时，说明减温水量减少。图2中“减温水变化值曲线”的3-5区间为正值，即3-5区间减温水量增加；1-3、5-7区间为负值，即1-3、5-7区间减温水量减少。

如图1所示，判断主汽压力的变化趋势是通过LEADLAG函数模块2、加法模块3实现，LEADLAG函数模块2是非线性的超前/滞后函数模块，具有两个参数LEAD和LAG，当LEAD＝0时，LAG>0时，在本实施例中，该模块为滞后模块。

主汽压力测量值分别输入LEADLAG函数模块2的输入端和加法模块3的一个输入端，LEADLAG函数模块2的输出端连接加法模块3的另一个输入端。

每一时刻的主汽压力测量值输入LEADLAG函数模块2滞后后，与该时刻的主汽压力测量值相减得到主汽压力变化值，并形成图2中“主汽压力变化曲线”。采用主汽压力的测量值与滞后值相减，使主汽压力变化值更准确的表现在减温水量的影响下主汽压力的升高或降低趋势。

在判断主汽压力的变化趋势时，还可以将主汽压力设定值与主汽压力测量值在相减得到压力偏差，每一时刻的压力偏差输入LEADLAG函数模块2滞后后，与该时刻的压力偏差值相减得到主汽压力变化值。采用主汽压力的设定值与测量值相减，可进一步排除了其他因素造成主汽压力的波动而影响判断结果。

当主汽压力变化值为正值时，说明主汽压力的变化趋势是升高，当主汽压力变化值为负值时，说明主汽压力的变化趋势是降低。图2中“主汽压力变化曲线”的1-2、4-6区间为正值，即1-2、4-6区间主汽压力的变化趋势是升高；2-4、6-7区间为负值，即2-4、6-7区间主汽压力的变化趋势是降低。

加法模块3的输出端分别连接选高模块(HIGHMON)和选低模块(LOWMON)，在主汽压力变化值为正值时，通过选高模块输出正脉冲，在主汽压力变化值为负值时，通过选低模块输出负脉冲，如图2中“正脉冲”、“负脉冲”所示。

如图1所示，加法模块1的输出端分别连接函数模块5和函数模块6的输入端，函数模块5的输出端连接切换块7的输入端，函数模块6的输出端连接切换块8的输入端。

函数模块5的作用是：当减温水量变化值为正值时，输出始终为0，当为负值时，输出对应的减温水量变化值。

函数模块6的作用是：当减温水量变化值为正值时，输出对应的减温水量变化值；当为负值时，输出始终为0。

当输出正脉冲时，切换块8条件满足，函数模块6起作用，输出减温水量变化值为减温水前馈，形成图2“减温水前馈曲线”中的44-55区间。

当输出负脉冲时，切换块7条件满足，函数模块5起作用，输出减温水量变化值为减温水前馈，形成图2“减温水前馈曲线”中的11-33、66-88区间。

减温水前馈输入至加法模块4，加法模块4将减温水前馈乘以负系数得到煤量前馈，形成图2中“煤量前馈曲线”。当减温水量增大、主汽压力升高，说明投入大量减温水导致主汽压力逐渐升高，产生了逐渐增大的减温水前馈，此时应该减少给煤量，故将减温水前馈乘以负系数，得到减少给煤量的煤量前馈。当减温水量减少、主汽压力降低，说明减少了大量减温水导致主汽压力逐渐降低，产生了逐渐减少的减温水前馈，此时应该增加给煤量，故将减温水前馈乘以负系数，得到增加给煤量的煤量前馈。

加法模块4将煤量前馈乘以煤量系数K得到调整所需的给煤量，在本实施例中，减温水量变化值范围基本在-100至100之间，煤量系数K选定为0.1，这样给煤量的调节范围就在-10吨至10吨之间。煤量系数K为经验值或计算值，可根据需要自行调整。

本发明所述的一种锅炉主汽压力的控制方法，兼顾了减温水量和主汽压力变化趋势，只有在减温水量和主汽压力均升高或降低时，才通过减温水量变化提前控制煤量前馈，通过煤量前馈调整给煤量对主汽压力进行修正，大幅消除减温水量扰动带来的主汽压力波动。应用本控制方法的电厂协调控制系统，有效解决了主汽压力不稳定，导致负荷大幅波动，燃烧恶化的问题，类比于其他优化系统，成本低，调整时间大大缩短。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种锅炉主汽压力的控制方法，其特征在于：在减温水量增加时，主汽压力的变化趋势如果是升高，则减少给煤量，主汽压力的变化趋势如果是降低，则无需调整给煤量；

在减温水量减少时，主汽压力的变化趋势如果是降低，则增加给煤量，主汽压力的变化趋势如果是增加，则无需调整给煤量；

将每一时刻的减温水量与t1时间前的减温水量相减得到实时变化的减温水量变化值，当减温水量变化值为正值时，说明减温水量增加，当减温水量变化值为负值时，说明减温水量减少；

将主汽压力设定值与主汽压力测量值相减得到压力偏差，将每一时刻的压力偏差的当前值和滞后值相减得到实时变化的主汽压力变化值，当主汽压力变化值为正值时，主汽压力的变化趋势是升高，当主汽压力变化值为负值时，主汽压力的变化趋势是降低；

主汽压力变化值为正值时，发出正脉冲，主汽压力变化值为负值时，发出负脉冲；当减温水量变化值为正值、发出正脉冲同时满足时，输出减温水量变化值为减温水前馈；当减温水量变化值为负值、发出负脉冲同时满足时，输出减温水量变化值为减温水前馈；

将减温水前馈乘以负系数得到煤量前馈，煤量前馈乘以煤量系数K得到调整所需的给煤量。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉主汽压力的控制方法，其特征在于：将每一时刻的主汽压力测量值的当前值和滞后值相减得到实时变化的主汽压力变化值，当主汽压力变化值为正值时，主汽压力的变化趋势是升高，当主汽压力变化值为负值时，主汽压力的变化趋势是降低。

3.根据权利要求1所述的一种锅炉主汽压力的控制方法，其特征在于：所述t1为3分钟。

4.根据权利要求1所述的一种锅炉主汽压力的控制方法，其特征在于：所述煤量系数K为0.1。