CN105465823A - 预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法和系统，该方法包括：获取直流锅炉的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量；根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量；根据中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率。本发明的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，根据直流锅炉运行时的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的水流量以及直流锅炉的给煤率，一方面，能够预防火电厂直流锅炉燃水比失调，另一方面，防止火电厂直流锅炉燃水比失调引起的中间点温度过高所导致的伤害，确保直流锅炉稳定运行。

Description

预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及火电厂锅炉控制领域，特别是涉及预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法和系统。

背景技术

由于直流锅炉采用强制循环而且受热区段无固定界限，因此每一种输入量的扰动都将对各个输出量产生作用，所以电站直流锅炉都采用比值控制，锅炉调节的关键是控制汽水分离器出口蒸汽温度(中间点温度)的过热度，保证合适的燃水比。目前国内超(超)临界机组的燃水比控制系统分为两种典型的“水跟煤”和“煤跟水”控制方案。采用“水跟煤”的控制方案时，燃料量指令直接响应锅炉负荷指令，给水流量指令一部分根据锅炉负荷指令和设计的煤水比形成，另外一部分由中间点温度或焓值的稳态校正信号形成。从控制锅炉主蒸汽温度的角度来看，给水流量对中间点蒸汽温度的影响要快一些，所以采用“水跟煤”的控制方案有利于主蒸汽温度的控制，但不利于主蒸汽压力的控制。采用“煤跟水”的控制方案时，给水流量指令直接响应锅炉负荷指令，燃料量指令一部分根据锅炉负荷和设计的煤水比形成，另外一部分由中间点温度(或者过热度)或焓值的稳态校正信号形成。采用“煤跟水”的控制方案有利于主蒸汽压力的控制，但不利于主蒸汽温度的控制。

燃水比的控制是直流锅炉控制系统中一个最大的难点，直流锅炉的耦合性、非线性、时变性构成了燃水比控制的难点。燃水比控制兼顾燃料量与给水量的调节，通过这个比值控制环节，协调二者关系，如果发生燃水比失调，将影响整个机组的安全运行。从目前国内的应用情况来看，无论是“水跟煤”控制方式，还是“煤跟水”控制方式，都得到了大量的应用，也取得了较好的控制效果，但由于国内大型火电机组基本上都需要参与电网调峰，甚至还参与到深度调峰中，使得机组的负荷变化非常频繁，在加上锅炉燃用的煤质多变，以及频繁的制粉系统启/停等操作，使得锅炉燃水比控制很难满足机组的变工况要求，造成中间点温度和主蒸汽温度的大幅度波动，危及机组的安全运行。在机组的变工况过程中，常常需要运行人员不停的手动干预给水或给煤，造成运行人员劳动强度大，而且不同运行人员的操作水平参差不齐，无法完全抑制中间点温度和主蒸汽温度的度波动，而且在手动干预的操作过程中还容易出现误操作，危及机组安全运行，目前，由于锅炉燃水比失调而造成机组跳闸的事件还是时有发生。

直流锅炉燃水比失调的危害比较大，当中间点温度过高时，容易引发锅炉水冷壁爆管等危害，还会引起主蒸汽温度超温，机组正常运行时，主蒸汽温度已经很高，接近于金属材料的极限值，主蒸汽温度的波动，除了影响控制系统的稳定性能和机组运行的经济性外，还会对机组的安全运行造成威胁，缩短设备的使用寿命等。当中间点温度进一步升高时，会触发锅炉中间点温度高保护而MFT，造成机组跳闸；当中间点温度过低时，会引起主蒸汽温度急剧下降，造成蒸汽带水，对汽轮机造成水冲击等危害。

发明内容

基于此，有必要提供一种能有效地预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法和系统。

一种预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，包括：

获取直流锅炉的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量；

根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量；

根据中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率。

在其中一种实施方式中，根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量的步骤包括：

根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度并根据过热度生成过热度保护给水控制指令；

根据中间点蒸汽温度生成中间点温度超温保护给水控制指令；

将过热度保护给水控制指令和中间点温度超温保护给水控制指令相加，并进行滤波处理得到水流量附加控制指令并根据水流量附加控制指令控制直流锅炉的水流量。

在其中一种实施方式中，根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度并根据过热度生成过热度保护给水控制指令的步骤包括：

根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度；

将过热度与第一阈值或第二阈值进行比较以判断过热度是否过高或过低，当判断过高时得到正数过热度控制指令，当判断过低时，得到负数过热度控制指令，并对正数过热度控制指令和负数过热度控制指令进行速率限制运算；

将限速后的正数过热度控制指令和限速后的负数过热度控制指令相加得到过热度保护给水控制指令。

在其中一种实施方式中，根据中间点蒸汽温度生成中间点温度超温保护给水控制指令的步骤包括：

将中间点蒸汽温度与第三阈值进行比较以判断中间点蒸汽温度是否过高，当判断过高时，生成初步中间点温度超温保护给水控制指令；

对初步中间点温度超温保护给水控制指令进行速率限制运算得到中间点温度超温保护给水控制指令。

在其中一种实施方式中，根据中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率的步骤包括：

根据中间点蒸汽温度得到中间点温度超温保护给煤控制指令；

将各级减温喷水流量相加得到减温喷水总流量，并根据减温喷水总流量生成减温喷水流量过低保护给煤控制指令；

将中间点温度超温保护给煤控制指令和减温喷水流量过低保护给煤控制指令相加，得到给煤率附加控制指令并根据给煤率附加控制指令控制直流锅炉的给煤率。

在其中一种实施方式中，根据中间点蒸汽温度得到中间点温度超温保护给煤控制指令的步骤包括：

将中间点温度与第四阈值进行比较以判断中间点温度是否过高，当判断过高时，得到初步中间点温度超温保护给煤控制指令；

对初步中间点温度超温保护给煤控制指令进行速率限制运算得到中间点温度超温保护给煤控制指令。

在其中一种实施方式中，将各级减温喷水流量相加得到减温喷水总流量，并根据减温喷水总流量生成减温喷水流量过低保护给煤控制指令的步骤包括：

采集锅炉各级减温喷水总流量相加得到减温喷水总流量；

将减温喷水总流量与第五阈值进行比较以判断减温喷水总流量是否过低，当判断过低时，得到初步减温喷水总流量保护给煤控制指令，对初步减温喷水总流量保护给煤控制指令进行速率限制运算，得到减温喷水流量过低保护给煤控制指令。

一种预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统，包括：

数据获取模块，用于获取直流锅炉的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量；

水流量控制模块，用于根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量；

给煤率控制模块，用于根据中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率。

在其中一种实施方式中，水流量控制模块包括：

过热度生成过热度保护给水控制单元，用于根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度并根据过热度生成过热度保护给水控制指令；

中间点温度超温保护给水控制指令单元，用于根据中间点蒸汽温度生成中间点温度超温保护给水控制指令；

水流量附加控制单元，用于将过热度保护给水控制指令和中间点温度超温保护给水控制指令相加，并进行滤波处理得到水流量附加控制指令并根据水流量附加控制指令控制直流锅炉的水流量。

在其中一种实施方式中，给煤率控制模块包括：

中间点温度超温保护给煤控制单元，用于根据中间点蒸汽温度得到中间点温度超温保护给煤控制指令；

减温喷水流量过低保护给煤控制单元，用于将各级减温喷水流量相加得到减温喷水总流量，并根据减温喷水总流量生成减温喷水流量过低保护给煤控制指令；

给煤率附加控制单元，用于将中间点温度超温保护给煤控制指令和减温喷水流量过低保护给煤控制指令相加，得到给煤率附加控制指令并根据给煤率附加控制指令控制直流锅炉的给煤率。

本发明的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，根据直流锅炉运行时的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的水流量以及直流锅炉的给煤率，一方面，能够有效地预防火电厂直流锅炉燃水比失调，另一方面，防止火电厂直流锅炉燃水比失调引起的中间点温度过高所导致的伤害，确保直流锅炉稳定运行。

附图说明

图1为一种实施方式的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法的流程图；

图2为一种实施方式的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统的功能模块图；

图3为一种实施方式的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统输出实现原理图；

图4为一个在“水跟煤”控制方式的基础上实施本发明的原理图；

图5为一个在“煤跟水”控制方式的基础上实施本发明的原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法包括以下步骤：

S10：获取直流锅炉的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量。

S20：根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量。

S30：根据中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率。

本发明的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，根据直流锅炉运行时的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的水流量以及直流锅炉的给煤率，一方面，能够预防火电厂直流锅炉燃水比失调，另一方面，防止火电厂直流锅炉燃水比失调引起的中间点温度过高所导致的伤害，确保直流锅炉稳定运行。

具体的，步骤S10包括

S11：根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度并根据过热度生成过热度保护给水控制指令。

具体包括：

S110：根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度。

实时采集得到中间点蒸汽温度的过热度T_SH，过热度通过汽水分离器出口蒸汽压力P和中间点蒸汽温度MT计算得到，计算公式如下：

T_SH＝MT-fTS(P)

式中，T_SH为过热度；MT为中间点蒸汽温度；fTS(P)为根据水和蒸汽性质计算在蒸汽压力为P下的饱和蒸汽温度函数；P为汽水分离器出口蒸汽压力。

求取蒸汽压力为P下的饱和蒸汽温度，可以根据水和蒸汽性质表查表得到，用一维折线函数拟合来实现，也可以用DCS系统提供的水和蒸汽性质计算模块来实现。在图3实施例中，采用的是DCS系统的饱和蒸汽温度计算模块T-S实现，T-S模块的输入为蒸汽的压力，输出为输入蒸汽压力下的饱和蒸汽温度。

S111：将过热度与第一阈值或第二阈值进行比较以判断过热度是否过高或过低，当判断过高时得到正数过热度控制指令，当判断过低时，得到负数过热度控制指令，并对正数过热度控制指令和负数过热度控制指令进行速率限制运算。

将过热度与第一阈值或第二阈值进行比较以判断过热度T_SH是否有出现过高或过低的情况。当判断过热度T_SH在正常的范围内时，过热度控制指令TSHW1为0t/h；当判断过热度T_SH出现过高时，过热度控制指令TSHW1为正数且由0t/h开始随着过热度的升高而按比例增大；当判断过热度T_SH出现过低时，过热度控制指令TSHW1为负数且由0t/h开始并随着过热度的降低而按比例减小。过热度控制指令TSHW1按以下公式进行计算：

TSHW1＝f₁(T_SH)

式中，TSHW1为过热度控制指令；f₁(x)为一维折线函数，通过该函数的参数设置，实现过热度控制指令的运算；T_SH为过热度。

f₁(x)的参数整定，根据不同的锅炉参数和现场运行情况来整定，在某台1000MW超超临界机组的实施例中，f₁(x)的参数设置如表1所示：

表1f₁(x)的参数设置

输入(℃)	0	10	40	50	60
						输出(t/h)	-150	0	0	100	200

在表1的f₁(x)参数设定中，当判断过热度T_SH在10～40℃的正常范围内时，过热度控制指令TSHW1为0t/h；当判断过热度T_SH高于40℃时，过热度控制指令TSHW1为正数且由0t/h开始随着过热度的升高而按比例增大；当过热度T_SH高到50℃时，过热度控制指令TSHW1增大到100t/h；当过热度T_SH高到60℃时，过热度控制指令TSHW1增大到200t/h；当判断过热度T_SH低于10℃时，过热度控制指令TSHW1为负数且由0t/h开始并随着过热度的降低而按比例减小；当过热度T_SH低到0℃时，过热度控制指令TSHW1减少到-150t/h。

对过热度控制指令TSHW1进行正数/负数分离，分别得到正数过热度控制指令TSHW1_P和负数过热度控制指令TSHW1_N，由以下公式进行计算：

式中，TSHW1_P为正数过热度控制指令；TSHW1为过热度控制指令；TSHW1_N为负数过热度控制指令。

对正数过热度控制指令TSHW1_P和负数过热度控制指令TSHW1_N分别进行上行/下行不同速率限制的速率限制运算，得到限速后的正数过热度控制指令TSHW1_PR和限速后的负数过热度控制指令TSHW1_NR。

速率限制运算的原型计算方法按以下公式进行：

当IN(k)＞RL(k-1)时

当IN(k)≤RL(k-1)时

式中，IN(k)为当前采样控制时刻的速率限制运算的输入值；k代表当前采样控制的时刻；RL(k-1)为上一采样控制时刻的速率限制运算结果；RL(k)为当前采样控制时刻的速率限制运算结果；RI为速率限制运算的上行速率限制参数；T为采样控制的采样周期；RD为速率限制运算的下行速率限制参数。

对正数过热度控制指令TSHW1_P进行速率限制运算时，速率限制运算的上行速率限制参数RI大于下行速率限制参数RD；对负数过热度控制指令TSHW1_N进行速率限制运算时，速率限制运算的上行速率限制参数RI小于下行速率限制参数RD。按以下公式进行：

TSHW1_NR＝RL₁(TSHW1_N,RI₁,RD₁)

TSHW1_PR＝RL₂(TSHW1_P,RI₂,RD₂)

式中，TSHW1_NR为限速后的负数过热度控制指令；RL₁为第1个速率限制运算函数块；TSHW1_N为负数过热度控制指令；RI₁为第1个速率限制运算函数块的上行速率限制参数；RD₁为第1个速率限制运算函数块的下行速率限制参数；

TSHW1_PR为限速后的正数过热度控制指令；RL₂为第2个速率限制运算函数块；TSHW1_P为正数过热度控制指令；RI₂为第2个速率限制运算函数块的上行速率限制参数；RD₂为第2个速率限制运算函数块的下行速率限制参数；

第1个速率限制运算函数块的上行速率限制参数RI₁设置得比下行速率限制参数RD₁大，即当出现较高的过热度时，采用较快的速率立即叠加增加锅炉给水流量，从而降低过热度；当过热度出现回落后，采用较慢的速率取消刚才叠加增加的正值锅炉给水流量，从而避免出现由于叠加控制而造成中间点温度控制系统稳定性能的降低。RI₁和RD₁的具体数值由现场试验最终来确定，如在某台1000MW超超临界机组的实施例中，参数整定如下：

RI₁＝100/秒

RD₁＝5/秒

第2个速率限制运算函数块的上行速率限制参数RI₂设置得比下行速率限制参数RD₂小，即当出现较低的过热度时，采用较快的速率立即减少锅炉给水流量，从而提升过热度；当过热度出现回升后，采用较慢的速率取消刚才叠加的负值锅炉给水流量指令，从而避免出现由于叠加控制而造成中间点温度控制系统稳定性能的降低。RI₂和RD₂的具体数值由现场试验最终来确定，如在某台1000MW超超临界机组的实施例中，参数整定如下：

RI₂＝5/秒

RD₂＝100/秒

S113：将限速后的正数过热度控制指令和限速后的负数过热度控制指令相加得到过热度保护给水控制指令。

具体为：对限速后的负数过热度控制指令TSHW1_NR和限速后的正数过热度控制指令TSHW1_PR进行加法运算，得到过热度保护给水控制指令TSHW，按以下公式进行计算：

TSHW＝TSHW1_NR+TSHW1_PR

式中，TSHW为过热度保护给水控制指令；TSHW1_NR为限速后的负数过热度控制指令；TSHW1_PR为限速后的正数过热度控制指令。

通过根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度，当过热度将要发生超出正常范围时，输出过热度保护给水控制指令，附加到锅炉给水控制系统的给水流量设定值上，通过调整给水流量快速将过热度拉回到正常范围内。输出的过热度保护给水控制指令采用了速率限制和惯性补偿环节处理，从而有效避免出现由于叠加控制造成的系统不稳定问题。

步骤S11之后还包括步骤S12：根据中间点蒸汽温度生成中间点温度超温保护给水控制指令。

具体的，步骤S12包括：

S121：将中间点蒸汽温度与第三阈值进行比较以判断中间点蒸汽温度是否过高，当判断过高时，生成初步中间点温度超温保护给水控制指令。

具体的，将中间点蒸汽温度与第三阈值组进行比较，以判断中间点温度MT是否有出现过高的情况，当判断中间点温度MT没有出现过高时，初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1为0t/h；当判断中间点温度出现过高时，初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1为正数且由0t/h开始随着中间点温度的升高而按比例增大。初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1按以下公式进行计算：

MTW1＝f₂(MT)

式中，MTW1为初步中间点温度超温保护给水控制指令；f₂(x)为一维折线函数，通过该函数的参数设置来实现初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1的运算；MT为中间点蒸汽温度。

f₂(x)的参数整定，根据不同的锅炉参数和现场运行情况来整定，在某台1000MW超超临界机组的实施例中，f₂(x)的参数设置如表2所示：

表2f₂(x)的参数设置

输入(℃)	445	450	460	470	480
						输出(t/h)	0	50	100	200	300

在表2的f₂(x)参数设定中，当判断中间点温度MT在445℃以下时，初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1为0t/h；当判断中间点温度高于445℃时，初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1为正数且由0t/h开始随着中间点温度的升高而按比例增大；当中间点温度高到450℃时，初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1增大到50t/h；当中间点温度高到460℃时，初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1增大到100t/h；当中间点温度高到470℃时，初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1增大到200t/h；当中间点温度高到480℃时，初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1增大到300t/h。

S122：对初步中间点温度超温保护给水控制指令进行速率限制运算得到中间点温度超温保护给水控制指令。

对初步中间点温度超温保护给水控制指令MTW1进行上行/下行不同速率限制的速率限制运算，得到中间点温度超温保护给水控制指令MTW，速率限制运算的上行速率限制参数RI远大于下行速率限制参数RD。按以下公式进行：

MTW＝RL₃(MTW1,RI₃,RD₃)

式中，MTW为中间点温度超温保护给水控制指令；MTW1为中间点温度超温保护给水控制指令；RL₃为第3个速率限制运算函数块；RI₃为第3个速率限制运算函数块的上行速率限制参数；RD₃为第3个速率限制运算函数块的下行速率限制参数。

第3个速率限制运算函数块的上行速率限制参数RI₃设置得比下行速率限制参数RD₃大，即当出现较高的中间点温度时，采用较快的速率立即增加锅炉给水流量，从而降低中间点温度；当中间点温度出现回落后，采用较慢的速率取消刚才叠加的正值锅炉给水流量指令，从而避免出现由于叠加控制而造成中间点温度控制系统稳定性能的降低。RI₃和RD₃的具体数值由现场试验最终来确定，如在某台1000MW超超临界机组的实施例中，参数整定如下：

RI₃＝100/秒

RD₃＝0.1/秒。

通过获取中间点温度，当中间点蒸汽温度将要发生超温时，输出中间点温度超温保护给水控制指令，附加到锅炉给水控制系统的给水流量设定值上，通过增加锅炉的给水流量，快速降低中间点蒸汽温度回到正常范围内。输出的中间点温度超温保护给水控制指令采用了速率限制和惯性补偿环节处理，从而有效避免出现由于叠加控制造成的系统不稳定问题。

步骤S12之后，还包括步骤S13：将过热度保护给水控制指令和中间点温度超温保护给水控制指令相加，并进行滤波处理得到水流量附加控制指令并根据水流量附加控制指令控制直流锅炉的水流量。

具体为，对过热度保护给水控制指令TSHW与中间点温度超温保护给水控制指令MTW作求和运算后，再进行滤波补偿处理，得到给水流量附加控制指令W_OUT，按以下公式进行计算：

W_OUT＝LAG(TSHW+MTW)

式中，W_OUT为给水流量附加控制指令；TSHW为过热度保护给水控制指令；MTW为中间点温度超温保护给水控制指令；LAG(x)为一阶惯性环节计算函数，其传递函数为：

$\frac{Y\left(S\right)}{X\left(S\right)}=\frac{1}{T_{g}S+1}$

式中，Y(S)为拉普拉斯变换后的一阶惯性输出；X(S)为拉普拉斯变换后的一阶惯性输入；T_g为一阶惯性环节的时间常数；S为拉普拉斯变换算子。

一阶惯性环节的主要作用是对中间点蒸汽温度控制对象的特性进行串联补偿，改善系统的控制特性，避免出现给水流量和中间点蒸汽温度的波动，时间常数T_g的整定一般在1～60秒，具体数值由现场试验最终来确定，如在某台1000MW超超临界机组的实施例中，参数整定为T_g＝30秒。

在图3的一个实施例中，为了实现系统的投入/退出功能，进行了一些变形处理，在LAG(x)函数处理前增加了一个信号切换运算模块T，信号切换运算模块T的D为信号切换控制输入端，信号切换运算模块T的计算原理为：当D为0时，输出＝N输入；当D为1时，输出＝Y输入。实现系统的投入/退出功能的具体实施按如下公式顺序进行计算：

TW＝TSHW+MTW＝(TSHW1_PR+TSHW1_NR)+MTW

W_OUT＝LAG(TW1)

式中，TW为过热度保护给水控制指令TSHW与中间点温度超温保护给水控制指令MTW作求和运算后的值；TSHW1_PR为限速后的正数过热度控制指令；TSHW1_NR为限速后的负数过热度控制指令；TW1为TW经过一个信号切换运算模块T后的中间量；W_OUT为给水流量附加控制指令；DRY&CCS为锅炉干态运行且在CCS方式下的逻辑判断信号；LAG(x)为一阶惯性环节计算函数。

相应的，步骤S20具体包括：

S21：根据中间点蒸汽温度得到中间点温度超温保护给煤控制指令。

具体的，步骤S21包括：

S211：将中间点温度与第四阈值进行比较以判断中间点温度是否过高，当判断过高时，得到初步中间点温度超温保护给煤控制指令。

具体的，将中间点温度与第四阈值组进行比较，以判断中间点温度MT是否有出现过高的情况。在具体的实施方式中，第三阈值等于第四阈值。当判断中间点温度MT没有出现过高时，初步中间点温度超温保护给煤控制指令MTW1为0t/h；当判断中间点温度MT出现过高时，初步中间点温度超温保护给煤控制指令MT为负数且由0t/h开始随着中间点温度的升高而按比例降低。初步中间点温度超温保护给煤控制指令MTW1按以下公式进行计算：

MTC1＝f₃(MT)

式中，MTW1为初步中间点温度超温保护控制指令；f₃(x)为一维折线函数，通过该函数的参数设置来实现中间点温度超温保护给煤控制指令的运算；MT为中间点蒸汽温度。

f₃(x)的参数整定，根据不同的锅炉参数和现场运行情况来整定，在某台1000MW超超临界机组的实施例中，f₃(x)的参数设置如表3所示：

表3f₃(x)的参数设置

输入(℃)	445	450	460	470	480
						输出(t/h)	0	-5	-10	-15	-20

在表3的f₃(x)参数设定中，当判断中间点温度MT在445℃以下时，初步中间点温度超温保护给煤控制指令MTW1为0t/h；当判断中间点温度MT高于445℃时，初步中间点温度超温保护给煤控制指令MT为负数且由0t/h开始随着中间点温度的升高而按比例降低；当中间点温度MT高到450℃时，初步中间点温度超温保护给煤控制指令MT降低到-5t/h；当中间点温度MT高到460℃时，初步中间点温度超温保护给煤控制指令MT降低到-10t/h；当中间点温度MT高到470℃时，初步中间点温度超温保护给煤控制指令MT降低到-15t/h；当中间点温度MT高到480℃时，初步中间点温度超温保护给煤控制指令MT降低到-20t/h。

S212：对初步中间点温度超温保护给煤控制指令进行速率限制运算得到中间点温度超温保护给煤控制指令。

具体的，对初步中间点温度超温保护给煤控制指令MTW1进行上行/下行不同速率限制的速率限制运算，得到中间点温度超温保护给煤控制指令MTC，速率限制运算的下行速率限制参数RD远大于下行速率限制参数RI。按以下公式进行：

MTC＝RL₄(MTC1,RI₄,RD₄)

式中，MTC为中间点温度超温保护给煤控制指令；MTC1为初步中间点温度超温保护给煤控制指令；RL₄为第4个速率限制运算函数块；RI₄为第4个速率限制运算函数块的上行速率限制参数；RD₄为第4个速率限制运算函数块的下行速率限制参数。

第4个速率限制运算函数块的上行速率限制参数RI₄设置得比下行速率限制参数RD₄小，即当出现较高的中间点温度时，采用较快的速率立即减少锅炉给煤率，从而降低中间点温度；当中间点温度出现回落后，采用较慢的速率取消刚才叠加的负值锅炉给煤率指令，从而避免出现由于叠加控制而造成中间点温度控制系统稳定性能的降低。RI₄和RD₄的具体数值由现场试验最终来确定，如在某台1000MW超超临界机组的实施例中，参数整定如下：

RI₄＝0.1/秒

RD₄＝100/秒。

通过获取中间点蒸汽温度，当中间点蒸汽温度将要发生超温时，输出中间点温度超温保护给煤控制指令，附加到锅炉给煤率控制系统的给煤设定值上，通过减少锅炉的给煤率，快速降低中间点蒸汽温度回到正常范围内。输出的中间点温度超温保护给煤控制指令，采用了速率限制处理，从而有效避免出现由于叠加控制造成的系统不稳定问题。

步骤S21之后还包括步骤S22：将各级减温喷水流量相加得到减温喷水总流量，并根据减温喷水总流量生成减温喷水流量过低保护给煤控制指令。

具体的，步骤S22包括以下步骤：

S221：采集锅炉各级减温喷水总流量相加得到减温喷水总流量。

采集得到锅炉各级减温喷水流量信号F_i并作加法处理，得到减温喷水总流量F，计算公式如下：

$F=\underset{n=1}{\overset{n}{\Σ}}{F}_i$

式中，F为减温喷水总流量；F_i为锅炉各级减温喷水流量；n为锅炉设计的减温水的级数，一般锅炉都设计有2级减温水，有个别的锅炉还设计有3级减温水。

S222：将减温喷水总流量与第五阈值进行比较以判断减温喷水总流量是否过低，当判断过低时，得到初步减温喷水总流量保护给煤控制指令，对初步减温喷水总流量保护给煤控制指令进行速率限制运算，得到减温喷水流量过低保护给煤控制指令。

将减温喷水总流量与第五阈值进行比较以判断减温喷水总流量F是否有出现过低的情况。当判断减温喷水总流量F没有出现过低时，初步减温喷水总流量保护给煤控制指令FC1为0t/h；当判断减温喷水总流量F出现过低时，初步减温喷水总流量保护给煤控制指令FC1为正数且由0t/h开始随着减温喷水总流量的将低而迅速增加。初步减温喷水总流量保护给煤控制指令FC1按以下公式进行计算：

FC1＝f₄(F)

式中，FC1为初步减温喷水总流量保护给煤控制指令；f₄(x)为一维折线函数，通过该函数的参数设置来实现减温喷水总流量保护给煤控制指令的运算；F为减温喷水总流量。

f₄(x)的参数整定，根据不同的锅炉参数和现场运行情况来整定，在某台1000MW超超临界机组的实施例中，f₄(x)的参数设置如表4所示：

表4f₄(x)的参数设置

输入(t/h)	0	10	100	200	300
						输出(t/h)	10	0	0	0	0

在表4的f₄(x)参数设定中，当减温喷水总流量高于10t/h时，初步减温喷水总流量保护给煤控制指令FC1的输出为0t/h；当减温喷水总流量低于10t/h时，初步减温喷水总流量保护给煤控制指令FC1为正数且由0t/h开始随着减温喷水总流量的降低而迅速增加，当减温喷水总流量低到0t/h时，初步减温喷水总流量保护给煤控制指令FC1为10t/h。

对初步减温喷水总流量保护给煤控制指令FC1进行上行/下行不同速率限制的速率限制运算，得到减温喷水流量过低保护给煤控制指令FC，速率限制运算的下行速率限制参数RD远大于下行速率限制参数RI。按以下公式进行：

FC＝RL₅(FC1,RI₅,RD₅)

式中，FC为减温喷水流量过低保护给煤控制指令；FC1为初步减温喷水总流量保护给煤控制指令；RL₅为第5个速率限制运算函数块；RI₅为第5个速率限制运算函数块的上行速率限制参数；RD₅为第5个速率限制运算函数块的下行速率限制参数。

第5个速率限制运算函数块的上行速率限制参数RI₅设置得比下行速率限制参数RD₅大，即当出现较低的减温喷水流量时，采用较快的速率增加锅炉给煤率，从而帮助提升减温喷水流量；当减温喷水流量回升后，采用较慢的速率取消刚才叠加的正值锅炉给煤率指令，从而避免出现由于叠加控制而造成减温水和锅炉控制系统稳定性能的降低。RI₅和RD₅的具体数值由现场试验最终来确定，如在某台1000MW超超临界机组的实施例中，参数整定如下：

RI₅＝1.0/秒

RD₅＝0.1/秒。

通过采集锅炉各级减温喷水总流量相加得到减温喷水总流量，当发生减温喷水流量过低时，输出减温喷水流量过低保护给煤控制指令，附加到锅炉给煤率控制系统的给煤设定值上，通过快速增加锅炉的给煤率，从而将减温喷水流量恢复回到正常范围内，避免发生主蒸汽温度大幅度跌落的危险。输出的减温喷水流量过低保护给煤控制指令，采用了速率限制，从而有效避免出现由于叠加控制造成的系统不稳定问题。

步骤22之后还包括步骤S23：将中间点温度超温保护给煤控制指令和减温喷水流量过低保护给煤控制指令相加，得到给煤率附加控制指令并根据给煤率附加控制指令控制直流锅炉的给煤率。

具体的，对中间点温度超温保护给煤控制指令MTC与减温喷水流量过低保护给煤控制指令FC作求和运算后，得到给煤率附加控制指令C_OUT，按以下公式进行计算：

C_OUT＝MTC+FC

式中，C_OUT为给煤率附加控制指令；MTC为中间点温度超温保护给煤控制指令；FC为减温喷水流量过低保护给煤控制指令。

本发明的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，通过判断中间点蒸汽温度的过热度是否有出现过高或过低、中间点蒸汽温度是否有出现过高、主蒸汽调节的减温喷水流量是否有出现过低的情况，根据此情况运算获得锅炉的给水流量附加控制指令和给煤率附加控制指令。将给水流量附加控制指令叠加到锅炉给水流量设定值上，将给煤率附加控制指令叠加到锅炉给煤率设定值上，从而改变锅炉的给水流量和给煤率，将锅炉燃水比控制在正常的范围内，提高锅炉燃水比控制的各种工况适应程度。

如图2和图3所示，本发明还提供一种预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100，包括：

数据获取模块10，用于获取直流锅炉的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量；

水流量控制模块20，用于根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量；

给煤率控制模块30，用于根据中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率。

本发明的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统，根据直流锅炉运行时的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量控制直流锅炉的水流量以及直流锅炉的给煤率，一方面，能够预防火电厂直流锅炉燃水比失调，另一方面，防止火电厂直流锅炉燃水比失调引起的中间点温度过高所导致的伤害，确保直流锅炉稳定运行。

具体的，水流量控制模块20包括：

过热度生成过热度保护给水控制单元201，用于根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度并根据过热度生成过热度保护给水控制指令；

中间点温度超温保护给水控制指令单元202，用于根据中间点蒸汽温度生成中间点温度超温保护给水控制指令；

水流量附加控制单元203，用于将过热度保护给水控制指令和中间点温度超温保护给水控制指令相加，并进行滤波处理得到水流量附加控制指令并根据水流量附加控制指令控制直流锅炉的水流量。

过热度生成过热度保护给水控制单元201，通过根据汽水分离器出口蒸汽压力和中间点蒸汽温度得到过热度，当过热度将要发生超出正常范围时，输出过热度保护给水控制指令，附加到锅炉给水控制系统的给水流量设定值上，通过调整给水流量快速将过热度拉回到正常范围内。输出的过热度保护给水控制指令采用了速率限制和惯性补偿环节处理，从而有效避免出现由于叠加控制造成的系统不稳定问题。其具体实施过程与方法部分相同，在此不再赘述。

中间点温度超温保护给水控制指令单元202，通过获取中间点温度，当中间点蒸汽温度将要发生超温时，输出中间点温度超温保护给水控制指令，附加到锅炉给水控制系统的给水流量设定值上，通过增加锅炉的给水流量，快速降低中间点蒸汽温度回到正常范围内。输出的中间点温度超温保护给水控制指令采用了速率限制和惯性补偿环节处理，从而有效避免出现由于叠加控制造成的系统不稳定问题。其具体实施过程与方法部分相同，在此不再赘述。

具体的，给煤率控制模块30包括：

中间点温度超温保护给煤控制单元301，用于根据中间点蒸汽温度得到中间点温度超温保护给煤控制指令；

减温喷水流量过低保护给煤控制单元302，用于将各级减温喷水流量相加得到减温喷水总流量，并根据减温喷水总流量生成减温喷水流量过低保护给煤控制指令；

给煤率附加控制单元303，用于将中间点温度超温保护给煤控制指令和减温喷水流量过低保护给煤控制指令相加，得到给煤率附加控制指令并根据给煤率附加控制指令控制直流锅炉的给煤率。

中间点温度超温保护给煤控制单元301通过采集锅炉各级减温喷水总流量相加得到减温喷水总流量，当发生减温喷水流量过低时，输出减温喷水流量过低保护给煤控制指令，附加到锅炉给煤率控制系统的给煤设定值上，通过快速增加锅炉的给煤率，从而将减温喷水流量恢复回到正常范围内，避免发生主蒸汽温度大幅度跌落的危险。输出的减温喷水流量过低保护给煤控制指令，采用了速率限制，从而有效避免出现由于叠加控制造成的系统不稳定问题。其具体实施过程与方法部分相同，在此不再赘述。

减温喷水流量过低保护给煤控制单元302通过获取中间点蒸汽温度，当中间点蒸汽温度将要发生超温时，输出和中间点温度超温保护给煤控制指令，附加到锅炉给煤率控制系统的给煤设定值上，通过减少锅炉的给煤率，快速降低中间点蒸汽温度回到正常范围内。输出的中间点温度超温保护给煤控制指令，采用了速率限制和惯性补偿环节处理，从而有效避免出现由于叠加控制造成的系统不稳定问题。其具体实施过程与方法部分相同，在此不再赘述。

在另一个实施方式中，还包括第一投退切换模块40和第二投退切换模块50，如图3所示，为了实现系统的投入/退出功能，在C_OUT信号前增加了一个第二投退切换模块50，在W_OUT信号前增加了一个第一投退切换模块40，实现系统的投入/退出功能。以第二投退切换模块为例，按如下公式顺序进行计算：

TC＝MTC+FC

式中，TC为中间点温度超温保护给煤控制指令MTC与减温喷水流量过低保护给煤控制指令FC作求和运算后的值；C_OUT为给煤率附加控制指令；DRY&CCS为锅炉干态运行且在CCS方式下的逻辑判断信号。

图4为本发明在现有的“水跟煤”控制方式基础上的一个具体实施例原理图，图4中虚线框内为本实施方式新增内容，为预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100，其中的P输入端为汽水分离器出口蒸汽压力信号输入端；MT输入端为中间点蒸汽温度信号输入端；F输入端为减温喷水总流量信号输入端；W_OUT输出端为给水流量附加控制输出指令的输出端；C_OUT输出端为给煤率附加控制输出指令的输出端；DRY&CCS输入端为锅炉干态运行且在CCS方式下的逻辑判断信号。

图4中原有的“水跟煤”控制方式工作原理为：CCS系统的锅炉主控回路输出锅炉指令BD，其中BD的工程单位为MW，代表锅炉的能量需求；锅炉指令BD一路经过一个“负荷-给煤”一维折线函数后，转化为以工程单位为t/h的给煤率指令FD，给煤率指令FD一路送到燃料主控回路中，控制锅炉的给煤率。给煤率指令FD另一路送到锅炉送风控制回路中，控制锅炉燃烧的送风量；锅炉指令BD另一路经过一个“煤水比”一维折线函数后，再经过一个延时环节进行处理，然后叠加上中间点控制器的输出指令MTD，得到锅炉给水流量指令WD，锅炉给水流量指令WD送到给水流量主控回路中，控制锅炉的给水流量；中间点控制器控制中间点温度或焓值，由汽水分离器出口蒸汽压力经过一个“压力-温度”一维折线函数，得到中间点温度或焓值的设定值，通过中间点控制器输出指令MTD，改变锅炉给水流量从而控制中间点温度或焓值到设定值上。

图4中实施本发明的步骤为：实时采集汽水分离器出口蒸汽压力信号并送到预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的P输入端，实时采集中间点蒸汽温度信号并送到预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的MT输入端，实时采集第一、二、三级减温喷水总流量信号并送到预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100。的F输入端；预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100按照本发明方法运算得到给水流量附加控制输出指令W_OUT和给煤率附加控制输出指令C_OUT，并分别送到“预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的W_OUT输出端和C_OUT输出端；将预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的W_OUT输出端信号叠加到锅炉给水流量指令WD上，得到新的锅炉给水流量指令信号WD1，将WD1送到给水流量主控回路中，控制锅炉的给水流量；将预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的C_OUT输出端信号叠加到给煤率指令FD上，得到新的给煤率指令FD1，将FD1送到燃料主控回路中，控制锅炉的给煤率。

在另一个实施方式中，如图5所示，本发明在现有的“煤跟水”控制方式基础上的一个具体实施例原理图，图5中虚线框内为实施本发明新增的部分，为预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100。

图5中原有的“煤跟水”控制方式工作原理为：CCS系统的锅炉主控回路输出锅炉指令BD，其中BD的工程单位为MW，代表锅炉的能量需求；锅炉指令BD一路经过一个“负荷-给水”一维折线函数后，转化为以工程单位为t/h的锅炉给水流量指令WD，锅炉给水流量指令WD一路送到给水流量主控回路中，控制锅炉的给水流量。锅炉指令BD另一路经过一个“水煤比”一维折线函数后，再叠加上中间点控制器的输出指令MTD，得到给煤率指令FD，给煤率指令FD送到燃料主控回路中，控制锅炉的给煤率。给煤率指令FD另一路送到锅炉送风控制回路中，控制锅炉燃烧的送风量；中间点控制器控制中间点温度或焓值，由汽水分离器出口蒸汽压力经过一个“压力-温度”一维折线函数，得到中间点温度或焓值的设定值，通过中间点控制器输出指令MTD，改变锅炉的给煤率从而控制中间点温度或焓值到设定值上。

图5中实施本发明的步骤为：实时采集汽水分离器出口蒸汽压力信号并送到预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的P输入端，实时采集中间点蒸汽温度信号并送到预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的MT输入端，实时采集第一、二、三级减温喷水总流量信号并送到预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的F输入端；“预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100按照本发明方法运算得到给水流量附加控制输出指令W_OUT和给煤率附加控制输出指令C_OUT，并分别送到预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的W_OUT输出端和C_OUT输出端；将预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的W_OUT输出端信号叠加到锅炉给水流量指令WD上，得到新的锅炉给水流量指令信号WD1，将WD1送到给水流量主控回路中，控制锅炉的给水流量；将预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统100的C_OUT输出端信号叠加到给煤率指令FD上，得到新的给煤率指令FD1，将FD1送到燃料主控回路中，控制锅炉的给煤率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，其特征在于，包括：

获取直流锅炉的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量；

根据所述汽水分离器出口蒸汽压力和所述中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量；

根据所述中间点蒸汽温度和所述各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率。

2.根据权利要求1所述的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，其特征在于，所述根据所述汽水分离器出口蒸汽压力和所述中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量的步骤包括：

根据所述汽水分离器出口蒸汽压力和所述中间点蒸汽温度得到过热度并根据所述过热度生成过热度保护给水控制指令；

根据所述中间点蒸汽温度生成中间点温度超温保护给水控制指令；

将所述过热度保护给水控制指令和所述中间点温度超温保护给水控制指令相加，并进行滤波处理得到水流量附加控制指令并根据所述水流量附加控制指令控制所述直流锅炉的水流量。

3.根据权利要求2所述的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，其特征在于，所述根据所述汽水分离器出口蒸汽压力和所述中间点蒸汽温度得到过热度并根据所述过热度生成过热度保护给水控制指令的步骤包括：

根据所述汽水分离器出口蒸汽压力和所述中间点蒸汽温度得到过热度；

将所述过热度与第一阈值或第二阈值进行比较以判断所述过热度是否过高或过低，当判断过高时得到正数过热度控制指令，当判断过低时，得到负数过热度控制指令，并对所述正数过热度控制指令和所述负数过热度控制指令进行速率限制运算；

将限速后的所述正数过热度控制指令和限速后的所述负数过热度控制指令相加得到所述过热度保护给水控制指令。

4.根据权利要求2所述的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，其特征在于，所述根据所述中间点蒸汽温度生成中间点温度超温保护给水控制指令的步骤包括：

将所述中间点蒸汽温度与第三阈值进行比较以判断所述中间点蒸汽温度是否过高，当判断过高时，生成初步中间点温度超温保护给水控制指令；

对所述初步中间点温度超温保护给水控制指令进行速率限制运算得到中间点温度超温保护给水控制指令。

5.根据权利要求1所述的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，其特征在于，所述根据所述中间点蒸汽温度和所述各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率的步骤包括：

根据所述中间点蒸汽温度得到中间点温度超温保护给煤控制指令；

将所述各级减温喷水流量相加得到减温喷水总流量，并根据所述减温喷水总流量生成减温喷水流量过低保护给煤控制指令；

将所述中间点温度超温保护给煤控制指令和所述减温喷水流量过低保护给煤控制指令相加，得到给煤率附加控制指令并根据所述给煤率附加控制指令控制所述直流锅炉的给煤率。

6.根据权利要求5所述预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，其特征在于，所述根据所述中间点蒸汽温度得到中间点温度超温保护给煤控制指令的步骤包括：

将所述中间点温度与第四阈值进行比较以判断所述中间点温度是否过高，当判断过高时，得到初步中间点温度超温保护给煤控制指令；

对所述初步中间点温度超温保护给煤控制指令进行速率限制运算得到中间点温度超温保护给煤控制指令。

7.根据权利要求5所述的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制方法，其特征在于，所述将所述各级减温喷水流量相加得到减温喷水总流量，并根据所述减温喷水总流量生成减温喷水流量过低保护给煤控制指令的步骤包括：

采集锅炉各级减温喷水总流量相加得到减温喷水总流量；

将所述减温喷水总流量与第五阈值进行比较以判断所述减温喷水总流量是否过低，当判断过低时，得到初步减温喷水总流量保护给煤控制指令，对所述初步减温喷水总流量保护给煤控制指令进行速率限制运算，得到减温喷水流量过低保护给煤控制指令。

8.一种预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取直流锅炉的汽水分离器出口蒸汽压力、中间点蒸汽温度和各级减温喷水流量；

水流量控制模块，用于根据所述汽水分离器出口蒸汽压力和所述中间点蒸汽温度控制直流锅炉的水流量；

给煤率控制模块，用于根据所述中间点蒸汽温度和所述各级减温喷水流量控制直流锅炉的给煤率。

9.根据权利要求8所述的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统，其特征在于，所述水流量控制模块包括：

过热度生成过热度保护给水控制单元，用于根据所述汽水分离器出口蒸汽压力和所述中间点蒸汽温度得到过热度并根据所述过热度生成过热度保护给水控制指令；

中间点温度超温保护给水控制指令单元，用于根据所述中间点蒸汽温度生成中间点温度超温保护给水控制指令；

水流量附加控制单元，用于将所述过热度保护给水控制指令和所述中间点温度超温保护给水控制指令相加，并进行滤波处理得到水流量附加控制指令并根据所述水流量附加控制指令控制所述直流锅炉的水流量。

10.根据权利要求8所述的预防火电厂直流锅炉燃水比失调的控制系统，其特征在于，所述给煤率控制模块包括：

中间点温度超温保护给煤控制单元，用于根据所述中间点蒸汽温度得到中间点温度超温保护给煤控制指令；

减温喷水流量过低保护给煤控制单元，用于将所述各级减温喷水流量相加得到减温喷水总流量，并根据所述减温喷水总流量生成减温喷水流量过低保护给煤控制指令；

给煤率附加控制单元，用于将所述中间点温度超温保护给煤控制指令和所述减温喷水流量过低保护给煤控制指令相加，得到给煤率附加控制指令并根据所述给煤率附加控制指令控制所述直流锅炉的给煤率。