CN106090872B - 一种超临界燃煤定压机组rb优化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超临界燃煤定压机组RB优化控制方法，降低运行人员的劳动强度，提高机组运行的安全性和经济性。只要超临界直流锅炉的给水自动、燃料自动、炉膛负压自动、风量自动均投入后，若发生重要辅机故障跳闸，也可以进入RB工况，机组自动快速降负荷达到安全运行；运行的一次风机超驰打开一定时间，然后接着自动控制一次风母管压力；引风机调节挡板超驰关闭一定时间；给水泵RB时运行的给水泵调速汽阀的PID控制参数与机组正常控制的PID参数分别自适应不同设置；RB时锅炉氧量调节的PID控制参数与机组正常运行时的PID参数设置不同；RB时汽机主控的压力调节回路PID参数与正常工况的汽机跟随方式PID参数不同。

Description

一种超临界燃煤定压机组RB优化控制方法

技术领域

本发明涉及一种超临界燃煤定压机组RB优化控制方法。

背景技术

RB是指当机组出现重要辅助设备故障所采取的快速减负荷控制策略。该控制方法是20世纪90年代随着分散控制系统（DCS)的引进,在协调控制系统(CCS)的设计中出现的,由于RB控制技术的实施对试验研究有着很强的依赖性,直到本世纪初才逐步在新建国产大机组上实现。

近些年众多研究机构和电厂从不同角度对超临界机组RB技术进行了分析研究。例如《黑龙江电力》刊登的《600MW超临界直流机组RB试验及控制策略分析》、《浙江电力》中《火电机组全工况自动RB控制策略的研究与应用》都比较全面的研究和分析了火电机组RB的控制策略，严格限制在机组处于机炉协调控制才能触发自动RB程序、并且RB发生前后全程处于固定的调节参数，增加了机组发生重要辅机故障时RB的风险和机组保护跳闸的几率，特别是针对我国20世纪90年代从国外引进的那十几台超临界定压运行机组，RB控制策略有很大的优化空间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的超临界燃煤定压机组RB优化控制方法，为机组在高度自动化运行方式下提供了安全保证，降低运行人员的劳动强度，提高机组运行的安全性和经济性，同时也对电网的安全稳定运行提供了保障。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种超临界燃煤定压机组RB优化控制方法，其特征在于：包括如下过程：

一、RB功能投运工况过程：机组处于机炉协调控制方式、或者机组运行在汽机跟随方式的压力闭环时，只要超临界直流锅炉的给水自动、燃料自动、炉膛负压自动、风量自动均投入后，若发生重要辅机故障跳闸，也可以进入RB工况，机组自动快速降负荷达到安全运行；

二、RB工况超驰控制过程：一次风机RB时，运行的一次风机超驰打开一定时间，然后接着自动控制一次风母管压力；引风机调节挡板超驰关闭一定时间；

三、RB工况变参数控制过程：给水泵RB时运行的给水泵调速汽阀的PID调节参数与机组正常控制的PID调节参数分别自适应不同设置，给水泵RB时将PID调节参数加快；RB时锅炉氧量调节的PID调节参数与机组正常运行时的PID调节参数设置不同，辅机故障RB时氧量调节的PID调节参数减缓；RB时汽机主控的压力调节回路的PID调节参数与正常工况汽机跟随方式的PID调节参数不同，RB工况时汽机主控的压力调节PID调节参数加快以保证定压机组的主汽压力波动幅度不大。

本发明过程二中，运行的一次风机超驰打开时间为15秒。

本发明过程二中，引风机调节挡板超驰关闭时间为6秒。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

（1）经优化后的RB投入条件，使得机组在汽机跟随方式时也能在主要辅机故障时能够触发RB动作，机组能够自动进行快速降负荷，大大提高了机组运行的自动率和安全性，减轻了运行人员的监视和操作强度。

（2）发生风险系数最大的一次风机RB时，炉膛负压调节设有超驰关闭控制方法，提高了一次风机RB动作的成功率，减少机组MFT的次数。

（3）RB工况自动调节系统进行变参数调节，更好地适应了辅机跳闸时机组给水流量、氧量和主汽压力的调节特性，并且现场参数调试过程简单，便于工程实现。

附图说明

图1是本发明实施例RB功能投入允许条件。

图2是本发明实施例一次风机RB时炉膛负压调节超驰关闭的逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1和图2，本发明实施例包括如下三步：

第一步：在原RB控制逻辑中，按照上述技术方案所要求的改进控制策略，组态优化RB相关逻辑和模拟量控制系统MCS；

第二步：根据厂家资料以及实际扰动试验数据，初步确定RB调节参数、一次风机RB时引风机调节挡板叠加的幅度和速率值；

第三步：控制系统投入实际运行，进行相关项RB的动态试验并不断总结控制回路的相关调节参数，以达到最佳的控制效果。

具体的，本发明包括如下过程：

一、合理的RB功能投运工况过程：机组处于机炉协调控制方式、或者机组运行在汽机跟随方式的压力闭环时，只要超临界直流锅炉的给水自动、燃料自动、炉膛负压自动、风量自动均投入后，若发生重要辅机故障跳闸，也可以进入RB工况，机组自动快速降负荷达到安全运行。

二、一次风机RB时，由于磨煤机快速跳闸，燃料量瞬间大幅度减少，炉膛内烟气温度降低，使得炉膛内压力急剧下降，一次风母管压力下降较多，使得炉膛内给粉量严重不足(约17s)，造成炉膛负压较大幅度下降。因此需进行如下改进：

RB工况超驰控制过程：一次风机RB时，运行的一次风机超驰打开一定时间，本实施例中，该时间为15秒，然后接着自动控制一次风母管压力；引风机调节挡板超驰关闭一定时间，本实施例中，该时间为6秒。

三、RB工况变参数控制过程：给水泵RB时运行的给水泵调速汽阀的PID调节参数与机组正常控制的PID调节参数分别自适应不同设置，给水泵RB时将PID调节参数加快；RB时锅炉氧量调节的PID调节参数与机组正常运行时的PID调节参数设置不同，辅机故障RB时氧量调节的PID调节参数减缓；RB时汽机主控的压力调节回路的PID调节参数与正常工况汽机跟随方式的PID调节参数不同，RB工况时汽机主控的压力调节回路PID调节参数加快以保证定压机组的主汽压力波动幅度不大。

本发明实施例放宽了RB试验发生的工况要求，增加了机组在汽机跟随方式时若重要辅机故障跳闸也能触发RB自动减负荷功能并控制机组安全稳定运行，特别是对于难度系数最大成功率最小的一次风机RB控制方法做出了优化改进。如图1中，附图标记1设置为负荷大值，附图标记2设置为负荷小值，附图标记1和附图标记2可以看出当机组负荷高于一定值时，并且机组处于协调控制模式或者汽机跟随方式，RB功能均投入允许；如图2所示，发生一次风机RB时对炉膛负荷的控制策略进行优化超驰叠加控制，图中附图标记3设置为DCS控制器运算周期、附图标记4设置为二倍于DCS控制器运算周期、附图标记5设置为一次风机RB时的引风机调节挡板控制炉膛负压需要超驰关闭的时间、附图标记6设置为超驰关闭时间再加一个控制器运算周期、附图标记7设置为超驰关闭时间再加二个控制器运算周期、附图标记8设置为根据引风机调节挡板全行程时间和一次风机RB时需要引风机调节挡板实际超驰关闭的时间计算出来的超驰关闭开度指令值、附图标记9设置为引风机调节挡板的最大出力值。

下面以某880MW俄罗斯进口超临界定压燃煤机组为例，介绍算法参数整定结果。图1中负荷大值1的参数设置为420MW、负荷小值2设置为400MW；图2中的DCS控制器运算周期3设置为200ms、二倍于DCS控制器运算周期4设置为400ms、一次风机RB时的引风机调节挡板控制炉膛负压需要超驰关闭的时间5设置为5s、超驰关闭时间再加一个控制器运算周期6设置为5200ms、超驰关闭时间再加二个控制器运算周期7设置为5400ms、根据引风机调节挡板全行程时间和一次风机RB时需要引风机调节挡板实际超驰关闭的时间计算出来的超驰关闭开度指令值8设置为6%、引风机调节挡板的最大出力值9设置为95%。

机组概况：该880MW超临界定压直流机组从俄罗斯全套引进，锅炉为塔干罗格锅炉厂生产的пп-2650-25-545-кг大型超临界定压运行直流炉，锅炉结构复杂，烟道分为左、右两侧对称布置，配备两台一次风机、两台送风机、三台引风机，8台中速磨分为左、右各4台布置在炉膛的两侧，与之相对应汽水管线也分为左、右两个独立的流道，实质上是“一炉两锅”的结构，其给水与燃烧控制策略均及其复杂；汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂生产的к-800-240-5型超临界、一次中间再热、五缸六排汽、单轴凝汽式汽轮机；热控系统DCS采用俄制德国西门子公司的TELEPRRM-ME型分散控制系统。该机组于2014年进行综合升级改造，锅炉保持原样，汽轮机本体增容改造后替换为哈尔滨汽轮机厂有限公司制造的N880-23.536/540/540型超临界、一次中间再热、五缸六排汽凝汽反动式汽轮机；DCS采用杭州和利时自动化有限公司生产的HOLLiAS_MACS系统，DEH采用ABB公司的Symphony系统。经本次改造后新增设计CCS和RB逻辑并进行了控制策略优化，各项RB功能试验均取得了成功，特别是风险系数很大的一次风机RB经过控制方法改进以后，炉膛负压波动较小，机组主要参数控制在合理范围内，与常规RB控制功能相比，在工况适应性及RB动作成功率方面具有显著的优势，对保障机组安全运行、降低非计划停运率、减轻运行压力、控制操作风险等均具有较好的实际应用价值。该控制方法现场调试过程简单，便于工程实现。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其其设备形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。

Claims (3)

1.一种超临界燃煤定压机组RB优化控制方法，其特征在于：包括如下过程：

一、RB功能投运工况过程：机组处于机炉协调控制方式、或者机组运行在汽机跟随方式的压力闭环时，只要超临界直流锅炉的给水自动、燃料自动、炉膛负压自动、风量自动均投入后，若发生重要辅机故障跳闸，也可以进入RB工况，机组自动快速降负荷达到安全运行；

二、RB工况超驰控制过程：一次风机RB时，运行的一次风机超驰打开一定时间，然后接着自动控制一次风母管压力；引风机调节挡板超驰关闭一定时间；

三、RB工况变参数控制过程：给水泵RB时运行的给水泵调速汽阀的PID调节参数与机组正常控制的PID调节参数分别自适应不同设置，给水泵RB时将PID调节参数加快；RB时锅炉氧量调节的PID调节参数与机组正常运行时的PID调节参数设置不同，辅机故障RB时氧量调节的PID调节参数减缓；RB时汽机主控的压力调节回路PID调节参数与正常工况的汽机跟随方式PID调节参数不同，RB工况时汽机主控的压力调节PID调节参数加快以保证定压机组的主汽压力波动幅度不大。

2.根据权利要求1所述的超临界燃煤定压机组RB优化控制方法，其特征在于：过程二中，运行的一次风机超驰打开时间为15秒。

3.根据权利要求1所述的超临界燃煤定压机组RB优化控制方法，其特征在于：过程二中，引风机调节挡板超驰关闭时间为6秒。