CN106545841B - 一种抑制fcb过程主汽压力上升的给水控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法，中央控制单元检测到FCB动作后，小汽机驱动汽源切换控制模块控制汽动给水泵驱动汽源切换，使汽动给水泵驱动汽源由原来的汽轮机四级抽汽切换至锅炉再热器冷段来的蒸汽；等待第一时间间隔后,中央控制单元向汽动给水泵再循环调节门模块发出第二脉冲信号，超驰打开第一台给水泵最小流量阀至预定开度并切至手动控制方式；等待第二时间间隔后，中央控制单元向汽动给水泵转速调节模块发出第三脉冲信号，按预定速率超驰降低预定给水泵目标出力。提高了给水系统运行的稳定性,通过给水泵出力的快速下降,有效抑制了FCB动作后主汽压力的快速上升,为机组实现FCB功能打下良好基础。

Description

一种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法

技术领域

本发明涉及火电机组自动控制领域，尤其涉及一种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法。

背景技术

为了节省火力发电机组火电机组设备的一次性投资，目前中国国内绝大部分火电机组没有设计FCB功能，其包括蒸汽管路、除氧器容量、汽机高/低压旁路、锅炉动力排放阀(简称“PCV”阀)等在内的热力系统和热力设备均采用常规配置。电网容量越来越大、单机容量越来越大，具备黑启动和FCB功能的机组容量和数量严重不足，为提高电网安全运行能力，亟待一批机组实现FCB功能。

要实现FCB功能，要解决的关键难题之一是机组外部突然甩负荷发生、汽机调门大幅关小或全关后，锅炉产汽与汽机用汽严重不平衡而造成锅炉主汽压力大幅飚升的问题。为了解决FCB动作后锅炉主汽压力的飚升问题，国际上主流方法是配置大容量汽机旁路或锅炉安装多个PCV阀的方式，但这两种方法对于现役机组来说，存在以下缺陷：

缺点1：需要重新设计相关热力系统，更换汽机旁路控制系统或增加PCV阀，在现役机组中实施困难。

缺点2：需要增加巨大的设备改造费用和设备安装费用。

缺点3：从系统设计、设备订货、设备安装及设备调试周期长，难以在现役机组中实施。

发明内容

为了使配置中、低容量汽机旁路和数量、容量有限的锅炉PCV阀机组实现FCB功能，本发明提供一种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法，包括：

步骤一：中央控制单元检测FCB动作信号发出模块发出的FCB动作信号；

步骤二：中央控制单元检测到FCB动作后，中央控制单元向小汽机驱动汽源切换控制模块发出第一脉冲信号，小汽机驱动汽源切换控制模块根据第一脉冲信号，控制汽动给水泵驱动汽源切换，使汽动给水泵驱动汽源由原来的汽轮机四级抽汽切换至锅炉再热器冷段来的蒸汽；

步骤三：等待第一时间间隔后,中央控制单元向汽动给水泵再循环调节门模块发出第二脉冲信号，超驰打开第一台给水泵最小流量阀至预定开度并切至手动控制方式；

步骤四：等待第二时间间隔后，中央控制单元向汽动给水泵转速调节模块发出第三脉冲信号，按预定速率超驰降低预定第一台给水泵目标出力。

优选地，步骤二还包括：

中央控制单元检测到FCB动作后，不进行超驰减的第二台给水泵按照总给水流量设定值为目标进行自动调节。

本发明提供一种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法，包括：

步骤一、中央控制单元检测FCB动作信号发出模块发出的FCB动作信号；

步骤二、中央控制单元检测到FCB动作后，进行汽动给水泵驱动汽源切换，使汽动给水泵驱动汽源由原来的汽轮机四级抽汽切换至锅炉再热器冷段来的蒸汽；

步骤三、等待第三时间间隔后，超驰打开两台给水泵最小流量阀至预设开度，并切至手动控制方式；

步骤四、等待第四时间间隔后，按预设速率超驰降低两台给水泵至预设的目标出力，等待第五时间间隔后,两台给水泵超驰减超驰动作结束；

步骤五、两台给水泵超驰减出力结束后，恢复正常自动调节方式。

采用本发明进行FCB动作过程后的锅炉给水流量控制，与常规给水控制相比，具有以下优点：

1)总给水流量控制目标明确，给水流量设定值过渡平稳，避免常规给水控制系统的给水流量设定值忽上忽下造成给水系统来回变化额外对机组的扰动。

2)通过分步超驰打开给水泵最小流量阀和超驰快减给水泵出力，实现给水流量快速下降，总给水流量达到FCB目标值时间短，总给水流量过渡平稳，同时，通过快速减少总给水流量，有效减少FCB动作后锅炉主蒸汽压力快速上升的幅度，提高了机组高负荷实现FCB的成功率。

3)给水泵最小流量阀先超驰打开并切至手动，避免了常规控制系统在给水流量低至一定值后再打开给水泵最小流量阀造成总给水流量过低现象，避免了给水泵最小流量阀动作与给水泵主给水回路动作的相互干扰问题，提高了给水系统运行的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制示意图；

图2为本发明实施例中的给水泵最小流量阀控制原理图；

图3为本发明实施例一中的汽动给水泵超驰减出力控制原理图；

图4为本发明实施例二中的汽动给水泵超驰减出力控制原理图；

图5为本发明实施例中FCB过程给水系统关键动作时序图。

具体实施方式

本发明提供一种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法，如图1所示，包括：

步骤一：中央控制单元检测FCB动作信号发出模块发出的FCB动作信号；

步骤二：中央控制单元检测到FCB动作后，中央控制单元向小汽机驱动汽源切换控制模块发出第一脉冲信号，小汽机驱动汽源切换控制模块根据第一脉冲信号，控制汽动给水泵驱动汽源切换，使汽动给水泵驱动汽源由原来的汽轮机四级抽汽切换至锅炉再热器冷段来的蒸汽；

步骤三：等待第一时间间隔后,中央控制单元向汽动给水泵再循环调节门模块发出第二脉冲信号，超驰打开第一台给水泵最小流量阀至预定开度并切至手动控制方式；

步骤四：等待第二时间间隔后，中央控制单元向汽动给水泵转速调节模块发出第三脉冲信号，按预定速率超驰降低预定第一台给水泵目标出力。

本发明中，步骤二还包括：

中央控制单元检测到FCB动作后，不进行超驰减的第二台给水泵按照总给水流量设定值为目标进行自动调节。

本发明中，还提供种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法，包括：

步骤一、中央控制单元检测FCB动作信号发出模块发出的FCB动作信号；

步骤二、中央控制单元检测到FCB动作后，进行汽动给水泵驱动汽源切换，使汽动给水泵驱动汽源由原来的汽轮机四级抽汽切换至锅炉再热器冷段来的蒸汽；

步骤三、等待第三时间间隔后，超驰打开两台给水泵最小流量阀至预设开度，并切至手动控制方式；

步骤四、等待第四时间间隔后，按预设速率超驰降低两台给水泵至预设的目标出力，第五时间间隔后,两台给水泵超驰减超驰动作结束；

步骤五、两台给水泵超驰减出力结束后，恢复正常自动调节方式。

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

实施例一：以660MW超临界机组为例，中央控制单元检测到FCB动作后，由第一台给水泵快速减出力而另第二台给水泵控制总给水流量的方法。

步骤S101：中央控制单元检测FCB动作信号发出模块发出的FCB动作信号；

步骤S102：中央控制单元检测到FCB动作后，进行汽动给水泵驱动汽源切换，立即联锁打开机组再热蒸汽冷段至小汽轮机的蒸汽管路电动门和调门，调门快速打开一定开度(例如60％)后投入自动；与此同时，关闭汽轮机第4级抽汽至小汽轮机和除氧器的抽汽逆止门和电动门，防止小汽轮机及除氧器内的蒸汽倒流至汽轮机致使汽轮机超速。

步骤S103：快速打开第一台给水泵最小流量阀，参见图2，等待第一时间间隔后，第一时间间隔可以取3秒,如总给水流量大于给水流量目标值一定值(给水流量目标值可以为50t/h)，则以较高的速率(速率可以为10％/s)超驰打开第一台给水泵最小流量阀至预定开度(预定开度可以为100％)。另外，中央控制单元检测到FCB动作后，立即发出3秒脉冲将第一台给水泵最小流量阀切至手动。

步骤S104：超驰减第一台给水泵出力，参见图3。中央控制单元检测到FCB动作后，等待时间t2(例如10秒),如第二台给水泵在自动方式且总给水流量大于给水流量目标值，则以一定速率(例如0.2％/s)超驰降低第一台给水泵综合阀位指令，直至给水泵转速低于预定目标值(例如3100r/min)。另外，中央控制单元检测到FCB动作后，立即发出脉冲信号将B给水泵转速控制切至手动方式。

步骤S105：中央控制单元检测到FCB动作后，不进行超驰减的第二台给水泵按照总给水流量设定值为目标进行自动调节。

实施例二：以660MW超临界机组为例，中央控制单元检测到FCB动作后，由两台给水泵同时并列控制总给水流量的方法。

其包括步骤：

步骤S201：中央控制单元检测FCB动作信号发出模块发出的FCB动作信号；

步骤S202：中央控制单元检测到FCB动作后，进行汽动给水泵驱动汽源切换，立即联锁打开机组再热蒸汽冷段至小汽轮机的蒸汽管路电动门和调门，调门快速打开一定开度(例如60％)后投入自动；与此同时，关闭汽轮机第4级抽汽至小汽轮机和除氧器的抽汽逆止门和电动门，防止小汽轮机及除氧器内的蒸汽倒流至汽轮机致使汽轮机超速。

步骤S203：快速打开两台给水泵最小流量阀，参见图2。中央控制单元检测到FCB动作后，等待第三时间间隔(第三时间间隔可以为3秒)，总给水流量大于给水流量目标值一定值(例如100t/h)，则以较高的速率(5％/s)超驰打开第一台给水泵最小流量阀至预定开度(例如100％)。另外中央控制单元检测到FCB动作后，立即发出3秒脉冲将两个给水泵最小流量阀切至手动。

步骤S204：超驰减两台给水泵出力，参见图4。中央控制单元检测到FCB动作后，等待第四时间间隔(第四时间间隔可以为20秒),如两台给水泵均在自动方式且总给水流量大于给水流量目标值，则以一定速率(例如0.1％/s)超驰降低两台给水泵综合阀位指令，直至总给水流量接近给水流量目标值。

步骤S205：给水泵出力超驰减结束，两台给水泵按照总给水流量设定值为目标进行自动调节。

FCB：负荷快切(Fast Cut Back)。当汽轮机或发电机甩负荷时，使锅炉不停运的一种控制功能，根据FCB后机组的不同运行要求，可分为机组带厂用电单独运行的方式、停机不停炉的运行方式。

抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制系统用于直流锅炉机组FCB(FastCutBack，负荷快切)过程中通过给水控制系统快速抑制主汽压力上升的控制。

黑启动(Black-start):是指整个系统因故障停运后，在无法依靠其它电网送电恢复的条件下，通过启动系统中具有自启动能力机组，带动无自启动能力的机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个系统的恢复。

中央控制单元可以采用本领域中常用的分散控制系统DCS,PLC可编程控制器实现，也可以采用具有成套控制功能的工控机系统实现。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法，其特征在于，包括：

步骤一：中央控制单元检测FCB动作信号发出模块发出的FCB动作信号；

步骤二：中央控制单元检测到FCB动作后，中央控制单元向小汽机驱动汽源切换控制模块发出第一脉冲信号，小汽机驱动汽源切换控制模块根据第一脉冲信号，控制汽动给水泵驱动汽源切换，使汽动给水泵驱动汽源由原来的汽轮机四级抽汽切换至锅炉再热器冷段来的蒸汽；

步骤三：等待第一时间间隔后,中央控制单元向汽动给水泵再循环调节门模块发出第二脉冲信号，超驰打开第一台给水泵最小流量阀至预定开度并切至手动控制方式；

步骤四：等待第二时间间隔后，中央控制单元向汽动给水泵转速调节模块发出第三脉冲信号，按预定速率超驰降低预定第一台给水泵目标出力。

2.根据权利要求1所述的抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法，其特征在于，步骤二还包括：

中央控制单元检测到FCB动作后，不进行超驰减的第二台给水泵按照总给水流量设定值为目标进行自动调节。

3.一种抑制FCB过程主汽压力上升的给水控制方法，其特征在于，包括：

步骤一、中央控制单元检测FCB动作信号发出模块发出的FCB动作信号；

步骤二、中央控制单元检测到FCB动作后，进行汽动给水泵驱动汽源切换，使汽动给水泵驱动汽源由原来的汽轮机四级抽汽切换至锅炉再热器冷段来的蒸汽；

步骤三、等待第三时间间隔后，超驰打开两台给水泵最小流量阀至预设开度，并切至手动控制方式；

步骤四、等待第四时间间隔后，按预设速率超驰降低两台给水泵至预设的目标出力，等待第五时间间隔后,两台给水泵超驰减超驰动作结束；

步骤五、两台给水泵超驰减出力结束后，恢复正常自动调节方式。