CN107166361A - 火电机组引风机故障减负荷过程中送风机自动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统及方法，在配置两台引风机和一台送风机的火电机组发生单台引风机跳闸后，缩短锅炉总风量基础设定值与送风机自动控制器之间惯性环节的时间，同时送风机自动控制的前馈依据引风机跳闸前炉膛压力自动控制器的输出值，立即关闭一定开度的送风机动叶。本发明确保送风机出力及时响应机组实际负荷的变化，维持炉膛内燃烧的稳定，并减小炉膛压力的波动，有利于引风机故障快速减负荷的成功，减少机组非计划停运的次数。

Description

火电机组引风机故障减负荷过程中送风机自动控制系统及 方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机自动控制系统及方法。

背景技术

运行中的大型火电机组，当主要辅机发生故障跳闸时，锅炉出力无法满足机组负荷的要求，机组实发功率则会受到限制。为了适应运行设备的出力，机组协调控制系统自动将机组负荷迅速降到尚在运行的辅机所允许出力对应的负荷目标值，并维持机组的主要参数在允许的范围内，这一过程称为辅机故障快速减负荷(RUNBACK)，简称RB。

目前，发电企业为降低工程造价，部分新建机组会减少主要辅机设备的配置数量，风烟系统采用两台引风机、一台送风机的配置方式。此类机组可借鉴的引风机故障跳闸快速减负荷控制策略较少，若发生机组单台引风机跳闸而送风机自动控制没有做出及时准确的响应，炉膛压力会出现大幅度的波动，导致锅炉触发主燃料跳闸，机组快速减负荷失败，影响发电机组和电网的安全稳定运行。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统及方法，本发明在单台引风机跳闸后，依据机组实际负荷变化及引风机系统出力变化，动态调整送风机出力，维持锅炉燃烧的稳定，减小炉膛压力波动，提高机组故障减负荷的成功率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制方法，在单台引风机跳闸后，缩短锅炉总风量基础设定值与送风机自动控制器之间惯性环节的时间，加快送风自动控制系统调节速度，确保锅炉总风量及时响应机组实际负荷的变化；送风机自动控制的前馈依据引风机跳闸前炉膛压力自动控制器的输出值，立即关闭一定开度的送风机动叶，确保送风机出力及时响应引风机系统出力的变化。

进一步的，锅炉总风量基础设定值经过惯性环节与烟气含氧量调节器输出的修正系数相乘，作为锅炉总风量设定值进入送风机自动控制调节器。

进一步的，根据炉膛压力自动控制器输出值得出当前机组负荷下，若单台引风机跳闸，送风机动叶开度应关闭的值。

一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统，包括炉膛压力自动控制器、函数模块、第一模拟量选择模块、第二模拟量选择模块、第三模拟量选择模块和送风机自动控制器，所述炉膛压力自动控制器连接函数模块的输入端，函数模块的输出端连接第二模拟量选择模块的X2端口，第二模拟量选择模块的输出端Y连接其输入端X1以及第三模拟量选择模块的输入端X1；

锅炉总风量基础设定值通过惯性环节与烟气含氧量调节器输出的修正系数相乘，作为锅炉总风量设定值进入送风机自动控制调节器，第一模拟量选择模块输出值即为惯性环节的时间常数；

根据送风机自动控制调节器的输出和第三模拟量选择模块的输出确定送风机动叶的开度。

机组正常运行时，第一模拟量选择模块的Z输入端为0，Y输出X2的输入值，惯性时间常数A1送入输入端X2，惯性时间常数A1值保证锅炉燃烧过程的风和煤相匹配。

若引风机故障减负荷触发，第一模拟量选择模块的Z输入端为1，Y输出X1的输入值，该值为A1乘以修正系数A2。

机组正常运行时，脉冲定时模块的S端输入为0，D输出端为0；若引风机故障减负荷触发，S端输入由0变为1，D端输出时间长度A3的脉冲信号送入第二模拟量选择模块、第三模拟量选择模块的Z输入端。

机组单台引风机跳闸后，时间长度A3设置大于炉膛压力会大幅波动的时间长度，保证前馈控制在这段时间内持续作用，以维持炉膛压力的稳定。

机组正常运行时，第二模拟量选择模块的Z输入端为0，Y输出值为X2输入值，Y值跟随函数模块F(x)输出实时变化。

若引风机故障减负荷触发，第二模拟量选择模块的Z输入端为1，Y输出值为X1输入值，即Y保持单台引风机跳闸前那一刻的输出值，直至Z输入端由1变0，Y则继续跟随X2的输入值。

机组正常运行时，第三模拟量选择模块的Z输入端为0，Y输出值为X2端输入值A4，A4＝0，前馈此时不起作用。

若引风机故障减负荷触发，第三模拟量选择模块的Z输入端为1，Y输出值为X1输入值，送风机动叶开度立刻减少对应量；当Z输入端由1变为0时，通过速率限制输入端R1实现Y输出值按速率限制值A5变化设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明配置两台引风机和一台送风机的火电机组发生引风机故障减负荷时，送风机动叶前馈控制保证了炉膛压力在安全范围内变化，保护锅炉及其附属设备。送风机自动控制器及时调节送风机出力，以响应实际负荷的需要，确保锅炉总风量与燃料量相匹配，维持炉膛内燃烧的稳定，有利于引风机故障快速减负荷的成功，减少机组非计划停运的次数。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的送风机自动控制方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的若发生机组单台引风机跳闸而送风机自动控制没有做出及时准确的响应，炉膛压力会出现大幅度的波动，导致锅炉触发主燃料跳闸，机组快速减负荷失败，影响发电机组和电网的安全稳定运行的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机自动控制方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机自动控制方法，该方法在单台引风机跳闸后，缩短锅炉总风量基础设定值与送风机自动控制器(PID)之间惯性环节的时间，加快调节速度，确保送风机出力及时响应实际负荷的变化。送风机自动控制的前馈依据引风机跳闸前炉膛压力自动控制器(PID)的输出值，立即关闭一定开度的送风机动叶，并保持120s，保证锅炉不会因压力高高触发主燃料跳闸。具体实现方法如下：

(1)锅炉总风量基础设定值经过惯性环节与烟气含氧量调节器输出的修正系数相乘，作为锅炉总风量设定值进入送风机自动控制调节器。机组正常运行时，模拟量选择模块1的Z输入端为0，Y输出X2的输入值，惯性时间常数A1值保证锅炉燃烧过程的风和煤相匹配，一般为20s-30s。若引风机故障减负荷触发，模拟量选择1的Z输入端为1，Y输出X1的输入值，该值为A1乘以修正系数A2，A2＝1/3；

(2)机组正常运行时，脉冲定时模块的S端输入为0，D输出端为0；若引风机故障减负荷触发，S端输入由0变为1，D端输出时间长度A3的脉冲信号送入模拟量选择模块2和3的Z输入端。机组单台引风机跳闸后，1分钟时间内炉膛压力会大幅波动，时间长度A3通常设置为120s，保证前馈控制在这段时间内持续作用，以维持炉膛压力的稳定；

(3)炉膛压力自动控制器输出值送入函数模块F(x)，得出当前机组负荷下，若单台引风机跳闸，送风机动叶开度应关闭的值。机组正常运行时，模拟量选择模块2的Z输入端为0，Y输出值为X2输入值，Y值跟随F(x)输出实时变化。若引风机故障减负荷触发，模拟量选择2的Z输入端为1，Y输出值为X1输入值，即Y保持单台引风机跳闸前那一刻的输出值，直至Z输入端由1变0，Y则继续跟随X2的输入值；

(4)机组正常运行时，模拟量选择模块3的Z输入端为0，Y输出值为X2端输入值A4，A4＝0，前馈此时不起作用。若引风机故障减负荷触发，模拟量选择3的Z输入端为1，Y输出值为X1输入值，送风机动叶开度立刻减少对应量。当Z输入端由1变为0时，若Y输出值立刻切换为X2的输入值0，送风机自动控制会出现较大的扰动，影响锅炉总风量的稳定控制，因此，通过速率限制输入端R1实现Z由1变为0时，Y按速率限制值A5变化，通常设置为1/min。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制方法，其特征是：在单台引风机跳闸后，缩短锅炉总风量基础设定值与送风机自动控制器之间惯性环节的时间，加快送风机自动控制系统调节速度，确保送风机出力及时响应机组实际负荷的变化；送风机自动控制的前馈依据引风机跳闸前炉膛压力自动控制器的输出值，立即关闭一定开度的送风机动叶，确保送风机出力及时响应引风机系统出力的变化，减少炉膛压力波动。

2.如权利要求1所述的一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制方法，其特征是：锅炉总风量基础设定值经过惯性环节与烟气含氧量调节器输出的修正系数相乘，作为锅炉总风量设定值进入送风机自动控制调节器。

3.如权利要求1所述的一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制方法，其特征是：根据炉膛压力自动控制器输出值得出当前机组负荷下，若单台引风机跳闸，送风机动叶开度应关闭的值。

4.一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统，其特征是：包括炉膛压力自动控制器、函数模块、第一模拟量选择模块、第二模拟量选择模块、第三模拟量选择模块和送风机自动控制器，所述炉膛压力自动控制器连接函数模块的输入端，函数模块的输出端连接第二模拟量选择模块的X2端口，第二模拟量选择模块的输出端Y连接其输入端X1以及第三模拟量选择模块的输入端X1；

锅炉总风量基础设定值经过第一模拟量选择模块后，通过惯性环节与烟气含氧量调节器输出的修正系数相乘，作为锅炉总风量设定值进入送风机自动控制调节器；

根据送风机自动控制调节器的输出和第三模拟量选择模块的输出确定送风机动叶的开度。

5.如权利要求4所述的一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统，其特征是：机组正常运行时，第一模拟量选择模块的Z输入端为0，Y输出X2的输入值，惯性时间常数A1送入输入端X2，惯性时间常数A1值保证锅炉燃烧过程的风和煤相匹配。

6.如权利要求4所述的一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统，其特征是：若引风机故障减负荷触发，第一模拟量选择模块的Z输入端为1，Y输出X1的输入值，该值为A1乘以修正系数A2。

7.如权利要求4所述的一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统，其特征是：机组正常运行时，脉冲定时模块的S端输入为0，D输出端为0；若引风机故障减负荷触发，S端输入由0变为1，D端输出时间长度A3的脉冲信号送入第二模拟量选择模块、第三模拟量选择模块的Z输入端；

或，机组单台引风机跳闸后，时间长度A3设置大于炉膛压力会大幅波动的时间长度，保证前馈控制在这段时间内持续作用，以维持炉膛压力的稳定。

8.如权利要求4所述的一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统，其特征是：机组正常运行时，第二模拟量选择模块的Z输入端为0，Y输出值为X2输入值，Y值跟随函数模块F(x)输出实时变化。

9.如权利要求4所述的一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统，其特征是：若引风机故障减负荷触发，第二模拟量选择模块的Z输入端为1，Y输出值为X1输入值，即Y保持单台引风机跳闸前那一刻的输出值，直至Z输入端由1变0，Y则继续跟随X2的输入值。

10.如权利要求4所述的一种火电机组引风机故障减负荷过程中送风机控制系统，其特征是：机组正常运行时，第三模拟量选择模块的Z输入端为0，Y输出值为X2端输入值A4，A4＝0，前馈此时不起作用；

或，若引风机故障减负荷触发，第三模拟量选择模块的Z输入端为1，Y输出值为X1输入值，送风机动叶开度立刻减少对应量；当Z输入端由1变为0时，通过速率限制输入端R1实现Y输出值按速率限制值A5变化设置。