CN107831656B - 一种火电机组协调控制系统节能优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电机组协调控制系统节能优化方法，其通过建立锅炉最佳氧量控制模型，对双进双出磨煤机动态特性数学模型以及协调控制系统进行深度优化，其中动态特性数学模型可为协调控制系统提供运算依据；通过动态特性数学模型促进负荷风挡板控制系统和热能节能优化系统的优化，以降低送、引风机用电率；通过协调控制系统中的子协调控制系统对锅炉主控、主汽压力控制回路中的自适应算法回路、机组负荷指令前馈量、压力解耦控制回路进行优化控制，以提高控制系统调节品质，同时对锅炉最佳控制氧量模型进行反馈。本发明有效降低了送、引风机用电率，降低了发电煤耗，同时提高了控制系统调节品质，提升了火电机组运行的稳定性和经济性。

Description

一种火电机组协调控制系统节能优化方法

【技术领域】

本发明属于燃煤发电技术领域，具体涉及一种火电机组协调控制系统节能优化方法。

【背景技术】

在传统燃煤电厂的生产运营管理中，降低机组能耗的措施主要通过运行操作调整、改进工艺系统设备性能来实现，然而工艺设备节能改造需要投入大量的改造费用，且经过多年设备优化、调整优化，机务设备、运行调整在节能方面似乎已发挥到极限，节能管理成为了目前燃煤电厂面临的巨大难题。随着高参数、大容量燃煤机组在国内普遍建设运营，其自动化水平越来越高，但是热控技术管理主要停留在确保热工仪表准确性、热工保护正确动作、提高自动调节系统投入率等方面，热控节能技术所具有巨大节能效果往往被忽视。因此，开展热控节能技术研究在降低燃煤机组能耗方面潜力巨大。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种火电机组协调控制系统节能优化方法，以解决上述问题。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种火电机组协调控制系统节能优化方法，其通过建立锅炉最佳氧量控制模型，对双进双出磨煤机动态特性数学模型以及协调控制系统进行深度优化，其中双进双出磨煤机动态特性数学模型可为协调控制系统提供运算依据；通过双进双出磨煤机动态特性数学模型促进负荷风挡板控制系统和热能节能优化系统的优化，以降低送、引风机用电率；通过机组协调控制系统中的子协调控制系统对锅炉主控、主汽压力控制回路中的自适应算法回路、机组负荷指令前馈量、压力解耦控制回路进行优化控制，以提高控制系统调节品质，同时锅炉主控对锅炉最佳控制氧量模型进行反馈。

作为优选，在建立锅炉最佳氧量控制模型过程中，其是重新对燃烧控制系统氧量动态模型进行优化设计，包括燃烧控制比例的优化。

作为优选，所述燃烧控制比例的优化还包括锅炉燃烧过剩空气系数精确优化。

作为优选，所述双进双出磨煤机动态特性数学模型优化对象包括双进双出磨煤机料位与入炉煤量。

作为优选，在对双进双出磨煤机入炉煤量优化时，其对入炉煤量的测量偏差可控制在5-13吨。

作为优选，所述自适应算法回路是在主汽压力控制回路的变负荷过程中增加的。

作为优选，所述控制系统调节品质包括温度控制品质、压力调节品质、压力控制品质。

作为优选，在子协调控制系统对锅炉主控的优化控制中，优化控制对象为锅炉主控比例与积分。

作为优选，在优化控制锅炉主控比例与积分时，其是通过实施变参数控制实现。

作为优选，锅炉主控对锅炉最佳控制氧量模型进行的反馈为负反馈。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种火电机组协调控制系统节能优化方法，是基于当前国内鲜有应用的火电机组热控节能控制方法，通过建立锅炉最佳控制氧量模型，重新设计双进双出磨煤机料位及入炉煤量，入炉煤量的测量偏差可控制在5-13吨；结合机组系统系统，促进热能节能优化系统的优化，在降低送、引风机用电率的同时，也提高了控制系统的调节品质，同时减少了燃煤发电煤耗，提升了火电机组运行的稳定性和经济性。

【附图说明】

图1是本发明的系统原理图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如图1所示，一种火电机组协调控制系统节能优化方法，其通过建立锅炉最佳氧量控制模型，重新对锅炉燃烧控制系统氧量动态模型进行优化设计，包括燃烧控制比例的优化控制，尤其是锅炉燃烧过剩空气系数精确优化控制，然后对双进双出磨煤机动态特性数学模型以及协调控制系统进行深度优化，其中双进双出磨煤机动态特性数学模型优化对象包括双进双出磨煤机料位与入炉煤量，其对入炉煤量的测量偏差可控制在5-13吨，同时可为协调控制系统提供运算依据；通过双进双出磨煤机动态特性数学模型促进负荷风挡板控制系统和热能节能优化系统的优化，以降低送、引风机用电率；通过机组协调控制系统中的子协调控制系统对锅炉主控、主汽压力控制回路中的自适应算法回路、机组负荷指令前馈量、压力解耦控制回路进行优化控制，以提高控制系统的温度控制品质、压力调节品质和压力控制品质，其中，所述自适应算法回路是在主汽压力控制回路的变负荷过程中增加的，机组负荷指令以及压力解耦控制回路前馈量是在对协调控制汽机指令进行优化修改时增加的；同时，在子协调控制系统对锅炉主控的优化控制中，通过实施变参数控制的方法实现对锅炉主控比例与积分的优化控制，并以负反馈的形式将优化的参数反馈至锅炉最佳控制氧量模型，从而实现对整个机组系统的进一步优化。

为了验证本发明的技术效果，发明人在某年使用本发明的优化方法分别在1#和2#机组上作了实验，其中以该年部分月份不使用本发明的优化技术作为对照，期间分别记录1#和2#机组的发电量、送风机用电量、引风机用电量，结果如下表：

表一：1#机组送、引风机电耗统计分析表(9月份优化)

表二：2#机组送、引风机电耗统计分析表(3月份优化)

由表一和表二得出，两台机组(1#和2#)的送、引风机优化前厂用电率平均值为(1.11％+1.16％)/2＝1.135％，优化后平均值为(0.97％+1.01％)/2＝0.99％，厂用电率平均降幅(1.135％-0.99％)/1.135％＝12.78％。

以两台机组年发电量85亿kwh计算，优化后送、引风机每年节省电量为：

85亿kwh*(1.135％-0.99％)≈1232.5万kwh

同时，发明人在对火电机组协调控制系统进行节能方法优化后，测量系统各主要调节品质指标，并对比1000MW级机组调节系统动、稳态偏差行业指标，结果如下：

表三：调节品质对比表

由表三可得，使用本发明的节能优化方法的火电机组协调控制系统的调节品质优于系统优化前调节品质，也优于1000MW级机组优良指标。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于，其通过建立锅炉最佳氧量控制模型，对双进双出磨煤机动态特性数学模型以及协调控制系统进行深度优化，其中双进双出磨煤机动态特性数学模型可为协调控制系统提供运算依据；通过双进双出磨煤机动态特性数学模型促进负荷风挡板控制系统和热能节能优化系统的优化，以降低送、引风机用电率；通过机组协调控制系统中的子协调控制系统对锅炉主控、主汽压力控制回路中的自适应算法回路、机组负荷指令前馈量、压力解耦控制回路进行优化控制，以提高控制系统调节品质，同时锅炉主控对锅炉最佳控制氧量模型进行反馈。

2.根据权利要求1所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：在建立锅炉最佳氧量控制模型过程中，其是重新对燃烧控制系统氧量动态模型进行优化设计，包括燃烧控制比例的优化。

3.根据权利要求2所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：所述燃烧控制比例的优化还包括锅炉燃烧过剩空气系数精确优化。

4.根据权利要求1所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：所述双进双出磨煤机动态特性数学模型优化对象包括双进双出磨煤机料位与入炉煤量。

5.根据权利要求4所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：在对双进双出磨煤机入炉煤量优化时，其对入炉煤量的测量偏差可控制在5-13吨。

6.根据权利要求1所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：所述自适应算法回路是在主汽压力控制回路的变负荷过程中增加的。

7.根据权利要求1所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：所述控制系统调节品质包括温度控制品质、压力调节品质、压力控制品质。

8.根据权利要求1所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：在子协调控制系统对锅炉主控的优化控制中，优化控制对象为锅炉主控比例与积分。

9.根据权利要求8所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：在优化控制锅炉主控比例与积分时，其是通过实施变参数控制实现。

10.根据权利要求1所述的火电机组协调控制系统节能优化方法，其特征在于：锅炉主控对锅炉最佳控制氧量模型进行的反馈为负反馈。

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