CN109028277A - 供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法 - Google Patents

Abstract

一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述方法由正常疏水控制回路和事故疏水控制回路分别控制正常疏水调节阀和事故疏水调节阀的开度，正常疏水调节阀自动指令经过第一惯性滤波模块滤波后，送入第一多点折线函数模块，得到柔性因子，常数1减去柔性因子后同正常疏水控制回路的水位偏差信号相乘，作为正常疏水控制回路控制器的输入信号；柔性因子与事故疏水控制回路的水位偏差信号相乘，作为事故疏水控制回路控制器的输入信号。本发明使加热器水位的控制方式在正常和事故疏水调节之间作柔性切换，有效解决了供热机组深调峰工况下低压加热器水位难以控制的问题，提高了机组运行的安全性和稳定性，降低了工质和能量的损耗。

Description

供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法

技术领域

本发明涉及一种适用于深调峰工况的供热机组低压加热器水位控制方法，属于控制技术领域。

背景技术

我国以风电、光伏为代表的可再生能源发展迅速，但由于电网消纳能力有限，已经出现了比较严重的“弃风、弃光”的现象，其中绝大部分发生在冬季。主要原因是用电负荷有限，冬季供热机组大量运行，挤占了可再生能源的发电空间。为了提高可再生能源利用率，要求供热机组在保证供热负荷需求的前提下大幅度降低机组发电负荷连续运行，即具备深调峰运行能力。

抽汽式供热机组低压加热系统结构如图1所示。在非供热季纯凝式工况下，汽轮机低压缸进汽调节蝶阀全开，供热抽汽调节蝶阀全关。蒸汽在汽轮机高、中压缸内作功后，中压缸排汽除一小部分作为5段抽汽进入五号低压加热器外，绝大部分进入汽轮机低压缸作功。同时低压缸也有一小部分蒸汽分别作为6、7段抽汽进入六、七号低压加热器，低压缸排汽经过冷却成为凝结水。在供热季供热工况下，低压缸进汽调节蝶阀关小，供热抽汽调节蝶阀打开，中压缸排汽大部分作为供热抽汽被抽出，只有少部分蒸汽的流程与纯凝工况相似。

大型汽轮机低压加热系统利用汽轮机各段抽汽之间的压力差采用逐级疏水自流的方式工作。汽轮机在正常工况下工作时，5段抽汽、6段抽汽、7段抽汽、低压缸排汽的压力逐渐递减，5段抽汽进入五号低压加热器内释放热量后变为五号低压加热器疏水，在差压作用下自然流动到六号加热器内。6段抽汽进入六号低压加热器内同五号低压加热器疏水一起释放热量后成为六号低压加热器疏水，在差压作用下自然流动到七号低压加热器内，依次类推，最后七号低压加热器疏水自然流动到凝结水水箱内成为凝结水。低压加热器正常运行过程中需要控制其汽侧的冷凝水位，水位过低时换热不充分会降低机组热效率，水位过高时可能导致加热器内冷凝水逆向流动至汽轮机内冲击汽轮机叶片危及其运行安全。现场设置几个数值衡量加热器水位是否处于安全范围：设计值，即加热器正常运行时的水位；高、低报警值，水位超过此数值时发出报警提醒运行人员注意；高保护值，水位超过此数值时加热器对应的抽汽快关阀自动关闭，加热器退出运行状态。

汽轮机五、六、七号低压加热器分别设置正常疏水调节阀控制其水位。同时还分别设置事故疏水调节阀，在机组启/停过程中或低压加热器内水位过高时开启，将疏水直接排放至疏水扩容器内快速降低水位保证汽轮机运行安全，因此开启事故疏水调节阀会造成工质和能量的损失，降低机组运行热经济性。

每一个低压加热器，传统水位控制系统都包括正常疏水调节阀控制和事故疏水调节阀控制两个独立的控制回路。由于其被控参数同为加热器水位，因此两个回路间存在强耦合。每一个控制回路单独工作时系统稳定且能达到最优控制指标，两个回路同时工作却会出现过度调节的情况使系统变得不稳定。传统控制方案中，是通过采用不同的设定值的方式避免两个控制回路同时动作的。正常疏水控制回路设定值为加热器正常运行水位的设计值，事故疏水控制回路设定值接近水位高报警值，明显高于设计值。工作原理是：水位在设计值附近变化时，正常疏水调节回路的控制器输出在0％～100％之间变化，由于实际水位远低于事故疏水调节回路设定值，所以事故疏水调节回路控制器输出自动减小至0％，处于关饱和状态；水位由设计值向高报警值增加时，正常疏水调节回路和事故疏水调节回路的控制器的输出均增加；当水位接近高报警值时，由于水位远高于正常疏水调节回路设定值，所以正常疏水调节回路控制器输出自动增加至100％，处于开饱和状态；而事故疏水调节回路的控制器输出在0％～100％之间变化。

深调峰工况下保证供热负荷不变同时降低发电负荷，就要维持供热抽汽流量不变的同时降低汽轮机低压缸进汽流量。当汽轮机低压缸进汽量减小到一定程度后，蒸汽在低压缸内作功的状态就会发生变化。正常情况下，蒸汽在汽轮机低压缸内逐级作功，作功过程可一直持续到最末级，蒸汽在低压缸内压力和温度逐渐降低，最后变成乏汽排出汽轮机。当低压缸进汽流量很小时，蒸汽在前几级就会完成作功过程成为乏气，压力和温度不再降低，只能在低压缸后几级内自然流动，严重时甚至出现汽轮机后几级叶片反推乏汽流动的情况，即“鼓风”现象，这时蒸汽压力和温度不降反升。

基于上述原因，随着汽轮机低压缸进汽量减小，汽轮机6段抽汽、7段抽汽、低压缸排汽之间的差压会也逐渐减小，加热器疏水难以依靠差压自然流动，出现疏水不畅的情况。现场表现为六、七号低压加热器水位不受正常疏水调节阀控制，经常性的突然升高。这时必须开启事故疏水调节阀，依靠正常疏水调节回路和事故疏水调节回路协同动作控制水位。

传统控制方式理论上能够在一定程度上避免正常疏水调节阀和事故疏水调节阀同时动作，但也会带来以下问题：(1)事故疏水调节回路设定值是协调正常疏水调节回路和事故疏水调节回路动作的关键参数，现场调试时工作量大，风险高；(2)深调峰工况下加热器水位以事故疏水调节为主，而事故疏水调节回路的设定值较高在高报警值附近，加热器长期在高水位状态下运行，水位波动容易达到高保护值引发设备跳闸，安全性很差。

机组非深调峰运行时，事故疏水调节阀开启的情况只在启、停机或故障时出现，并且持续时间较短，必要时运行人员可以将正常或事故疏水调节阀两者之一切为手动控制，不会明显增加运行人员操作量和对机组运行安全、经济运行产生重大影响。但在深调峰运行时，事故疏水调节阀的开启是一种常态化的情形，必须设计新的控制方法加以应对。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，以提高供热机组运行的安全性和稳定性，降低工质和能量的损耗。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述方法由正常疏水控制回路和事故疏水控制回路分别控制正常疏水调节阀和事故疏水调节阀的开度，正常疏水调节阀自动指令经过第一带死区的惯性滤波环节滤波后，送入第一多点折线函数模块，得到柔性因子，常数1减去柔性因子后同正常疏水控制回路的水位偏差信号相乘，作为正常疏水控制回路控制器的输入信号了；柔性因子与事故疏水控制回路的水位偏差信号相乘，作为事故疏水控制回路控制器的输入信号。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述正常疏水控制回路的水位偏差信号通过下述方法获取：

正常疏水调节阀前后差压信号经过第二带死区的惯性滤波环节滤波后，送入第二多点折线函数模块，得到差压补偿系数，差压补偿系数与加热器实际水位反馈值减去正常水位设定值后得到的水位偏差信号相乘，得到正常疏水控制回路的水位偏差信号。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述事故疏水控制回路的水位偏差信号通过下述方法获取：

正常疏水调节阀前后差压信号经过第二带死区的惯性滤波环节滤波后，送入第三多点折线函数模块，得到事故疏水控制回路设定值迁移值，事故疏水控制回路设定值迁移值同加热器实际水位反馈值减去正常水位设定值后得到的水位偏差信号相加，得到事故疏水控制回路的水位偏差信号。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述第一惯带死区的惯性滤波环节包括第一求和计算模块、第一死区函数模块和第一积分计算模块，正常疏水调节阀自动指令与第一积分计算模块的输出信号在第一求和计算模块中做减法后送入第一死区函数模块，第一死区函数模块的输出信号由第一积分计算模块进行积分运算，得到带死区的惯性滤波后的正常疏水调节阀自动指令。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述所述第二带死区的惯性滤波环节包括第二求和计算模块、第二死区函数模块和第二积分计算模块，正常疏水调节阀前后差压信号与第二积分计算模块的输出信号在第二求和计算模块中做减法后送入第二死区函数模块，第二死区函数模块的输出信号由第二积分计算模块进行积分运算，得到带死区的惯性滤波后的正常疏水调节阀前后差压信号。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述第一死区函数模块和第二死区函数模块的输入输出表达式为：

其中：r_o为输出信号数值；r_i为输入信号数值；r_DZ为死区值。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述第一多点折线函数模块有五个输入值，分别为0、75、85、95和100，对应的输出值分别为0、0、0.5、1和1。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述第二多点折线函数模块有五个输入值，分别为ΔPx×0.0、ΔPx×0.09、ΔPx×0.25、ΔPx×1.0和ΔPx×2.0，对应的输出值分别为3、3、2、1和1，其中ΔPx为额定负荷工况下正常疏水调节阀前后差压值。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述第三多点折线函数模块有五个输入值，分别为ΔPx×0.0、ΔPx×0.09、ΔPx×0.25、ΔPx×1.0和ΔPx×2.0，对应的输出值分别为-ΔHx×0.0、-ΔHx×0.0、-ΔHx×0.5、-ΔHx×1.0和-ΔHx×1.0，其中ΔHx为加热器水位高报警值减去加热器水位正常运行设计值后的偏差值。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述第一死区函数模块的死区值在正常疏水调节阀开度的±3％～±6％之间取值，输入波动幅度越大取值越大；第一积分计算模块的积分增益在0.01～0.02之间取值，输入波动幅度越大取值越小。

上述供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，所述第二死区函数模块的死区值取在额定负荷工况下正常疏水调节阀前后差压的±3％～±5％之间，输入波动幅度越大取值越大；第二积分计算模块的积分增益在0.05～0.1之间取值，输入波动幅度越大取值越小。

本发明通过加权的方式使加热器水位的控制方式在正常和事故疏水调节之间作柔性切换，实现了两种控制回路的协同工作，有效解决了供热机组深调峰工况下汽轮机低压缸各段抽汽对应的低压加热器水位难以控制的问题，提高了机组运行的安全性和稳定性，降低了工质和能量的损耗。现场测试的运行数据表明，与运行人员手动调节相比，水位波动峰峰值幅度减小50％，事故疏水总量减少20％左右。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1是供热机组低压加热系统结构示意图；

图2是利用积分作用构造惯性环节的方框图；

图3是带死区的惯性滤波环节方框图；

图4是本发明控制系统结构示意图。

图中各标号分别表示为：1、汽轮机中压缸；2、汽轮机低压缸；3、五号低压加热器；4、六号低压加热器；5、七号低压加热器；6、凝结水水箱；7、低压缸进汽调节蝶阀；8、供热抽汽调节蝶阀；9、五号低压加热器进汽快关阀；10、六号低压加热器进汽快关阀；11、七号低压加热器进汽快关阀；12、五号低压加热器事故疏水调节阀；13、六号低压加热器事故疏水调节阀；14、七号低压加热器事故疏水调节阀；15、五号低压加热器正常疏水调节阀；16、六号低压加热器正常疏水调节阀；17、七号低压加热器正常疏水调节阀；PID1、正常疏水控制回路控制器；PID2、事故疏水控制回路控制器；SUM、求和计算模块；DZ、死区函数模块；INTE、积分计算模块；SUM1～SUM5、第一求和计算模块～第五求和计算模块；DZ1、第一死区函数模块；DZ2、第二死区函数模块；INTE1、第一积分计算模块；INTE2、第二积分计算模块；MUL1～MUL3、第一乘法计算模块～第三乘法计算模块；F(x)1～F(x)3、第一多点折线函数模块～第三多点折线函数模块；“1”为常数模块；e_z为正常疏水控制回路控制器偏差输入；r为柔性因子；e_i为加热器水位偏差信号；e_s为事故疏水控制回路控制器偏差输入；r_o为输出信号数值；r_i为输入信号数值；r_DZ为死区值；ΔPx为额定负荷工况下正常疏水调节阀前后差压值；ΔHx为加热器水位高报警值减去加热器水位正常运行设计值后的偏差值。

具体实施方式

本发明针对抽汽式供热机组深调峰工况下因汽轮机低压缸进汽量减小，造成低压缸各段抽汽间差压减小，进而导致低压加热器正常疏水困难、水位难以控制的问题，提出了一种低压加热器水位柔性控制方法。该方法利用正常疏水调节阀开度信号构造出一个柔性因子，通过加权的方式使加热器水位的控制方式在正常疏水调节和事故疏水调节之间作柔性切换，同时利用正常疏水调节阀前后差压信号修正正常疏水调节回路增益以及迁移事故疏水调节回路的设定值，实现正常疏水调节阀和事故疏水调节阀协同动作。具有控制系统稳定性好、安全性高、可以降低工质和能量损耗的优点。

发明技术原理

(1)柔性控制

采用正常疏水调节阀的开度信号作为划分加热器运行状态的依据，正常疏水调节阀长时间处于中、小开度时加热器处于正常疏水状态，正常疏水调节阀长时间处于接近全开位置时加热器处于异常疏水状态。可以利用正常疏水调节阀开度信号构造一个柔性因子，对加热器水位进行柔性控制，依据疏水状态不同，加热器水位在正常疏水调节阀控制和事故疏水调节阀控制之间作柔性切换。

柔性控制的实现方式是，利用柔性因子以加权的方式分别调整两个控制回路中进入的控制器偏差信号。表示：

e_z＝(1-r)e_i (1)

e_s＝re_i (2)

其中：e_z为正常疏水控制回路控制器偏差输入，mm；r为柔性因子，取值范围在0～1之间，无量纲；e_i为加热器水位偏差信号，mm；e_s为事故疏水控制回路控制器偏差输入，mm。

这样的柔性控制系统，柔性因子为0时，偏差信号全部进入正常疏水控制回路，而不进入事故疏水控制回路，表示系统处于正常疏水控制方式下；柔性因子为1时，偏差信号全部进入事故疏水控制回路，而不进入正常疏水控制回路，表示系统处于事故疏水控制方式下。柔性因子在0～1之间时，表示系统处于两个控制系统共同作用下，柔性因子越接近0则正常疏水控制作用的权重越高，越接近1则事故疏水控制作用的权重越高。当正常和事故疏水控制系统均稳定的情况下，如此构建的柔性控制系统也是稳定的，同时柔性因子变化不会造成输出扰动。

为了避免干扰，可对正常疏水调节阀开度信号经过带死区的惯性滤波后，再经过一个多点折线函数的方式计算柔性因子。

(2)正常疏水控制回路差压补偿

工质流过调节阀的流量与调节阀开度和调节阀前后差压有关。在现场使用时，只要调节阀前后差压维持在设计适用的范围内，可近似认为流量同开度之间的函数关系是确定的。但是在深调峰工况下，正常疏水调节阀前后的差压已经明显小于其适用的最低差压，因此执行机构特性会出现显著变化，如果不进行补偿将导致控制系统性能显著劣化。

根据伯努利方程，调节阀开度一定的情况下，流量与差压之间成开平方的函数关系。当调节阀开度不变、差压减小至原差压的25％时，流量将减少至原流量的50％。这意味着，执行机构的增益将减小至原增益的50％。为保证控制品质，需要将控制系统的增益增加至原增益的200％。因此，可采用正常疏水调节阀前后差压信号经过带死区的惯性滤波处理后，再经过一个多点折线函数后输出一差压补偿系数，乘以加热器水位偏差信号，实现对正常疏水控制回路的增益修正。整体修正效果是：差压减小时控制系统增益增加，加大调节阀动作幅度，维持对流量的控制作用不变。

(3)事故疏水控制回路设定值迁移

对于事故疏水调节回路，期望达到的控制效果是：疏水正常时提高事故疏水调节回路的设定值，避免事故疏水调节阀频繁开启造成工质和能量的损耗；疏水异常时降低事故疏水调节回路的设定值，将加热器水位控制在正常水位附近提高加热器运行的安全性。因此设计事故疏水控制回路的设定值迁移逻辑，实现方式为：正常疏水调节阀前后差压信号经过带死区的惯性滤波后，再经过一个多点折线函数得到设定值偏移量。差压大时偏移量大，实际设定值高接近至高报警水位值，以避免事故疏水调节阀频繁动作；差压减小时偏移量相应减小最低至零，实际设定值接近至正常水位值，保证加热器运行安全性。

(4)带死区的惯性滤波环节

在对正常疏水调节阀开度信号和正常疏水调节阀前后差压信号的处理过程中，都采用了带死区的惯性滤波环节。

其中，死区环节的输入输出表达式为：

其中：r_o-输出信号数值，任意量纲；r_i-输入信号数值，任意量纲；r_DZ-死区值，任意量纲。

依据控制原理基本知识，利用积分环节构造惯性环节的方框图如图2所示。在偏差输入后增加死区环节，即可构成带死区的惯性滤波环节，方框图如图3所示。实现的功能是：当输入信号正负变化幅度小于死区值时，输出信号保持不变。这样，带死区的惯性滤波环节除具有惯性滤波功能外，还可进一步避免输入信号小幅波动对输出产生影响。

发明技术方案

下面详细描述发明的技术方案。实现本发明的控制系统结构示意图如图4所示，图中：SUM1～SUM5、第一求和计算模块～第五求和计算模块；DZ1、第一死区函数模块；DZ2、第二死区函数模块；INTE1、第一积分计算模块；INTE2、第二积分计算模块；MUL1～MUL3、第一乘法计算模块～第三乘法计算模块；F(x)1～F(x)3、第一多点折线函数模块～第三多点折线函数模块；“1”为常数模块。

下面按功能介绍各部分控制逻辑。

(1)柔性控制逻辑

其中第一求和计算模块SUM1、第一死区函数模块DZ1、第一积分计算模块INTE1构成带死区的惯性滤波环节，同第一多点折线函数模块F(x)1、常数“1”、第三求和计算模块SUM3、第二乘法计算模块MUL2、第三乘法计算模块MUL3一起构成柔性控制逻辑。正常疏水调节阀自动指令经过带死区的惯性滤波环节滤除高频扰动和小幅波动分量后，进入第一多点折线函数模块F(x)1得到柔性因子。常数1减去柔性因子后同正常疏水控制回路的水位偏差信号相乘，作为正常疏水控制回路控制器PID1的输入信号，柔性因子与事故疏水控制回路的水位偏差信号相乘，作为事故疏水控制回路控制器PID2的输入信号。柔性因子在0～1之间变化，当柔性因子为0时，正常疏水控制回路发挥完全的控制作用，而事故疏水控制回路不发挥控制作用；当柔性因子为1时，正常疏水控制回路不发挥控制作用，而事故疏水控制回路发挥完全的控制作用；当柔性因子在0～1之间时，正常疏水和事故疏水控制回路均发挥作用，柔性因子越接近0，正常疏水控制作用的权重越高，越接近1，事故疏水控制作用的权重越高。

在正常疏水调节阀自动指令滤波逻辑中，第一死区函数模块DZ1的死区值在正常疏水调节阀开度的±3％～±6％之间取值，输入波动幅度越大取值越大；第一积分计算模块INTE1的积分增益设置为0.01～0.02之间取值，输入波动幅度越大取值越小。计算柔性因子的第一多点折线函数模块F(x)1设置方式如表1。表1第一多点折线函数模块F(x)1的设置

序号	1	2	3	4	5
						输入	0	75	85	95	100
输出	0	0	0.5	1	1

(2)正常疏水控制回路差压补偿逻辑

其中第二求和计算模块SUM2、第二死区函数模块DZ2、第二积分计算模块INTE2构成带死区的惯性滤波环节，同第二多点折线函数模块F(x)2、第一乘法计算模块MUL1一起构成正常疏水控制回路差压补偿逻辑。正常疏水调节阀前后差压信号经过带死区的惯性滤波环节滤除高频扰动和小幅波动分量后，进入第二多点折线函数模块F(x)2后得到差压补偿系数，与加热器实际水位反馈值减去正常水位设定值后得到的水位偏差信号相乘，得到正常疏水控制回路的水位偏差信号。

在正常疏水调节阀前后差压信号滤波逻辑中，第二死区函数模块DZ2的死区值取在额定负荷工况下正常疏水调节阀前后差压的±3％～±5％之间，输入波动幅度越大取值越大；第二积分计算模块INTE2的积分增益设置为0.05～0.1之间，输入波动幅度越大取值越小。计算差压补偿系数的第二多点折线函数模块F(x)2设置方式如表2。

表2第二多点折线函数模块F(x)2的设置

序号	1	2	3	4	5
						输入	ΔPx×0.0	ΔPx×0.09	ΔPx×0.25	ΔPx×1.0	ΔPx×2.0
输出	3	3	2	1	1

表2中：ΔPx为额定负荷工况下正常疏水调节阀前后差压值，MPa。

(3)事故疏水控制回路设定值迁移逻辑

正常疏水调节阀前后差压信号经过带死区的惯性滤波环节，同第三多点折线函数模块F(x)3、第五求和计算模块SUM5一起构成事故疏水控制回路设定值迁移逻辑。经过滤波后的正常疏水调节阀前后差压信号进入第三多点折线函数模块F(x)3后得到事故疏水控制回路设定值迁移值，同加热器实际水位反馈值减去正常水位设定值后得到的水位偏差信号相加，得到事故疏水控制回路的水位偏差信号。

计算事故疏水控制回路设定值迁移值的第三多点折线函数模块F(x)3设置方式如表3。

表3第三多点折线函数模块F(x)3的设置

序号	1	2	3	4	5
						输入	ΔPx×0.0	ΔPx×0.09	ΔPx×0.25	ΔPx×1.0	ΔPx×2.0
输出	-ΔHx×0.0	-ΔHx×0.0	-ΔHx×0.5	-ΔHx×1.0	-ΔHx×1.0

表3中：ΔHx为加热器水位高报警值减去加热器水位正常运行设计值后的偏差值，mm。

实施步骤

(1)实施条件确认

发明适用于参与深调峰的抽汽式供热机组的低压缸各段抽汽对应的低压加热器的水位控制，低压加热器系统采用逐级疏水自流方式工作，安装正常疏水调节阀和事故疏水调节阀。同时安装加热器正常疏水调节阀前后差压信号测点，或者安装加热器压力信号测点，采用本加热器压力信号与下级加热器压力信号求差的方式计算差压信号。

(2)控制逻辑组态

在机组DCS(分散控制系统中)，采用图4所示的控制逻辑，替换掉原有的正常疏水调节阀和事故疏水调节阀的控制逻辑。记录原正常和事故疏水控制回路中的PID控制器参数。

(3)参数调试

现场根据信号波动幅度的大小，调试正常疏水调节阀开度信号和正常疏水调节阀前后差压信号滤波环节中第一死区函数模块DZ1、第二死区函数模块DZ2的死区值和第一积分计算模块INTE1、第二积分计算模块INTE2的积分增益。正常疏水调节回路控制器PID1、事故疏水调节回路控制器PID2参数可分别沿用原正常和事故疏水控制回路中的PID控制器参数。其余参数可按照发明实施步骤中的描述设置即可。参数调试和设置完毕后，控制系统可投入使用。

效果或优点

(1)控制效果好。本控制方法能够实现低压加热器正常疏水和事故疏水控制回路的协同工作，有效解决供热机组深调峰工况下汽轮机低压缸各段抽汽对应的低压加热器水位难以控制的问题，控制系统稳定性好，现场调试方便。

(2)工质能耗损失小，安全性高。加热器疏水正常时采用正常疏水调节阀控制加热器水位，避免事故疏水调节阀开启，工质和能量损耗小；疏水异常时正常疏水调节阀全开，由事故疏水调节阀将加热器水位控制在正常水位附近，加热器运行的安全性高。

Claims (10)

1.一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述方法由正常疏水控制回路和事故疏水控制回路分别控制正常疏水调节阀和事故疏水调节阀的开度，正常疏水调节阀自动指令经过第一带死区的惯性滤波环节滤波后，送入第一多点折线函数模块，得到柔性因子，常数1减去柔性因子后同正常疏水控制回路的水位偏差信号相乘，作为正常疏水控制回路控制器的输入信号了；柔性因子与事故疏水控制回路的水位偏差信号相乘，作为事故疏水控制回路控制器的输入信号。

2.根据权利要求1所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述正常疏水控制回路的水位偏差信号通过下述方法获取：

正常疏水调节阀前后差压信号经过第二带死区的惯性滤波环节滤波后，送入第二多点折线函数模块，得到差压补偿系数，差压补偿系数与加热器实际水位反馈值减去正常水位设定值后得到的水位偏差信号相乘，得到正常疏水控制回路的水位偏差信号。

3.根据权利要求2所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述事故疏水控制回路的水位偏差信号通过下述方法获取：

正常疏水调节阀前后差压信号经过第二带死区的惯性滤波环节滤波后，送入第三多点折线函数模块，得到事故疏水控制回路设定值迁移值，事故疏水控制回路设定值迁移值同加热器实际水位反馈值减去正常水位设定值后得到的水位偏差信号相加，得到事故疏水控制回路的水位偏差信号。

4.根据权利要求3所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述第一带死区的惯性滤波环节包括第一求和计算模块、第一死区函数模块和第一积分计算模块，正常疏水调节阀自动指令与第一积分计算模块的输出信号在第一求和计算模块中做减法后送入第一死区函数模块，第一死区函数模块的输出信号由第一积分计算模块进行积分运算，得到带死区的惯性滤波后的正常疏水调节阀自动指令。

5.根据权利要求4所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述第二带死区的惯性滤波环节包括第二求和计算模块、第二死区函数模块和第二积分计算模块，正常疏水调节阀前后差压信号与第二积分计算模块的输出信号在第二求和计算模块中做减法后送入第二死区函数模块，第二死区函数模块的输出信号由第二积分计算模块进行积分运算，得到带死区的惯性滤波后的正常疏水调节阀前后差压信号。

6.根据权利要求5所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述第一死区函数模块和第二死区函数模块的输入输出表达式为：

其中：r_o为输出信号数值；r_i为输入信号数值；r_DZ为死区值。

7.根据权利要求6所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述第一多点折线函数模块有五个输入值，分别为0、75、85、95和100，对应的输出值分别为0、0、0.5、1和1。

8.根据权利要求7所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述第二多点折线函数模块有五个输入值，分别为ΔPx×0.0、ΔPx×0.09、ΔPx×0.25、ΔPx×1.0和ΔPx×2.0，对应的输出值分别为3、3、2、1和1，其中ΔPx为额定负荷工况下正常疏水调节阀前后差压值。

9.根据权利要求8所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述第三多点折线函数模块有五个输入值，分别为ΔPx×0.0、ΔPx×0.09、ΔPx×0.25、ΔPx×1.0和ΔPx×2.0，对应的输出值分别为-ΔHx×0.0、-ΔHx×0.0、-ΔHx×0.5、-ΔHx×1.0和-ΔHx×1.0，其中ΔHx为加热器水位高报警值减去加热器水位正常运行设计值后的偏差值。

10.根据权利要求9所述的一种供热机组深调峰工况下低压加热器水位柔性控制方法，其特征是，所述第一死区函数模块的死区值在正常疏水调节阀开度的±3％～±6％之间取值，输入波动幅度越大取值越大；第一积分计算模块的积分增益在0.01～0.02之间取值，输入波动幅度越大取值越小；

所述第二死区函数模块的死区值取在额定负荷工况下正常疏水调节阀前后差压的±3％～±5％之间，输入波动幅度越大取值越大；第二积分计算模块的积分增益在0.05～0.1之间取值，输入波动幅度越大取值越小。