CN109357252A - 火电厂低温省煤器进水温度的控制方法 - Google Patents

火电厂低温省煤器进水温度的控制方法 Download PDF

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    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus

Abstract

本发明涉及火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，技术方案是，分散控制系统用于接收设置在低温省煤器进口的温度采集元件采集到的低温省煤器进水温度，并输出指令到再循环调节阀及回水调节阀，实现对低温省煤器进口水温的控制，本发明免去运行人员监控和操作的负担，并能实现低温省煤器进水温度的精确调节，将低温省煤器进水温度控制在70℃‑75℃，避免了阀门频繁动作，减少了运行人员的操作负担，提高了自动控制回路的调节品质，解决了火电厂低温省煤器进水温度控制效果较差的问题，使用方便，效果好，是低温省煤器温度控制上的创新。

Description

火电厂低温省煤器进水温度的控制方法
技术领域
本发明涉及火电厂节能控制技术领域，特别是一种火电厂低温省煤器进水温度的控制方法。
背景技术
目前，火电厂锅炉空预器后排烟温度较高，一般在110-130℃，特别是燃用高硫份煤或者褐煤的锅炉，排烟温度在150℃左右，因此合理回收这部分余热，对于电厂节能降耗具有重要意义。
低温省煤器一般布置在脱硫塔之前的水平烟道内。原理为从汽轮机低压加热器引出部分或全部凝结水，送往锅炉侧低温省煤器，吸收烟气余热，降低排烟温度，吸收余热升温后的凝结水返回汽轮机热力系统，在汽轮机主蒸汽流量不变的条件下，使得汽轮机做功增加，提高了装置的经济性。
低温省煤器系统原理框图如图1所示。
目前火电厂在投入低温省煤器运行后，存在以下问题:
(1)大部分火电厂为控制低温省煤器进水温度，低温省煤器旁路上的再循环调节阀为自动调节；低温省煤器回水调节阀为运行人员手动调节，增加了运行人员的操作负担；
(2)火电厂运行人员不了解低温省煤器回水调节阀的开度该如何确定，为确保低温省煤器节能效果最好，运行中低温省煤器出水调节阀经常处于全开状态；
(3)个别火电厂为了控制低温省煤器进水温度，将低温省煤器再循环调节阀、低温省煤器的回水调节阀设置为不同的PID控制器进行调节；会造成阀门频繁动作，引起低温省煤器进水温度大幅波动。
因此，其改进和创新势在必行。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，可有效解决低温省煤器进水温度精确调节的问题。
本发明解决的技术方案是：
一种火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，包括低温省煤器、分散控制系统(DCS)、回水调节阀和再循环调节阀，低温省煤器的进水口上连接有凝结水来水管道，低温省煤器的出水口上连接有凝结水回水管道，凝结水来水管道与凝结水回水管道之间连接有再循环旁路管道，再循环调节阀设置在再循环旁路管道上，回水调节阀设置在再循环旁路管道与凝结水回水管道连接点后方的凝结水回水管路上，分散控制系统用于接收设置在低温省煤器进口的温度采集元件采集到的低温省煤器进水温度，并输出指令到再循环调节阀及回水调节阀，实现对低温省煤器进口水温的控制，具体方法为：
A、再循环调节阀自动回路控制；
设定低温省煤器进水温度目标值SV和低温省煤器进水温度测量值PV，再循环调节阀开度为分散控制系统指令控制输出，建立一个PID闭环调节；调节方法为：在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动，测量值PV与目标值SV作差后经过PID调节进行闭环控制，得到的输出量为再循环调节阀指令，传送给再循环调节阀，以实现对低温省煤器进口水温的调节；
B、回水调节阀自动回路控制；
回水调节阀自动回路为开环控制，在分散控制系统上将回水调节阀投入自动，并设置回水调节阀指令输出的初始设定值，当同时满足以下a-d四个条件时，每80-160s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对回水调节阀指令输出减少5％；
a、低温省煤器进水温度＜(SV-n1)℃，其中1≤n1≤3；
b、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
c、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
d、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＞90％；
当同时满足以下e-h四个条件时，每80-160s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对回水调节阀指令输出增加5％；
e、低温省煤器进水温度＞(SV+n1)℃，其中1≤n1≤3；
f、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
g、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
h、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＜10％；
最终，实现对低温省煤器进水温度的调节，使低温省煤器进水温度在SV±n1℃范围内。
优选的，所述回水调节阀指令初始设定值为20-40％(分散控制系统对其的指令输出)；所述的低温省煤器进水温度目标值SV为70-75℃。
与现有技术相比，本发明免去运行人员监控和操作的负担，并能实现低温省煤器进水温度的精确调节，将低温省煤器进水温度控制在70℃-75℃，低温省煤器回水调节阀与低温省煤器再循环调节阀进行温差控制，当低温省煤器进水温度高于设定值时，可关小再循环调节阀，或者开大回水调节阀；当低温省煤器进水温度低于设定值时可开大再循环调节阀，或者关小回水调节阀。分散控制系统接收低温省煤器进水温度信号，并输出指令到再循环调节阀及回水调节阀，实现对低温省煤器进口水温的控制，该控制方法逻辑简单、效果明显，避免了阀门频繁动作，减少了运行人员的操作负担，提高了自动控制回路的调节品质，解决了火电厂低温省煤器进水温度控制效果较差的问题，使用方便，效果好，是低温省煤器温度控制上的创新。
附图说明
图1为本发明低温省煤器结构示意图。
图2为本发明再循环调节阀自动回路控制示意图。
图3为本发明回水调节阀开环自动回路控制示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-3给出，本发明是一种火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，包括低温省煤器、分散控制系统(DCS系统)、回水调节阀和再循环调节阀，低温省煤器的进水口上连接有凝结水来水管道，低温省煤器的出水口上连接有凝结水回水管道，凝结水来水管道与凝结水回水管道之间连接有再循环旁路管道，再循环调节阀设置在再循环旁路管道上，回水调节阀设置在再循环旁路管道与凝结水回水管道连接点后方的凝结水回水管路上，分散控制系统用于接收设置在低温省煤器进口的温度采集元件采集到的低温省煤器进水温度，并输出指令到再循环调节阀及回水调节阀，实现对低温省煤器进口水温的控制，低温省煤器回水调节阀与低温省煤器再循环调节阀进行温差控制，当低温省煤器进水温度高于设定值时，可关小再循环调节阀，或者开大回水调节阀；当低温省煤器进水温度低于设定值时可开大再循环调节阀，或者关小回水调节阀，具体方法为：
A、再循环调节阀自动回路控制；
设定低温省煤器进水温度目标值SV和低温省煤器进水温度测量值PV，再循环调节阀开度为分散控制系统指令控制输出,建立一个PID闭环调节；如图2所示，调节方法为：在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动，测量值PV与目标值SV作差后经过PID调节进行闭环控制，得到的输出量为再循环调节阀指令，传送给再循环调节阀，以实现对低温省煤器进口水温的调节；
B、回水调节阀自动回路控制(如图3所示)；
回水调节阀自动回路为开环控制，在分散控制系统上将回水调节阀投入自动，并设置回水调节阀指令输出的初始设定值，当同时满足以下a-d四个条件时，每80-160s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对凝结水回水调节阀指令输出减少5％；
a、低温省煤器进水温度＜(SV-n1)℃，其中1≤n1≤3；
b、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
c、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
d、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＞90％；
当同时满足以下e-h四个条件时，每80-160s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统凝结水对回水调节阀指令输出增加5％；
e、低温省煤器进水温度＞(SV+n1)℃，其中1≤n1≤3；
f、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
g、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
h、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＜10％；
最终，实现对低温省煤器进水温度的调节，使低温省煤器进水温度在SV±n1℃范围内。
为保证使用效果，所述回水调节阀指令初始设定值为分散控制系统对其指令输出20-40％；所述的低温省煤器进水温度目标值SV为70-75℃；所述的温度采集元件为热电偶或者热电阻。
以将低温省煤器进水温度控制在70℃-75℃为例，该火电厂低温省煤器进水温度的控制方法为：
A、再循环调节阀自动回路控制；
设定低温省煤器进水温度目标值SV和低温省煤器进水温度测量值PV，再循环调节阀开度为分散控制系统指令控制输出,建立一个PID闭环调节；如图2所示，调节方法为：在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动，测量值PV与目标值SV作差后经过PID调节进行闭环控制，得到的输出量为再循环调节阀指令，传送给再循环调节阀，以实现对低温省煤器进口水温的调节，其中低温省煤器进水温度目标值SV为72.5℃；
图2中的PID功能块为标准的偏差输入PID控制器，PID控制器是“比例”(proportion)、“积分”(integration)、“微分”(differentiation)的缩写，PID控制器作为最早实用化的控制器己有近百年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器，该控制技术为现有技术。
B、回水调节阀自动回路控制；
回水调节阀自动回路为开环控制，在分散控制系统上将回水调节阀投入自动，并设置回水调节阀指令输出的初始设定值，当同时满足以下a-d四个条件时，每120s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对凝结水回水调节阀指令输出减少5％；
a、低温省煤器进水温度＜70℃；
b、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
c、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
d、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＞90％；
当同时满足以下e-h四个条件时，每120s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对凝结水回水调节阀指令输出增加5％；
e、低温省煤器进水温度＞75℃；
f、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
g、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
h、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＜10％；
最终，实现对低温省煤器进水温度的调节，使低温省煤器进水温度在70-75℃范围内。
其中回水调节阀自动回路控制逻辑框图如图3所示，包括温度低限位功能块1a、指令高限位功能块2a、第一逻辑“与”功能块3a、第一延时功能块4a、第二延时功能块4b、第一RS触发器5a、第一脉冲功能块6a、第一切换功能块7a，第一加法功能块8a以及温度高限位功能块1b、指令低限位功能块2b、第二逻辑“与”功能块3b、第三延时功能块4c、第四延时功能块4d、第二RS触发器5b、第二脉冲功能块6b、第二切换功能块7b，第二加法功能块8b，其中：
第一加法功能块8a和第二加法功能块8b用于对两个输入数进行加法或者减法运算,其包含2个输入端和一个输出端；
第一逻辑“与”功能块3a和第二逻辑“与”功能块3b用于逻辑与运算；
指令高限位功能块2a和温度高限位功能块1b：如果输入值高于设置值，则输出为“1”；
温度低限位功能块1a和指令低限位功能块2b：如果输入值低于设置值，则输出为“1”；
4个延时功能块用于实现延时输出“1”的功能，延迟时间N可设置，输入为“1”，延时N秒后输出为“1”；输入为“0”，输出立即为“0”；
2个脉冲功能块用于输出N个扫描周期的脉冲，N为正整数，可设置，本发明N为1；
2个切换功能块用于实现输出切换功能，共有三个输入端和一个输出端：如图3所示，输入一(F＝0)、输入二(F＝1)、数字量输入标志位(F)。如果数字量输入标志位输入为“1”，则输出等于输入二的值(5％)；如果标志位F为“0”，则输出等于输入一的值(0％)；
2个RS触发器功能块用于实现RS触发器功能，复位优先。其输入输出分别为：置位输入S、复位输入R、触发器输出；真值关系如表：
S 1 0 1 0
R 0 1 1 0
输出 1 0 0 0
具体工作时，首先温度高、低限位功能块对低温省煤器进水温度进行判断，超出设定值时，输出为“1”，同时指令高、低限位功能块对再循环调节阀指令进行判断，超出设定值时，输出为“1”，然后“与”功能块对输入信号进行“与”运算，然后输出到前端的第一延时功能块或第三延时功能块，当该延时功能块输入为“0”时，输出“0”至RS触发器的S端；当该延时功能块输入为“1”时，延时120s，输出“1”至RS触发器的S端；
RS触发器的输出信号与输入端S、输入端R有关，具体如下表：
S 1 0 1 0
R 0 1 1 0
输出 1 0 0 0
RS触发器的输出信号为“1”并持续120s后，使RS触发器的R端输入为“1”，RS触发器复位，RS触发器输出为“0”；
RS触发器输出为“1”时，触发脉冲的高电平有效，输出一个扫描周期的“1”至切换功能块的数字量输入标志位F端；
当切换功能块的标志位F输入为“1”，切换功能块输出数值5％；当切换功能块的标志位F输入为“0”，切换块T输出数值0％；
最后通过加法功能块对两个输入数值进行加法或者减法运算后对回水调节阀指令输出即可。
与现有技术相比，本发明免去运行人员监控和操作的负担，并能实现低温省煤器进水温度的精确调节，将低温省煤器进水温度控制在70℃-75℃，低温省煤器回水调节阀与低温省煤器再循环调节阀进行温差控制，当低温省煤器进水温度高于设定值时，可关小再循环调节阀，或者开大回水调节阀；当低温省煤器进水温度低于设定值时可开大再循环调节阀，或者关小回水调节阀。分散控制系统接收低温省煤器进水温度信号，并输出指令到再循环调节阀及回水调节阀，实现对低温省煤器进口水温的控制，该控制方法逻辑简单、效果明显，避免了阀门频繁动作，减少了运行人员的操作负担，提高了自动控制回路的调节品质，解决了火电厂低温省煤器进水温度控制效果较差的问题，使用方便，效果好，是低温省煤器进水温度控制上的创新。
此外，需要说明的是，本申请上述指出的仅仅是一种实施例，并不是用于限制本申请的保护范围，凡是用等同或等同替代手段所做出与本申请技术方案本质上相同的技术方案均属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，包括低温省煤器、分散控制系统(DCS)、回水调节阀和再循环调节阀，低温省煤器的进水口上连接有凝结水来水管道，低温省煤器的出水口上连接有凝结水回水管道，凝结水来水管道与凝结水回水管道之间连接有再循环旁路管道，再循环调节阀设置在再循环旁路管道上，回水调节阀设置在再循环旁路管道与凝结水回水管道连接点后方的凝结水回水管路上，其特征在于，分散控制系统用于接收设置在低温省煤器进口的温度采集元件采集到的低温省煤器进水温度，并输出指令到再循环调节阀及回水调节阀，实现对低温省煤器进口水温的控制，具体方法为：
A、再循环调节阀自动回路控制；
设定低温省煤器进水温度目标值SV和低温省煤器进水温度测量值PV，再循环调节阀开度为分散控制系统指令控制输出，建立一个PID闭环调节；调节方法为：在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动，测量值PV与目标值SV作差后经过PID调节进行闭环控制，得到的输出量为再循环调节阀指令，传送给再循环调节阀，以实现对低温省煤器进口水温的调节；
B、回水调节阀自动回路控制；
回水调节阀自动回路为开环控制，在分散控制系统上将回水调节阀投入自动，并设置回水调节阀指令输出的初始设定值，当同时满足以下a-d四个条件时，每80-160s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对回水调节阀指令输出减少5％；
a、低温省煤器进水温度＜(SV-n1)℃，其中1≤n1≤3；
b、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
c、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
d、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＞90％；
当同时满足以下e-h四个条件时，每80-160s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对回水调节阀指令输出增加5％；
e、低温省煤器进水温度＞(SV+n1)℃，其中1≤n1≤3；
f、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
g、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
h、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＜10％；
最终，实现对低温省煤器进水温度的调节，使低温省煤器进水温度在SV±n1℃范围内。
2.根据权利要求1所述的火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，其特征在于，所述回水调节阀指令初始设定值为20-40％。
3.根据权利要求1所述的火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，其特征在于，所述的低温省煤器进水温度目标值SV为70-75℃。
4.根据权利要求1所述的火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，其特征在于，所述的温度采集元件为热电偶或者热电阻。
5.一种火电厂低温省煤器进水温度的控制方法，包括低温省煤器、分散控制系统、回水调节阀和再循环调节阀，低温省煤器的进水口上连接有凝结水来水管道，低温省煤器的出水口上连接有凝结水回水管道，凝结水来水管道与凝结水回水管道之间连接有再循环旁路管道，再循环调节阀设置在再循环旁路管道上，回水调节阀设置在再循环旁路管道与凝结水回水管道连接点后方的凝结水回水管路上，分散控制系统用于接收设置在低温省煤器进口的温度采集元件采集到的低温省煤器进水温度，并输出指令到再循环调节阀及回水调节阀，实现对低温省煤器进口水温的控制，具体方法为：
A、再循环调节阀自动回路控制；
设定低温省煤器进水温度目标值SV和低温省煤器进水温度测量值PV，再循环调节阀开度为分散控制系统指令控制输出,建立一个PID闭环调节；调节方法为：在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动，测量值PV与目标值SV作差后经过PID调节进行闭环控制，得到的输出量为再循环调节阀指令，传送给再循环调节阀，以实现对低温省煤器进口水温的调节，其中低温省煤器进水温度目标值SV为72.5℃；
B、回水调节阀自动回路控制；
回水调节阀自动回路为开环控制，在分散控制系统上将回水调节阀投入自动，并设置回水调节阀指令输出的初始设定值，当同时满足以下a-d四个条件时，每120s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对回水调节阀指令输出减少5％；
a、低温省煤器进水温度＜70℃；
b、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
c、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
d、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＞90％；
当同时满足以下e-h四个条件时，每120s作为一个控制周期，每个控制周期分散控制系统对回水调节阀指令输出增加5％；
e、低温省煤器进水温度＞75℃；
f、在分散控制系统上将回水调节阀投入自动；
g、在分散控制系统上将再循环调节阀投入自动；
h、分散控制系统对再循环调节阀指令输出＜10％；
最终，实现对低温省煤器进水温度的调节，使低温省煤器进水温度在70-75℃范围内。
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