CN110096037B - 电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，通过检测炉膛水冷壁出口的八个水温温度检测点的温度变化率，根据锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路对温度变化率的判别结果，调整制粉系统中磨煤机的旋转分离器的转速，实现瞬时控制进入锅炉内的燃料量，通过检测锅炉磨煤机的磨碗阻力系数、磨碗差压、给煤量指令变化速率等能反应磨煤机堵塞的敏感参数，根据磨煤机阻力系数大判断回路对磨碗阻力系数的判别结果、磨煤机磨碗差压大判断回路对磨碗差压的判别结果以及磨煤机煤量变化大判别回路对给煤量指令变化速率的判别结果来判断堵磨情况，并实时调整磨煤机的旋转分离器的转速以防止磨煤机堵塞，从而抑制炉内热负荷的异常波动。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤发电技术领域，尤其涉及一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法。
背景技术
当前，在锅炉蒸汽及金属壁温的控制裕度较小、制粉系统高出力运行的条件下，机组对热负荷快速波动的调节能力有限。DCS控制系统主要根据主汽压力校正、变负荷前馈、过热度偏差等环节进行调整，响应速度较慢。一旦参数出现报警，运行人员一般难以在短时间内将参数调整回正常范围，部分参数容易出现短时间超限现象。电厂也曾出现多起磨煤机堵磨而导致汽温超高、汽包水位失去等MFT事件。
发明内容
本发明是针对以上两种热负荷快速波动问题，提出一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，该方法可监视相应的敏感参数，并区分正常波动与异常波动，并针对敏感参数的变化采取相应的热负荷快速调整手段，达到平抑热负荷波动、减缓运行参数异常变化的效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，该方法包括锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路、磨煤机煤量变化大判别回路、磨煤机阻力系数大判断回路和磨煤机磨碗差压大判断回路，通过检测炉膛水冷壁出口的八个水温温度检测点的温度变化率，对锅炉热负荷的异常波动进行监测，根据锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路对温度变化率的判别结果，调整制粉系统中磨煤机的旋转分离器的转速，实现瞬时控制进入锅炉内的燃料量，以抑制炉内热负荷的异常波动；通过检测锅炉磨煤机的磨碗阻力系数、磨碗差压、给煤量指令变化速率等能反应磨煤机堵塞的敏感参数，根据磨煤机阻力系数大判断回路对磨碗阻力系数的判别结果、磨煤机磨碗差压大判断回路对磨碗差压的判别结果以及磨煤机煤量变化大判别回路对给煤量指令变化速率的判别结果来判断堵磨情况，并实时调整磨煤机的旋转分离器的转速以防止磨煤机堵塞，从而抑制炉内热负荷的异常波动。
作为本发明的一种改进，在锅炉顶棚罩内位于水冷壁前墙A侧、前墙B侧、后墙吊挂管A侧、后墙吊挂管B侧、左侧墙、右侧墙、水平烟道左侧墙、水平烟道右侧墙的位置各设一个出口联箱，每个联箱上设有1个水冷壁出口水温温度检测点，所述锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路在判断温度变化率超过一定值时即触发热负荷异常报警，并根据温度变化率的上升速度高低调整旋转分离器的转速。
作为本发明的一种改进，所述磨煤机煤量变化大判别回路判别给煤机煤量指令大于一定值且煤量变化率超限时，断定磨煤机堵塞；并根据给煤机煤量指令变化速率的取值增加或减小旋转分离器的转速；当给煤机给煤量指令大于75t/h时，且给煤量指令变化速率大于3t/h/5s(即每5s给煤量指令增加3t/h)或小于-2t/h/5s(即每5s给煤量指令降低2t/h)时，旋转分离器的转速相应减小或增加30rpm，当给煤机的给煤量指令变化速率小于3t/h/5s或大于-2t/h/5s时，旋转分离器的转速将缓慢恢复为原设定值。
作为本发明的一种改进，所述磨煤机阻力系数大判别回路判别磨煤机的磨碗阻力系数超过定值1.3时断定磨煤机堵塞，当磨煤机磨碗阻力系数大于1时，旋转分离器将根据磨碗阻力系数降低相应转速，当磨煤机的磨碗阻力系数小于1.7并下降时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。
作为本发明的一种改进，所述磨煤机磨碗差压大判断回路判别磨煤机的磨碗差压大到3.5Kpa时断定磨煤机堵塞，当磨煤机的磨碗差压大于2.9kPa时，旋转分离器将根据磨碗差压值降低相应转速，当磨煤机的磨碗磨碗差压小于4.0kPa时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。
作为本发明的一种改进，在锅炉DCS控制系统中增加旋转分离器转速自动控制回路、旋转分离器动态控制投退选择开关、燃料量扰动判别回路、汽水系统扰动判别回路、给水流量指令的人工偏置回路，通过旋转分离器动态控制投退选择开关的合闸与断开来动态切换旋转分离器转速自动控制回路的投退，旋转分离器转速自动控制回路能够根据转速指令自动调整旋转分离器的转速，燃料量扰动判别回路根据锅炉的总煤量变化速率进行判别系统是否存在燃料量扰动，汽水系统扰动判别回路根据给水流量变化速率进行判别系统是否存在汽水系统扰动，给水流量指令的人工偏置回路是在系统给水指令控制回路中增加的偏置回路，通过该回路能够接受手动增加给水流量。
作为本发明的一种改进，在锅炉DCS控制系统中将旋转分离器的转速设定值设置为当前给煤机给煤量的函数，并将旋转分离器转速自动控制回路对旋转分离器转速的动态调整量上限设为900rpm，下限为600rpm，最高的转速变化率设定为60％。
作为本发明的一种改进，旋转分离器的转速与给煤机给煤量的函数关系(即给煤量为0t/h到55t/h时旋转分离器转速为750rpm，当给煤量为70t/h以上时旋转分离器转速为705rpm,当煤量为55-70时转速和函数的关系为n＝-3t+915)为：给煤机给煤量为0t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为28t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为41t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为55t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为70t/h时对应的旋转分离器转速为705rpm。
作为本发明的一种改进，该方法的具体步骤包括：
(1)计算当前DCS控制系统中各磨煤机磨碗磨碗阻力系数K＝磨碗差压/(一次风量)*2；
(2)在旋转分离器转速控制回路中设置转速动态调整量上下限；
(3)当给煤量大于72t/h且5秒内变化量dF/dt大于某一正值时，按dF/dt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n1转；
(4)当给煤量大于75t/h且5秒内变化量dF/dt小于某一负值时，按dF/dt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器转速上升n2转；
(5)当磨碗阻力系数K大于1时，延时5秒，按K与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n3转；
(6)当磨碗阻力系数K小于1.7时，延时5秒，按K与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率上升n4转；
(7)当磨碗差压大于2.9kPa时，延时2秒，按磨碗差压值与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n5转；
(8)当8个炉膛出口水温变化速率的最大值Maxdt大于0.075℃/s时，按Maxdt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率上升n6转；
(9)在旋转分离器的原输出指令中叠加n1～n6；
(10)在当炉膛出口水温变化率的最大值Maxdt大于0.075℃/s这一动作指令出现时，BTU调节器的比例系数降为0.01；
(11)当磨煤机停运、一次风量坏质量、磨碗差压坏质量、煤量坏质量、旋转分离器停运、且磨煤机出口温度超过100℃时，将旋转分离器动态控制投退选择开关断开此时旋转分离器转速自动控制回路退出；
(12)当旋转分离器电流超过额定值，旋转分离器转速禁增；
(13)当8个炉膛出口水温任一坏质量时，n6＝0；
(14)当8个炉膛出口水温变化速率的最大值Maxdt大于0.075℃/s时，按Maxdt与给水流量偏置的对应关系，发动作指令，给水流量指令偏置增加。
相对于现有技术，本发明所提出的方法通过检测超临界直流锅炉大比热区附近工质温度的变化速度(即锅炉水冷壁出口的水温温度变化率)，由于锅炉顶棚罩内设置的8个水冷壁出口水温温度检测点与旋转分离器进口水温相比，离相变区(即液相变为气相的分界点)更近，对水煤比变化更为敏感，这样就能基本解决炉内热负荷异常波动的早期发现问题，为尽早干预、控制热负荷波动幅度创造了条件；同时以温度变化率为判据，可以准确判别热负荷异常波动，根据磨煤机大出力运行等工况特点，检测磨碗阻力系数、磨碗压差、给煤量指令变化速率等参数，相应调整旋转分离器的转速；这样通过采用磨煤机的旋转分离器的转速动态控制的方式，根据不同的磨煤机出力、磨碗差压及阻力情况，针对炉内热负荷异常波动的不同程度，采取不同的旋转分离器响应方式，从而获得最佳的热负荷异常波动干预效果，基本解决了炉内热负荷异常波动的抑制难题。
附图说明
图1为本发明的电站锅炉制粉系统旋转分离器的转速变化逻辑图。
图2为本发明的电站锅炉旋转分离器动态控制逻辑图。
图3为利用本发明的方法进行试验的试验结果。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
如图1所示，一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，对于燃料量或者水冷壁吸热量的快速扰动，通过调整旋转分离器的转速，增加流动阻力和煤粉循环量，使磨煤机成为缓冲器，对冲以上扰动的作用。针对磨煤机出力快速变化引起的扰动，以磨碗阻力系数为主要监视对象。当磨碗阻力系数偏大时，及时降低旋转分离器转速，减少通风阻力，减少煤粉循环比例，使磨煤机出力能力始终大于给煤量，避免堵磨现象的发生。
针对水冷壁掉焦引起的扰动，在锅炉顶棚罩内位于水冷壁前墙A侧、前墙B侧、后墙吊挂管A侧、后墙吊挂管B侧、左侧墙、右侧墙、水平烟道左侧墙、水平烟道右侧墙的位置各设一个出口联箱(70米标高前后左后墙共8个)，每个联箱上设有1个水冷壁出口水温温度检测点。这样就可以以炉膛出口水温(即锅炉水冷壁出口的水温)为主要监视对象，当温度变化率超过正常范围时，及时增加旋转分离器转速，增加通风阻力，增加煤粉循环比例，使磨煤机瞬时带粉量减少，减缓壁温上冲幅度。
另外，当机组快速变负荷时，根据给煤量的变化幅度，相应调整旋转分离器转速，使磨煤机瞬时带粉量产生相应变化，减缓热负荷异常波动。
在锅炉的DCS控制系统中增加锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路、磨煤机煤量变化大判别回路、磨煤机阻力系数大判断回路和磨煤机磨碗差压大判断回路，通过锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路、磨煤机煤量变化大判别回路、磨煤机阻力系数大判断回路和磨煤机磨碗差压大判断回路进行判断后，根据相应的判断结果控制磨煤机的旋转分离器转速以抑制炉内热负荷的异常波动。如图2所示，具体是，通过检测炉膛水冷壁出口的八个水温温度检测点的温度变化率，对锅炉热负荷的异常波动进行监测，根据锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路对温度变化率的判别结果，调整制粉系统中磨煤机的旋转分离器的转速，实现瞬时控制进入锅炉内的燃料量，以抑制炉内热负荷的异常波动；通过检测锅炉磨煤机的磨碗阻力系数、磨碗差压、给煤量指令变化速率等能反应磨煤机堵塞的敏感参数，根据磨煤机阻力系数大判断回路对磨碗阻力系数的判别结果、磨煤机磨碗差压大判断回路对磨碗差压的判别结果以及磨煤机煤量变化大判别回路对给煤量指令变化速率的判别结果来判断堵磨情况，并实时调整磨煤机的旋转分离器的转速以防止磨煤机堵塞，从而抑制炉内热负荷的异常波动。
优选的是，所述锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路在判断温度变化率超过一定值时即触发热负荷异常报警，并根据温度变化率的上升速度高低调整旋转分离器的转速。
通过对8个水冷壁出口温度进行微分运算，得到温升速度，8个温升速度中最大高于0.75℃/10s时，当水冷壁出口水温上升速度超过0.075℃/s(即温度变化率超过0.075℃/s)时，旋转分离器将根据上升速度增加相应转速，规律如下：
当水冷壁水温上升速度大于0.075℃/s且小于0.085℃/s时，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率上升5rpm；
当水冷壁水温上升速度大于0.085℃/s且小于0.095℃/s时，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的上升10rpm；
当水冷壁水温上升速度大于0.095℃/s且小于0.105℃/s时，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率上升15rpm；
当水冷壁水温上升速度大于0.105℃/s且小于0.115℃/s时，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率上升20rpm；
当水冷壁水温上升速度大于0.115℃/s时，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率上升25rpm。
另外，在当水冷壁出口水温上升速度降低时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值，规律如下：
当水冷壁水温下降速度小于0.115℃/s且大于0.105℃/s时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降5rpm；
当水冷壁水温下降速度小于0.105℃/S且大于0.095℃/s时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降10rpm；
当水冷壁水温下降速度小于0.095℃/s且大于0.085℃/s时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降15rpm；
当水冷壁水温下降速度小于0.085℃/s且大于0.075℃/s时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降20rpm；
当水冷壁水温下降速度小于0.075℃/s时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降25rpm。
进一步优选的是，所述磨煤机煤量变化大判别回路判别给煤机煤量指令大于一定值且煤量变化率超限时，断定磨煤机堵塞；并根据给煤机煤量指令变化速率的取值增加或减小旋转分离器的转速；当给煤机给煤量指令大于75t/h时，且给煤量指令变化速率大于3t/h/5s或小于-2t/h/5s时，旋转分离器的转速相应减小或增加30rpm，当给煤机的给煤量指令变化速率小于3t/h/5s或大于-2t/h/5s时，旋转分离器的转速将缓慢恢复为原设定值。另外，在当给煤量指令变化速率小于0.6t/h/s或大于-0.4t/h/s延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降30rpm。
更进一步优选的是，所述磨煤机阻力系数大判别回路判别磨煤机的磨碗阻力系数超过定值1.3时断定磨煤机堵塞。具体是，
当磨煤机磨碗阻力系数大于1时，旋转分离器将根据磨碗阻力系数降低相应转速，规律如下：
磨碗阻力系数K大于1.0且小于1.3时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降5rpm；
磨碗阻力系数K大于1.3且小于1.4时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降15rpm；
磨碗阻力系数K大于1.4且小于1.5时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降30rpm；
磨碗阻力系数K大于1.5且小于1.6时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降45rpm；
磨碗阻力系数K大于1.6时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降60rpm；
磨碗阻力系数K大于1.7时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降60rpm。
当磨煤机的磨碗阻力系数小于1.7并下降时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值，规律如下：
磨碗阻力系数K小于1.0时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降60pm；
磨碗阻力系数K小于1.3且大于1.0时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降45pm；
磨碗阻力系数K小于1.4且大于1.3时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降30rpm；
磨碗阻力系数K小于1.5且大于1.6时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降15pm；
磨碗阻力系数K小于1.6且大于1.7时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降5rpm；
磨碗阻力系数K小于1.7时，延时5秒，旋转分离器以1rpm/s的速率下降5rpm。
更进一步优选的是，所述磨煤机磨碗差压大判断回路判别磨煤机的磨碗差压大到3.5Kpa时断定磨煤机堵塞。具体是，
当磨煤机的磨碗差压大于2.9kPa时，旋转分离器将根据磨碗差压值降低相应转速。规律如下：
当磨碗差压大于2.9kPa且小于3.2kPa，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率下降5rpm；
当磨碗差压大于3.2kPa且小于3.4kPa，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率下降10rpm；
当磨碗差压大于3.4kPa且小于3.6kPa，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率下降20rpm；
当磨碗差压大于3.6kPa且小于3.8kPa，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率下降40rpm；
当磨碗差压大于3.8kPa且小于4.0kPa，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率下降80rpm；
当磨碗差压大于4.0kPa时，延时2秒，旋转分离器以5rpm/s的速率下降80rpm。
当磨煤机的磨碗磨碗差压小于4.0kPa时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值，规律如下：
当磨碗差压小于4.0kPa且大于3.8kPa时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率上升5rpm；
当磨碗差压小于3.8kPa且大于3.6kPa时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率上升10rpm；
当磨碗差压小于3.6kPa且大于3.4kPa时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率上升20rpm；
当磨碗差压小于3.4kPa且大于3.2kPa时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率上升40rpm；
当磨碗差压小于3.2kPa且大于2.9kPa时，延时2秒，旋转分离器以1rpm/s的速率上升80rpm。
另外，在锅炉DCS控制系统中增加旋转分离器转速自动控制回路、旋转分离器动态控制投退选择开关、燃料量扰动判别回路、汽水系统扰动判别回路、给水流量指令的人工偏置回路，通过旋转分离器动态控制投退选择开关的合闸与断开来动态切换旋转分离器转速自动控制回路的投退，旋转分离器转速自动控制回路能够根据转速指令自动调整旋转分离器的转速，燃料量扰动判别回路根据锅炉的总煤量变化速率进行判别系统是否存在燃料量扰动，当总煤量变化速率超过5t/s(每秒煤量变化5t)即认为是燃料量扰动。汽水系统扰动判别回路根据给水流量变化速率进行判别系统是否存在汽水系统扰动，当给水流量变化速率超过40t/s(每秒变化40t)即认为是汽水系统扰动。给水流量指令的人工偏置回路是在系统给水指令控制回路中增加的偏置回路，通过该回路能够接受手动增加给水流量，并将手动增加给水流量的上限设为200t/h，下限设为0t/h。
同时，在锅炉DCS控制系统中将旋转分离器的转速设定值设置为当前给煤机给煤量的函数，并将旋转分离器转速自动控制回路对旋转分离器转速的动态调整量上限设为900rpm，下限为600rpm，最高的转速变化率设定为60％。
此外，旋转分离器的转速与给煤机给煤量的函数关系(即给煤量为0t/h到55t/h时旋转分离器转速为750rpm，当给煤量为70t/h以上时旋转分离器转速为705rpm,当煤量为55-70时转速和函数的关系为n＝-3t+915)为：给煤机给煤量为0t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为28t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为41t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为55t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为70t/h时对应的旋转分离器转速为705rpm。
由此，上述的炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，具体操作步骤如下：
(1)计算当前DCS控制系统中各磨煤机磨碗阻力系数K＝磨碗差压/(一次风量)*2；
(2)在旋转分离器转速控制回路中设置转速动态调整量上下限；
(3)当给煤量大于72t/h且5秒内变化量dF/dt大于某一正值时，按dF/dt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n1转；
函数对应关系图表1
| x | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| y | 0 | -0.2 | -0.4 | -0.6 | -0.8 | -1.0 | -1.2 | -1.4 |
| n1 | 0 | -3 | -6 | -9 | -12 | -15 | -18 | -21 |
其中，x表示煤量变化量的积分，y表示旋转分离器转速指令。
(4)当给煤量大于75t/h且5秒内变化量dF/dt小于某一负值时，按dF/dt与转速变化量的对应关系，发出动作指令，使得旋转分离器转速上升n2转；
函数对应关系图表2
| x | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| y | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 |
| n2(rpm) | 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 |
其中，x表示煤量变化量的积分，y表示旋转分离器转速指令。
(5)当磨碗阻力系数K(即磨碗差压/(一次风量)*2，磨碗差压与一次风量平方的比值)大于1时，延时5秒，按K与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n3转；
函数对应关系图表3
| x | 0 | 1.0 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 2.0 |
| y | 0 | -0.2 | -0.5 | --1 | -1.5 | -2 | -2.5 | -2.5 |
| n3(rpm) | 0 | -5 | -15 | -30 | -45 | -60 | -60 | -60 |
其中，x表示磨碗阻力系数，y表示旋转分离器转速指令。
(6)当磨碗阻力系数K小于1.7时，延时5秒，按K与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率上升n4转；
函数对应关系图表4
| x | 0 | 1.0 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 2.0 |
| y | 0 | 2.5 | 2.5 | 1.5 | 1 | 0.5 | 0.2 | 0.2 |
| n4(rpm) | 0 | 60 | 60 | 45 | 30 | 15 | 5 | 5 |
其中，x表示磨碗阻力系数，y表示旋转分离器转速指令。
(7)当磨碗差压大于2.9kPa时，延时2秒，按磨碗差压值与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n5转；
函数对应关系图表5
| x | 2.8 | 2.9 | 3.2 | 3.4 | 3.6 | 4.0 |
| y | 0 | -0.2 | -0.4 | -0.8 | -1.6 | -3.2 |
| n5(rpm) | 0 | -5 | -10 | -20 | -40 | -80 |
其中，x表示磨碗差压，单位kPa，y表示旋转分离器转速指令。
(8)当8个炉膛出口水温变化速率的最大值Maxdt大于0.075℃/s时，按Maxdt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率上升n6转；
函数对应关系图表6
| x | 0.07 | 0.075 | 0.085 | 0.095 | 0.105 | 0.115 | 0.125 |
| y | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
| n6(rpm) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
其中，x表示温度变化速率，单位℃/s，y表示旋转分离器转速指令。
(9)在旋转分离器的原输出指令中叠加n1～n6(rpm)；
(10)当动作指令出现时，BTU调节器的比例系数降为0.01；
(11)当磨煤机停运、一次风量坏质量、磨碗差压坏质量、煤量坏质量、旋转分离器停运、且磨煤机出口温度超过100℃时，将旋转分离器动态控制投退选择开关断开以使旋转分离器转速自动控制回路退出；
(12)当旋转分离器电流超过额定值，旋转分离器转速禁增；
(13)当8个炉膛出口水温任一坏质量时，n6＝0；
(14)当8个炉膛出口水温变化速率的最大值Maxdt大于0.075℃/s时，按Maxdt与给水流量偏置的对应关系，发动作指令，给水流量指令偏置增加。
将本发明所提出的方法运用于电厂的锅炉DCS控制系统，在如下时间段内吹灰时其调节作用如下：
通过以上数据可以明显看出，炉膛出口水温变化速率超过0.75℃/10S，运行磨煤机分离器转速指令增加，瞬时减少进入炉内的燃料量，有效的控制炉内热负荷波动引起的壁温超限，根据统计自2016年10月15日机组投入旋转分离器动态控制以来水冷壁温度超过495℃的同比下降50％。
经现场观察，正常运行过程中各磨煤机分离器转速变化平稳。发生热负荷异常波动时，“水冷壁温升速度快”报警能及时显示，旋转分离器动作准确。截取6月29日6时～8时机组负荷800MW～840MW区间，停A磨过程中相关参数变化趋势，如图3所示。由图3可知，在变负荷过程中，随着水冷壁出口温度的变化，旋转分离器多次正确响应。特别是7：00负荷降至790MW左右时，值班员减出力停A给煤机，炉内热负荷先降后升，扰动较大，旋转分离器转速迅速提高30rpm，缓解了水冷壁温上升速度，左墙NO.63温度上升至450℃后恢复正常。
由此可见，通过采用磨煤机旋转分离器转速动态控制的方式，根据不同的磨煤机出力、磨碗差压及阻力情况，针对炉内热负荷异常波动的不同程度，采取不同的旋转分离器响应方式，从而获得最佳的热负荷异常波动干预效果，基本解决了炉内热负荷异常波动的抑制难题。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于：该方法包括锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路、磨煤机煤量变化大判别回路、磨煤机阻力系数大判断回路和磨煤机磨碗差压大判断回路，通过检测炉膛水冷壁出口的八个水温温度检测点的温度变化率，对锅炉热负荷的异常波动进行监测，根据锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路对温度变化率的判别结果，调整制粉系统中磨煤机的旋转分离器的转速，实现瞬时控制进入锅炉内的燃料量，以抑制炉内热负荷的异常波动；通过检测锅炉磨煤机的磨碗阻力系数、磨碗差压及给煤量指令变化速率能反应磨煤机堵塞的敏感参数，根据磨煤机阻力系数大判断回路对磨碗阻力系数的判别结果、磨煤机磨碗差压大判断回路对磨碗差压的判别结果以及磨煤机煤量变化大判别回路对给煤量指令变化速率的判别结果来判断磨煤机堵塞情况，并实时调整磨煤机的旋转分离器的转速以防止磨煤机堵塞，从而抑制炉内热负荷的异常波动。
2.如权利要求1所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，所述锅炉水冷壁出口的水温温度变化判别回路在判断温度变化率超过0.075℃/s时即触发热负荷异常报警，并在当水冷壁出口水温上升速度超过0.075℃/s时，旋转分离器将根据上升速度增加相应转速，当水冷壁出口水温上升速度降低时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。
3.如权利要求1所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，所述磨煤机煤量变化大判别回路判别给煤机煤量指令大于预设值且煤量变化率超限时，断定磨煤机堵塞；并根据给煤机煤量指令变化速率的取值增加或减小旋转分离器的转速；当给煤机给煤量指令大于75t/h时，且给煤量指令变化速率大于3t/h/5s或小于-2t/h/5s时，旋转分离器的转速相应减小或增加30rpm，当给煤机的给煤量指令变化速率小于3t/h/5s或大于-2t/h/5s时，旋转分离器的转速将缓慢恢复为原设定值。
4.如权利要求1所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，所述磨煤机阻力系数大判别回路判别磨煤机的磨碗阻力系数超过定值1.3时断定磨煤机堵塞，当磨煤机磨碗阻力系数大于1时，旋转分离器将根据磨碗阻力系数降低转速，当磨煤机的磨碗阻力系数小于1.7并下降时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。
5.如权利要求1所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，所述磨煤机磨碗差压大判断回路判别磨煤机的磨碗差压大到3.5kPa时断定磨煤机堵塞，当磨煤机的磨碗差压大于2.9kPa时，旋转分离器将根据磨碗差压值降低转速，当磨煤机的磨碗差压小于4.0kPa时，旋转分离器转速将缓慢恢复为原设定值。
6.如权利要求1-5任一项所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，在锅炉DCS控制系统中增加旋转分离器转速自动控制回路、旋转分离器动态控制投退选择开关、燃料量扰动判别回路、汽水系统扰动判别回路、给水流量指令的人工偏置回路，通过旋转分离器动态控制投退选择开关的合闸与断开来动态切换旋转分离器转速自动控制回路的投退，旋转分离器转速自动控制回路能够根据转速指令自动调整旋转分离器的转速，燃料量扰动判别回路根据锅炉的总煤量变化速率进行判别系统是否存在燃料量扰动，汽水系统扰动判别回路根据给水流量变化速率进行判别系统是否存在汽水系统扰动，给水流量指令的人工偏置回路是在系统给水指令控制回路中增加的偏置回路，通过该回路能够接受手动增加给水流量。
7.如权利要求6所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，在锅炉DCS控制系统中将旋转分离器的转速设定值设置为当前给煤机给煤量的函数，并将旋转分离器转速自动控制回路对旋转分离器转速的动态调整量上限设为900rpm，下限为600rpm，最高的转速变化率设定为60％。
8.如权利要求7所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，旋转分离器的转速与给煤机给煤量的函数关系为：给煤机给煤量为0t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为28t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为41t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为55t/h时对应的旋转分离器转速为750rpm，给煤机给煤量为70t/h时对应的旋转分离器转速为705rpm。
9.如权利要求8所述的电站锅炉炉内热负荷异常波动监测和动态干预方法，其特征在于，该方法的具体步骤包括：
(1)计算当前DCS控制系统中各磨煤机磨碗阻力系数K＝磨碗差压/(一次风量)*2；
(2)在旋转分离器转速控制回路中设置转速动态调整量上下限；
(3)当给煤量大于72t/h且5秒内变化量dF/dt大于某一正值时，按dF/dt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以一定速率下降n1转；
(4)当给煤量大于75t/h且5秒内变化量dF/dt小于某一负值时，按dF/dt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器转速上升n2转；
(5)当磨碗阻力系数K大于1时，延时5秒，按K与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以设定速率下降n3转；
(6)当磨碗阻力系数K小于1.7时，延时5秒，按K与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以设定速率上升n4转；
(7)当磨碗差压大于2.9kPa时，延时2秒，按磨碗差压值与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以设定速率下降n5转；
(8)当8个炉膛出口水温变化速率的最大值Maxdt大于0.075℃/s时，按Maxdt与转速变化量的对应关系，发动作指令，使得旋转分离器以设定速率上升n6转；
(9)在旋转分离器的原输出指令中叠加n1～n6转；
(10)当动作指令出现时，BTU调节器的比例系数降为0.01；
(11)当磨煤机停运、一次风量坏质量、磨碗差压坏质量、煤量坏质量、旋转分离器停运、且磨煤机出口温度超过100℃时，旋转分离器动态控制投退选择开关断开此时旋转分离器转速自动控制回路退出；
(12)当旋转分离器电流超过额定值，旋转分离器转速禁增；
(13)当8个炉膛出口水温任一坏质量时，n6＝0；
(14)当8个炉膛出口水温变化速率的最大值Maxdt大于0.075℃/s时，按Maxdt与给水流量偏置的对应关系，发动作指令，给水流量指令偏置增加。
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