CN110131002A - 基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，该方法将亚临界机组原有的高压缸启动方式改变为高中压缸联合启动方式，机组启动初期由旁路进行主蒸汽及再热蒸汽温度、压力的控制，在这种方式下，锅炉热负荷可调范围增大，实现了启动初期增大燃烧率提高机组热负荷进而提高排烟温度。与现有技术相比，本发明具有缩短机组启动的暖机时间，保证了亚临界机组启动初期能够快速投入脱硝运行，使排烟温度尽早达到SCR投入的要求，减少了NOx超标时间等优点。

Description

基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法
技术领域
本发明涉及火力发电厂机组启动控制技术，尤其是涉及一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法。
背景技术
随着环境问题的日益突出，国家对电厂排放的要求日趋严格。亚临界发电机组需要在启动并网后立即投用脱硫脱硝功能并达到环保要求。目前亚临界机组多采用高压缸启动方式，为防止启动期间汽轮机的热冲击和保证冲转参数与缸温相匹配，必须控制进入汽轮机的进气量和蒸汽温度，这将导致冲转过程的暖机时间较长。而在暖机过程中，锅炉烟气温度相对较低，无法达到脱硝催化剂活性温度要求，脱硝环保功能投入时间延后，超标时间较长。若在烟温未达标情况下强行投入脱硝系统将会导致催化剂堵塞烟道，影响机组安全性。目前对于脱硝系统投入问题主要有两种方法，一种是选用温度要求较低的催化剂，另一种采用烟气旁路技术。这两种方法均存在不足之处，第一种方法中催化剂存在窗口温度，若对温度要求较低，脱硝效率势必会受到影响，导致环保指标不达标。第二种方法需要对锅炉的尾部烟道结构进行改造，投入的人力财力较多，且该方法多用于机组正常运行过程中，启动过程中的可行性尚未得到验证。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，将亚临界机组原有的高压缸启动方式改变为高中压缸联合启动方式，提高燃烧率增加锅炉热负荷及排烟温度，缩短机组启动的暖机时间，保证了亚临界机组启动初期能够快速投入脱硝运行，使排烟温度尽早达到SCR投入的要求，减少了NOx超标时间。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，该方法将亚临界机组原有的高压缸启动方式改变为高中压缸联合启动方式，机组启动初期由旁路进行主蒸汽及再热蒸汽温度、压力的控制，在这种方式下，锅炉热负荷可调范围增大，实现了启动初期增大燃烧率提高机组热负荷进而提高排烟温度。
优选地，所述的控制方法具体为：
1)针对汽机转子温度场、应力场、寿命损耗进行计算和仿真模拟，确定采用高中压缸联合启动曲线；
2)DEH侧汽机冲转控制逻辑重新设计，用于确保转子热应力和寿命损耗在安全范围内；
3)高低压旁路压力控制逻辑重新设计，用于实现高中压缸联合启动过程中旁路系统全程自动投入，为启动初期增加燃烧率，提高锅炉热负荷进而提高锅炉排烟温度创造条件。
优选地，所述的DEH侧汽机冲转控制逻辑重新设计具体为：
依据高中压缸联合启动曲线重新进行汽机冲转过程高中压缸阀门切换及流量修正逻辑，有效调节汽机转速、负荷和流量参数。
优选地，所述的修正逻辑包括：
根据汽机转速进行高压调节汽门、高压主汽门和中压调节汽门的阀门切换，由此调节汽机的转速、负荷和流量参数；
在冲转和并网升负荷过程中，高排逆止门、高排通风阀和高排通风阀后隔绝门联锁动作，保证进汽的正常循环；
在冲转参数满足要求的基础上，阀切换与旁路系统控制相配合缩短了暖机时间。
优选地，所述的高低压旁路压力控制逻辑重新设计具体为：根据主汽压力、再热蒸汽压力进行阀位开度调节，完成机组点火、升温升压、汽机冲转、并网过程中的全程自动控制保证了高中压缸联合启动过程中主、再热蒸汽压力和温度控制稳定。
优选地，其中高旁控制随着主汽压力提高分别进入最小压力控制模式、最小阀位控制模式、升压控制模式、定压控制模式和跟随模式。
优选地，其中低旁控制随着再热蒸汽压力的提高分别进入最小压力控制模式、定压控制模式和滑压控制模式。
优选地，为保证启动过程中高低压旁路出口蒸汽温度满足安全规定，通过增加减温水调节阀设定值偏置回路，方便运行人员调整减温水温度设定值。
与现有技术相比，本发明针对亚临界高压缸启动方式机组设计了高中压缸联合启动方式，机组启动初期由旁路进行主蒸汽及再热蒸汽温度、压力的控制，在这种方式下，锅炉热负荷可调范围增大，实现了启动初期增大燃烧率提高机组热负荷进而提高排烟温度，尽早投入SCR脱硝系统的目的。
附图说明
图1为本发明的控制过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
机组启动初期尽早投入SCR脱硝系统，减少NOx超标时间的关键和首要条件是如何缩短暖机时间，并快速提高锅炉排烟温度问题。
原有高压缸启动方式下，由于旁路未投入运行，为保证启动初期蒸汽的压力、温度等参数在规定范围内，机组启动初期的锅炉热负荷的调整空间有限，不能够通过启动初期增加燃烧率来提高排烟温度，脱硝系统无法提前投用。为解决这一问题，针对亚临界高压缸启动方式机组设计了高中压缸联合启动方式，机组启动初期由旁路进行主蒸汽及再热蒸汽温度、压力的控制，在这种方式下，锅炉热负荷可调范围增大，实现了启动初期增大燃烧率提高机组热负荷进而提高排烟温度，尽早投入SCR脱硝系统的目的。具体技术方案如下：
1、针对汽机转子温度场、应力场、寿命损耗进行计算和仿真模拟，确定了采用高中压缸联合启动的可行性，同时给出相应的预防措施，保证启动过程中汽轮机组的安全稳定。
2、DEH侧汽机冲转控制逻辑重新设计，依据高中压缸联合启动流程重新进行汽机冲转过程高中压缸阀门切换及流量修正逻辑，有效调节汽机转速、负荷、流量等参数，确保转子热应力和寿命损耗在安全范围内。
3、高低压旁路压力控制逻辑重新设计，实现了高中压缸联合启动过程中旁路系统全程自动投入。完成机组点火、升温升压、汽机冲转、并网过程中的全程自动控制保证了高中压缸联合启动过程中主、再热蒸汽压力和温度控制稳定，满足启动过程的品质要求，为启动初期增加燃烧率，提高锅炉热负荷进而提高锅炉排烟温度创造了条件。
基于环保目标的亚临界机组高中压联合启动控制技术已在相关亚临界机组上成功应用。在不增加任何硬件成本情况下，采用高中压缸联合启动方式，SCR投用时间较原方式下提前1小时，满足了并网后机组环保排放要求。
以某一台亚临界机组为例，如图1所示，展示了亚临界机组高中压缸联合启动控制技术方案。
在汽机冲转前在DEH中选择操作员自动(Operator Auto)方式,选择旁路投入(BYPASS ON)模式(即高中压缸联合启动方式),选择单阀方式(SINGLE VALVE),汽机挂闸后,中压主汽门(RSV)全开,手动将阀位限值器设定为100％从而将高压调节汽门(GV)全开,高压主汽门(TV)与中压调节汽门(IV)保持全关。
在冲转过程中，DEH控制逻辑设计为根据汽机转速进行GV、TV、IV阀门的切换，由此调节汽机的转速、负荷和流量等参数。在冲转和并网升负荷过程中，高排逆止门、高排通风阀和高排通风阀后隔绝门联锁动作，保证进汽的正常循环。在冲转参数满足要求的基础上，阀切换与旁路系统控制相配合缩短了暖机时间。
在启动过程中，高低压旁路压力控制逻辑设计为根据主汽压力、再热蒸汽压力进行阀位开度调节。其中高旁控制随着主汽压力提高分别进入最小压力控制模式、最小阀位控制模式、升压控制模式、定压控制模式和跟随模式；低旁控制随着再热蒸汽压力的提高分别进入最小压力控制模式、定压控制模式和滑压控制模式。为保证启动过程中高低压旁路出口蒸汽温度满足安全规定，需增加减温水调节阀设定值偏置回路，方便运行人员调整减温水温度设定值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，该方法将亚临界机组原有的高压缸启动方式改变为高中压缸联合启动方式，机组启动初期由旁路进行主蒸汽及再热蒸汽温度、压力的控制，在这种方式下，锅炉热负荷可调范围增大，实现了启动初期增大燃烧率提高机组热负荷进而提高排烟温度。
2.根据权利要求1所述的一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，所述的控制方法具体为：
1)针对汽机转子温度场、应力场、寿命损耗进行计算和仿真模拟，确定采用高中压缸联合启动曲线；
2)DEH侧汽机冲转控制逻辑重新设计，用于确保转子热应力和寿命损耗在安全范围内；
3)高低压旁路压力控制逻辑重新设计，用于实现高中压缸联合启动过程中旁路系统全程自动投入，为启动初期增加燃烧率，提高锅炉热负荷进而提高锅炉排烟温度创造条件。
3.根据权利要求2所述的一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，所述的DEH侧汽机冲转控制逻辑重新设计具体为：
依据高中压缸联合启动曲线重新进行汽机冲转过程高中压缸阀门切换及流量修正逻辑，有效调节汽机转速、负荷和流量参数。
4.根据权利要求3所述的一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，所述的修正逻辑包括：
根据汽机转速进行高压调节汽门、高压主汽门和中压调节汽门的阀门切换，由此调节汽机的转速、负荷和流量参数；
在冲转和并网升负荷过程中，高排逆止门、高排通风阀和高排通风阀后隔绝门联锁动作，保证进汽的正常循环；
在冲转参数满足要求的基础上，阀切换与旁路系统控制相配合缩短了暖机时间。
5.根据权利要求2所述的一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，所述的高低压旁路压力控制逻辑重新设计具体为：根据主汽压力、再热蒸汽压力进行阀位开度调节，完成机组点火、升温升压、汽机冲转、并网过程中的全程自动控制保证了高中压缸联合启动过程中主、再热蒸汽压力和温度控制稳定。
6.根据权利要求5所述的一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，其中高旁控制随着主汽压力提高分别进入最小压力控制模式、最小阀位控制模式、升压控制模式、定压控制模式和跟随模式。
7.根据权利要求5所述的一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，其中低旁控制随着再热蒸汽压力的提高分别进入最小压力控制模式、定压控制模式和滑压控制模式。
8.根据权利要求5所述的一种基于环保目标的亚临界机组高中压缸联合启动控制方法，其特征在于，为保证启动过程中高低压旁路出口蒸汽温度满足安全规定，通过增加减温水调节阀设定值偏置回路，方便运行人员调整减温水温度设定值。
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