CN110347097A - 一种基于igcc电站自动发电控制的设置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，具体涉及煤气化联合循环发电领域，包括下列操作步骤：S1、将机组功率协调控制方式改为气化功率主控，燃机压力采取跟随方式调整，即锅炉调节在前，汽轮机调节在后；S2、然后AGC指令发生变化，通过气化炉功率无差主控调节气化炉负荷，调节空分产氧量。本发明控制方式优化，燃机压力跟随方式，当AGC指令发生变化时，通过气化炉功率无差主控调节气化炉负荷，调节空分产氧量，气化炉负荷变化引起合成气压力变化，燃机通过调整负荷控制机前压力在2.5MPa，从而在保证燃机机前合成气压力稳定的前提下进行机组功率控制，该种控制方式大大提高了机组稳定运行能力。

Description

一种基于IGCC电站自动发电控制的设置
技术领域
本发明涉及煤气化联合循环发电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法。
背景技术
IGCC电站自动发电控制主要由机组协调控制方式决定，原有控制方式为燃机功率主控，气化炉压力跟随，电网调度发来的机组发电功率指令(AGC指令)减掉汽机当前实发功率作为燃机功率主控的前馈环节，燃机根据AGC指令进行机组负荷调整，当燃机功率发生升降时，合成气压力会随之波动变化，此时通过气化炉压力跟随，改变气化炉负荷来稳定合成气压力，从而使得整个机组处于稳定运行工况，达到整体联合循环的机组功率协调控制目的。
但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点:
1.在实际应用中，由于燃机的负荷调整，导致燃机机前合成气压力波动，而气化炉压力控制时间常数比较大，气化炉需要较长时间来完成压力的调节过程，由于IGCC机组对合成气压力有着严格要求，在机组总负荷变化较大时，容易造成燃机机前合成气压力过低，引起燃机跳闸。
2.原控制技术对燃机功率变化引起的合成气压力波动情况估算不足，对燃机功率变化速率设置过高，易引起合成气压力的大幅波动。
3.在夏季工况下，燃机负荷受环境温度影响较大，原控制技术未考虑到夏季工况下，燃机IGV角度开至最大后燃机负荷受限情况，此时机组总负荷指令继续上升，会造成燃机主控PID积分饱和现象，引起很大的滞后，严重影响机组的稳定运行。
因此亟需提供一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，通过控制系统一直都能正常运行和调节，完全满足生产需要，燃机机前合成气压力稳定控制在2.5MPa，尤其夏季工况时，当燃机负荷受限时，机组AGC控制的积分饱和现象得到彻底解决，机组稳定运行能力大大提升，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，包括下列操作步骤：
S1、将机组功率协调控制方式改为气化功率主控，燃机压力采取跟随方式调整，即锅炉调节在前，汽轮机调节在后；
S2、然后AGC指令发生变化，通过气化炉功率无差主控调节气化炉负荷，调节空分产氧量；
S3、气化炉负荷变化引起合成气压力变化，燃机通过调整负荷控制机前压力在2.5MPa；
S4、通过分析燃机负荷变化及合成气压力变化曲线，设置燃机负荷变化速率为0.05MW/S，在燃机能够达到的最大速率下进行负荷调节；
S5、当高温环境下，燃机负荷出力受阻情况，燃机IGV角度开至95％以上，将机组工况稳定在当前工况。
S6、配置好各不同系统之间的信号传递(涉及空分、气化及动力岛三个系统)，优化机组协调控制投入策略，实现IGCC机组自动发电控制(AGC)。
在一个优选地实施方式中，所述气化功率主控是通过机组负荷指令对燃机实发功率和汽机事发功率进行调整。
在一个优选地实施方式中，所述气化炉负荷控制方法包括下列步骤：
A1、气化炉负荷氧量通过CCS进行设定，降低负荷限速率；
A2、气化炉压力调整至最低，然后调整至最大，最大值为32375Kg/h。
A3、接着根据投入的串级煤烧嘴的数量将气化炉压力调整成四分之一，最终以16250Kg/h单CB负荷输出
在一个优选地实施方式中，所述燃机压力跟随控制方法包括下列步骤：
B1、将机IGV角度开至95％以上；
B2、判断燃机负荷受限，此时设置机组总功率设定值上限闭锁为当前值，同时将燃机压力跟随控制PID输出上限闭锁为当前值；
B3、气化炉负荷主控PID输出上限闭锁为当前值。
在一个优选地实施方式中，所述机组总负荷设定值优化逻辑包括下列步骤：
C1、首先通过SEL将AGC投入质量和机组总负荷指令调取最低；
C2、再通过SEL将燃机ICV角度大于95％输出的数据取最低然后与C1中的数据取最大。
在一个优选地实施方式中，所述C2中的负荷数据安装每分钟变化率设定。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明控制方式优化，将机组功率协调控制方式改为气化功率主控，燃机压力跟随方式，当AGC指令发生变化时，通过气化炉功率无差主控调节气化炉负荷，调节空分产氧量，气化炉负荷变化引起合成气压力变化，燃机通过调整负荷控制机前压力在2.5MPa，从而在保证燃机机前合成气压力稳定的前提下进行机组功率控制，该种控制方式大大提高了机组稳定运行能力；
2、本发明通过分析燃机负荷变化及合成气压力变化曲线，设置燃机负荷变化速率为0.05MW/S，在燃机能够达到的最大速率下进行负荷调节，既能保证机组AGC指令响应速度，又能稳定机组运行；
3、本发明考虑夏季工况下，燃机负荷出力受阻情况，当燃机IGV角度开至95％以上时，判断燃机负荷受限，此时设置机组总功率设定值上限闭锁为当前值，同时将燃机压力跟随控制PID输出上限闭锁为当前值，气化炉负荷主控PID输出上限闭锁为当前值，将机组工况稳定在当前工况，经过实际运行证明此种方式可解决夏季工况下，燃机负荷受限时的积分饱和现象。
附图说明
图1为本发明的IGCC机组AGC优化后控制系统图。
图2为本发明的气化炉负荷主控逻辑图。
图3为本发明的气化炉负荷控制示意图。
图4为本发明的燃机压力跟随控制逻辑图。
图5为本发明的机组总负荷设定值优化逻辑图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图1-5所示的一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，包括下列操作步骤：
S1、将机组功率协调控制方式改为气化功率主控，燃机压力采取跟随方式调整，即锅炉调节在前，汽轮机调节在后；
S2、然后AGC指令发生变化，通过气化炉功率无差主控调节气化炉负荷，调节空分产氧量；
S3、气化炉负荷变化引起合成气压力变化，燃机通过调整负荷控制机前压力在2.5MPa；
S4、通过分析燃机负荷变化及合成气压力变化曲线，设置燃机负荷变化速率为0.05MW/S，在燃机能够达到的最大速率下进行负荷调节；
S5、当高温环境下，燃机负荷出力受阻情况，燃机IGV角度开至95％以上，将机组工况稳定在当前工况。
S6、配置好各不同系统之间的信号传递(涉及空分、气化及动力岛三个系统)，优化机组协调控制投入策略，实现IGCC机组自动发电控制(AGC)。
所述气化功率主控是通过机组负荷指令对燃机实发功率和汽机事发功率进行调整。
所述气化炉负荷控制方法包括下列步骤：
A1、气化炉负荷氧量通过CCS进行设定，降低负荷限速率；
A2、气化炉压力调整至最低，然后调整至最大，最大值为32375Kg/h。
A3、接着根据投入的串级煤烧嘴的数量将气化炉压力调整成四分之一，最终以16250Kg/h单CB负荷输出
所述燃机压力跟随控制方法包括下列步骤：
B1、将机IGV角度开至95％以上；
B2、判断燃机负荷受限，此时设置机组总功率设定值上限闭锁为当前值，同时将燃机压力跟随控制PID输出上限闭锁为当前值；
B3、气化炉负荷主控PID输出上限闭锁为当前值。
在一个优选地实施方式中，所述机组总负荷设定值优化逻辑包括下列步骤：
C1、首先通过SEL将AGC投入质量和机组总负荷指令调取最低；
C2、再通过SEL将燃机ICV角度大于95％输出的数据取最低然后与C1中的数据取最大。
在一个优选地实施方式中，所述C2中的负荷数据安装每分钟变化率设定。
具体实施方式为：控制方式优化，将机组功率协调控制方式改为气化功率主控，燃机压力跟随方式，当AGC指令发生变化时，通过气化炉功率无差主控调节气化炉负荷，调节空分产氧量，气化炉负荷变化引起合成气压力变化，燃机通过调整负荷控制机前压力在2.5MPa，从而在保证燃机机前合成气压力稳定的前提下进行机组功率控制，该种控制方式大大提高了机组稳定运行能力；通过分析燃机负荷变化及合成气压力变化曲线，设置燃机负荷变化速率为0.05MW/S，在燃机能够达到的最大速率下进行负荷调节，既能保证机组AGC指令响应速度，又能稳定机组运行；考虑夏季工况下，燃机负荷出力受阻情况，当燃机IGV角度开至95％以上时，判断燃机负荷受限，此时设置机组总功率设定值上限闭锁为当前值，同时将燃机压力跟随控制PID输出上限闭锁为当前值，气化炉负荷主控PID输出上限闭锁为当前值，将机组工况稳定在当前工况，经过实际运行证明此种方式可解决夏季工况下，燃机负荷受限时的积分饱和现象。
工作原理具体为：
优化机组总负荷设定值逻辑，考虑夏季工况燃机受限时的机组负荷上限闭锁功能，根据运行情况，设置机组总负荷指令变化速率；优化气化炉负荷主控逻辑，由压力跟随改为机组负荷无差控制，并优化PID参数，设置负荷上限闭锁功能；优化燃机负荷控制逻辑，由燃机负荷主控改为燃机压力跟随控制，并优化PID参数，设置负荷上限闭锁功能；汽机各主汽门全开滑压控制。配置好各不同系统之间的信号传递(涉及空分、气化及动力岛三个系统)，优化机组协调控制投入策略，实现IGCC机组自动发电控制(AGC)。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，其特征在于：包括下列操作步骤：
S1、将机组功率协调控制方式改为气化功率主控，燃机压力采取跟随方式调整，即锅炉调节在前，汽轮机调节在后；
S2、然后AGC指令发生变化，通过气化炉功率无差主控调节气化炉负荷，调节空分产氧量；
S3、气化炉负荷变化引起合成气压力变化，燃机通过调整负荷控制机前压力在2.5MPa；
S4、通过分析燃机负荷变化及合成气压力变化曲线，设置燃机负荷变化速率为0.05MW/S，在燃机能够达到的最大速率下进行负荷调节；
S5、当高温环境下，燃机负荷出力受阻情况，燃机IGV角度开至95％以上，将机组工况稳定在当前工况。
S6、配置好各不同系统之间的信号传递(涉及空分、气化及动力岛三个系统)，优化机组协调控制投入策略，实现IGCC机组自动发电控制(AGC)。
2.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，其特征在于：所述气化功率主控是通过机组负荷指令对燃机实发功率和汽机事发功率进行调整。
3.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，其特征在于：所述气化炉负荷控制方法包括下列步骤：
A1、气化炉负荷氧量通过CCS进行设定，降低负荷限速率；
A2、气化炉压力调整至最低，然后调整至最大，最大值为32375Kg/h。
A3、接着根据投入的串级煤烧嘴的数量将气化炉压力调整成四分之一，最终以16250Kg/h单CB负荷输出。
4.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，其特征在于：所述燃机压力跟随控制方法包括下列步骤：
B1、将机IGV角度开至95％以上；
B2、判断燃机负荷受限，此时设置机组总功率设定值上限闭锁为当前值，同时将燃机压力跟随控制PID输出上限闭锁为当前值；
B3、气化炉负荷主控PID输出上限闭锁为当前值。
5.根据权利要求1所述的一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，其特征在于：所述机组总负荷设定值优化逻辑包括下列步骤：
C1、首先通过SEL将AGC投入质量和机组总负荷指令调取最低；
C2、再通过SEL将燃机ICV角度大于95％输出的数据取最低然后与C1中的数据取最大。
6.根据权利要求5所述的一种基于IGCC电站自动发电控制的设置方法，其特征在于：所述C2中的负荷数据安装每分钟变化率设定。
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