CN111538231B - 一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法 - Google Patents
一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111538231B CN111538231B CN202010485334.8A CN202010485334A CN111538231B CN 111538231 B CN111538231 B CN 111538231B CN 202010485334 A CN202010485334 A CN 202010485334A CN 111538231 B CN111538231 B CN 111538231B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat value
- signal
- fuel
- value correction
- coal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 73
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000009123 feedback regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
- G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
本发明涉及一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法，该方法采用热值校正系数对热值校正前总燃料量进行校正，得到热值校正后总燃料量；根据机组实际运行负荷计算出基准燃料量；根据热值校正后总燃料量与基准燃料量的偏差，通过PID控制器进行运算，计算结果与作为前馈的实时煤质系数叠加来更新热值校正系数；通过软手操器算法确定采用自动燃料热值校正系数或手动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数。本发明提出的方法在燃料热值闭环校正的基础上，引入前馈量来共同实现对热值校正系数的更新，既能通过前馈保证磨组启停工况下煤质修正系统的快速变化，又能通过反馈调节修正煤质系统的误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法，属于火电机组自动发电控制领域。
背景技术
一次能源的日渐短缺给火力发电行业带来了很大影响，首先是煤电紧张，煤价上涨，电厂为了控制生产成本，选择价格相对较低，但与设计煤种相差较远的劣质煤，这些燃煤来源广泛，煤质变化大，极大地影响了机组地安全稳定运行和经济效益。
在火电机组实际运行过程中，受到磨组出力分配，磨组投切，煤种自身热值波动等其它诸多因素影响，机组的动态煤质系数的变动范围更大，变动趋势也更为复杂，对CCS造成的扰动很大，为提高控制系统对燃料品种的适应性，提高系统的调节品质，有必要对进入锅炉的燃料热值校正方法进行优化，使校正后的总发热量近似等同于设计煤种的总发热量。以保证协调控制系统对负荷指令的响应速率以及对主蒸汽压力的控制品质，使其具有快速调整并且自动适应煤质变化的能力，提高火电机组运行稳定性和变负荷能力。
传统BTU是一种缓慢的纯积分作用的反馈调节系统，主要问题是校正时间长，无法适应这种分磨掺烧，且磨组频繁启停的工况，控制系统无法达到实时快速修正燃料热值的目的。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法，其特征在于：
采用系统热值校正系数对热值校正前总燃料量进行校正，得到热值校正后总燃料量；根据机组实际运行负荷计算出基准燃料量；计算热值校正后总燃料量与基准燃料量的偏差，将偏差结果通过PID控制器进行运算，再将运算结果与实时煤质系数叠加来更新热值校正系数。
对上述技术方案的进一步设计为：所述热值校正后总燃料量与基准燃料量的偏差输入模拟量切换器后与PID控制器输入端相连，所述PID控制器输入端还连接有模拟量生成器。
所述模拟量生成器连接与模拟量切换器的Y输入端连接。
根据实际负荷与负荷指令偏差的高低限信号、主蒸汽压力偏差的高低限信号以及BTU停止计算信号来确定热值校正后总燃料量与基准燃料量的偏差值或模拟量生成器输出值作为PID控制器的输入值。
所述模拟量切换器的选择判断回路包括第一高低限模块和第二高低限模块，所述第一高低限模块输入端接入实际负荷与负荷指令的偏差信号，第二高低限模块接入主蒸汽压力偏差信号，第一、第二高低限模块的输出端以及BTU停止计算信号分别与第一或门模块的输入端相连，第一或门模块的输出与模拟量切换器的选择输入端相连。
当第一、第二高低限模块的输出端以及BTU停止计算信号任一信号为1时，模拟量切换器选择模拟量生成器作为输出；当全部信号为0时，模拟量切换器选择热值校正后总燃料量和基准燃料量偏差作为输出。
所述PID控制器运算结果与实时煤质系数叠加后输入软手操器单元；根据任一给煤机煤量品质坏信号、锅炉主控自动信号和RB信号来确定软手操器算法状态；通过软手操器算法状态确定采用自动燃料热值校正系数或手动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数。
任一给煤机煤量品质坏信号和RB信号分别与第二或门模块的输入端相连，锅炉主控自动信号经过逻辑非算法模块与第二或门的输入端相连，第二或门模块的输出与软手操器单元的选择输入端相连。
当任一给煤机煤量品质坏信号和RB信号任一为1，锅炉主控自动信号为0时，软手操器单元输出手动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数；当任一给煤机煤量品质坏信号和RB信号任一为0，锅炉主控自动信号为1时，软手操器单元输出自动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数。
所述实时煤质系数为实际提供总热量与理论提供总热量之比；所述实际提供总热量为各运行给煤机给煤量与对应燃料热值乘积之和；理论提供总热量为机组总燃料量与设计煤种热值乘积。
本发明的有益效果为：
本发明的一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法，在燃料热值闭环校正的基础上，引入前馈量来共同实现对热值校正系数的更新，既能通过前馈保证磨组启停工况下煤质修正系数的快速变化，又能通过反馈调节修正煤质系数的误差，可有效解决分磨掺烧方式的火电机组频繁启停磨、燃料热值变化等因素给机组稳定运行带来的冲击或扰动，有效提高燃料校正系统的快速性、协调控制系统的稳定性和控制系统品质。
附图说明
图1为本发明的一种适用于分磨掺烧的燃料热值快速校正方法的具体实施例的原理结构示意图；
图2为本发明的燃料热值快速校正系统中实时煤质系数形成的具体实施例的原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，为本实施例的一种适用于分磨掺烧的燃料热值快速校正方法的原理结构示意图，其步骤包括：
采用系统热值校正系数对热值校正前总燃料量进行校正，得到热值校正后总燃料量；根据机组实际运行负荷计算出基准燃料量；计算热值校正后总燃料量与基准燃料量的偏差，将偏差结果通过PID控制器进行运算，再将运算结果与作为前馈的实时煤质系数叠加来更新热值校正系数。
本实施例中，热值校正后总燃料量计算回路包括第一惯性处理单元1和乘法器单元2，其中惯性处理单元接入燃料校正前总燃料量，用于对燃料量进行滤波处理，消除或减弱输入信号的高频波动，第一惯性处理单元1的输出和热值校正系数作为乘法器单元2的输入，乘法器单元2的输出为热值校正后总燃料量。
基准燃料量计算回路包括第二惯性处理单元3和负荷-燃料函数单元4，其中第二惯性处理单元3接入机组负荷信号，用于对机组负荷信号进行滤波处理，消除或减弱输入信号的高频波动，第二惯性处理单元3的输出作为负荷-燃料函数单元4的输入，负荷-燃料函数单元4的输出为经过惯性环节处理后机组负荷计算确定的基准燃料量。
负荷-燃料函数单元4可通过锅炉设计厂家提供的性能说明书中“机组负荷-基准燃料量”查询确定，也可根据电厂使用固定热值煤种，在一个完整的升负荷过程中试验得到的“负荷-燃料量”关系来确定。
通过对上述热值校正后总燃料量和基准燃料量进行比较，偏差经过模拟量切换器6与PID控制器7输入端相连，模拟量生成器11与PID控制器7输入端相连，PID控制器7运算输出结果为加法器处理单元9的输入，作为前馈的实时煤质系数经过速率限制器8作为加法器处理单元9的输入，加法器处理单元9输出值作为软手操器单元10的输入。
模拟量切换器6选择判断回路包括：第一高低限模块12和第二高低限模块13，其中第一高低限模块12输入端接入实际负荷与负荷指令的偏差信号、第二高低限模块13接入主蒸汽压力偏差的信号，第一高低限模块12和第二高低限模块13输出端以及BTU停止计算信号分别与第一或门模块14的输入端相连，第一或门模块14的输出与模拟量切换器6的选择输入端相连。
当第一高低限模块12和第二高低限模块13的输出端以及BTU停止计算信号任一信号为1时，模拟量切换器6选择模拟量生成器11（数值设置为0）作为输出；当全部信号为0时，模拟量切换器6选择热值校正后总燃料量和基准燃料量偏差作为输出。
软手操器单元10选择判断回路为：任一给煤机煤量品质坏信号、RB信号分别与或门模块15的输入端相连，锅炉主控自动信号经过逻辑非算法模块16与或门模块15的输入端相连，或门模块15的输出与软手操器单元10的选择输入端相连。
当任一给煤机煤量品质坏信号、RB信号任一为1，锅炉主控自动信号为0时，软手操器单元10输出手动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数；当任一给煤机煤量品质坏信号、RB信号任一为0，锅炉主控自动信号为1时，软手操器单元10输出自动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数。
本实施例中，实时煤质系数计算回路如图2，包括：模拟量切换器A、模拟量切换器B、模拟量切换器N；模拟量生成器A、模拟量生成器B、模拟量生成器N（数值均设置为0）；乘法器单元A、乘法器单元B···乘法器单元N、乘法器单元22；加法器处理单元23，除法器单元24。
所述实时煤质系数计算回路中，给煤机A对应燃料热值为1，给煤机B对应燃料热值为2，给煤机N对应燃料热值为m，以给煤机A燃料热量计算为例：给煤机A运行信号作为模拟量切换器A的选择信号，当信号为1时，模拟量切换器A的输出为给煤机A煤量，作为乘法器单元A输入，给煤机A对应燃料热值1作为乘法器单元A输入，乘法器单元A的输出为给煤机A给煤燃烧总热量；当信号为0时，模拟量切换器A的输出为模拟量生成器A值（数值为0），即乘法器单元A的输出为0；其他给煤机计算同理。
加法器处理单元23输入端与乘法器单元A至乘法器单元N相连，加法器处理单元23输出为所有运行给煤机给煤燃烧总热量；乘法器单元22输入端与所有给煤机总燃料量与设计煤种热值相连，乘法器单元22输出为给煤机给煤燃烧设计总热量。
除法器单元24输入端与加法器处理单元23输出端和乘法器单元22输出端相连，除法器单元24输出为实时煤质系数。
本发明的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本发明要求保护的范围内。
Claims (4)
1.一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法，其特征在于：
采用系统热值校正系数对热值校正前总燃料量进行校正，得到热值校正后总燃料量；
根据机组实际运行负荷计算出基准燃料量；
计算热值校正后总燃料量与基准燃料量的偏差，将偏差结果通过PID控制器进行运算，再将运算结果与实时煤质系数叠加来更新热值校正系数；所述实时煤质系数为实际提供总热量与理论提供总热量之比；所述实际提供总热量为各运行给煤机给煤量与对应燃料热值乘积之和；理论提供总热量为机组总燃料量与设计煤种热值乘积；
所述热值校正后总燃料量与基准燃料量的偏差输入模拟量切换器后与PID控制器输入端相连，所述PID控制器输入端还连接有模拟量生成器；
所述模拟量生成器输出与模拟量切换器的Y输入端连接；
根据实际负荷与负荷指令偏差的高低限信号、主蒸汽压力偏差的高低限信号以及BTU停止计算信号来确定热值校正后总燃料量与基准燃料量的偏差值或模拟量生成器输出值作为PID控制器的输入值；
所述模拟量切换器的选择判断回路包括第一高低限模块和第二高低限模块，所述第一高低限模块输入端接入实际负荷与负荷指令的偏差信号，第二高低限模块接入主蒸汽压力偏差信号，第一、第二高低限模块的输出端以及BTU停止计算信号分别与第一或门模块的输入端相连，第一或门模块的输出与模拟量切换器的选择输入端相连；
当第一、第二高低限模块的输出端以及BTU停止计算信号任一信号为1时，模拟量切换器选择模拟量生成器作为输出；当全部信号为0时，模拟量切换器选择热值校正后总燃料量和基准燃料量偏差作为输出。
2.根据权利要求1所述适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法，其特征在于：所述PID控制器运算结果与实时煤质系数叠加后输入软手操器单元；根据任一给煤机煤量品质坏信号、锅炉主控自动信号和RB信号来确定软手操器算法状态；通过软手操器算法状态确定采用自动燃料热值校正系数或手动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数。
3.根据权利要求2所述适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法，其特征在于：任一给煤机煤量品质坏信号和RB信号分别与第二或门模块的输入端相连，锅炉主控自动信号经过逻辑非算法模块与第二或门的输入端相连，第二或门模块的输出与软手操器单元的选择输入端相连。
4.根据权利要求3所述适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法，其特征在于：当任一给煤机煤量品质坏信号和RB信号任一为1，锅炉主控自动信号为0时，软手操器单元输出手动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数；当任一给煤机煤量品质坏信号和RB信号任一为0，锅炉主控自动信号为1时，软手操器单元输出自动燃料热值校正系数作为输出来更新系统热值校正系数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010485334.8A CN111538231B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010485334.8A CN111538231B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111538231A CN111538231A (zh) | 2020-08-14 |
| CN111538231B true CN111538231B (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=71976141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010485334.8A Active CN111538231B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111538231B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113654075B (zh) * | 2021-07-06 | 2024-03-26 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 | 一种燃煤锅炉褐煤掺烧比例预测方法及装置 |
| CN113848716B (zh) * | 2021-09-27 | 2024-04-02 | 大唐东北电力试验研究院有限公司 | 一种火力发电厂煤质热值快速校正方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4064699A (en) * | 1976-09-03 | 1977-12-27 | Westinghouse Electric Corporation | Boiler control providing improved operation with fuels having variable heating values |
| JPS5770321A (en) * | 1980-10-20 | 1982-04-30 | Hitachi Ltd | Controlling method of boiler |
| CN101799170B (zh) * | 2010-03-18 | 2012-02-08 | 华北电力大学 | 燃煤锅炉燃料发热量实时校正方法 |
| CN102063058B (zh) * | 2010-12-14 | 2012-05-23 | 广东电网公司电力科学研究院 | 燃料热值校正方法及校正系统 |
| CN104941783B (zh) * | 2015-05-20 | 2020-07-28 | 国家电网公司 | 一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统和方法 |
| CN109062149A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-12-21 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种基于燃煤热值的煤电机组燃料量分散修正与控制方法 |
-
2020
- 2020-06-01 CN CN202010485334.8A patent/CN111538231B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111538231A (zh) | 2020-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105372991B (zh) | 供热机组多煤种混烧工况克服主蒸汽压力波动控制方法 | |
| CN101338892B (zh) | 一种火电机组再热汽温控制方法 | |
| CN111538231B (zh) | 一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法 | |
| CN203224772U (zh) | 660mw超临界机组一次调频控制系统 | |
| CN101431310B (zh) | 循环流化床发电机组的协调控制方法 | |
| CN102541028A (zh) | 一种煤质变化下超临界机组agc优化控制方法 | |
| CN105180135A (zh) | 单元机组协调控制方法及系统 | |
| CN104941783A (zh) | 一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统和方法 | |
| CN202048569U (zh) | 一种基于强化燃烧的大型循环流化床机组协调控制装置 | |
| CN111142377B (zh) | 顾及磨煤机运行状态的协调控制系统燃料量前馈控制方法 | |
| CN108227500A (zh) | 一种火电机组快速调峰的协调控制方法及系统 | |
| CN104654269A (zh) | 火力发电机组中热值校正系数自动调整rb目标值的方法 | |
| CN109378833B (zh) | 一种通过控制汽轮机抽汽量实现机组快速调频的方法 | |
| CN105275509A (zh) | 火电机组的汽轮机调门开度控制方法及系统 | |
| CN112650169A (zh) | 基于焓值及燃料在线热值计算的发电机组主参数控制系统 | |
| CN107589662B (zh) | 一种主汽压力调节方法及调节系统 | |
| CN113405088A (zh) | 一种三冲量变频自动调节方法 | |
| CN111045321B (zh) | 一种深度调峰下的协调控制带嵌入式内模控制器的方法 | |
| CN107831656A (zh) | 一种火电机组协调控制系统节能优化技术 | |
| CN113110631B (zh) | 一种火力发电厂主蒸汽压力控制方法 | |
| CN110134003A (zh) | 自适应agc工况的火电机组变负荷动态前馈控制方法 | |
| CN110824905B (zh) | 一种发电机组非正常解列工况孤网运行方法 | |
| CN110848727B (zh) | 一种提高锅炉负荷响应速率的调节方法 | |
| CN113847594A (zh) | 一种亚临界火电机组主蒸汽温度自动控制系统及方法 | |
| CN113007693A (zh) | 一种深度调峰过程中水煤配比关系复合调节系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 210046 fairyland Road, Qixia District, Nanjing, Jiangsu Province, No. 10 Applicant after: Guoneng Nanjing Electric Power Test Research Co.,Ltd. Address before: 210046 fairyland Road, Qixia District, Nanjing, Jiangsu Province, No. 10 Applicant before: GUODIAN NANJING ELECTRIC POWER TEST RESEARCH Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |