CN111637443B - 超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法 - Google Patents

Abstract

一种超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法。给水一键自动控制的概念是通过机组当前的给水控制设备运行状态和相关参数自动判断出适合于机组当前工况的控制模式，当投入一键自动控制时，相应的控制模式随即自动投入。整个控制过程按机组的不同运行工况共设计了4个断点，分别为给水旁路向主路一键切换、一键切至汽泵给水、一键切至电泵给水和给水主路向旁路一键切换。本发明通过上述方法解决了机组在锅炉点火、汽机冲转、发电机并网和机组带负荷及机组停运的给水全过程自动调节与控制，并且实现了一键自动控制。

Description

超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法

技术领域

本发明属于锅炉给水自动控制领域，具体涉及一种超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法。

背景技术

目前350MW超临界直流火电机组给水设备有的设计由一台100％MCR出力的汽动给水泵和一台50％MCR出力的电动给水泵组成，在锅炉冷态冲洗、热态冲洗和低负荷时给水流量由电动给水泵和给水旁路调节阀共同控制。当锅炉负荷大于30％BMCR时给水旁路调节阀需要切换至给水主路，切换完成后给水流量完全由电动给水泵控制，锅炉负荷大于50％BMCR时电动给水泵出力不足时需要切换至汽动给水泵给水，切泵后给水流量由汽动给水泵控制，在机组减负荷或准备停机时电动给水泵控制给水流量时，需要由汽动给水泵给水切至电动给水泵给水控制，上述基本上是机组运行时给水的全过程，工况变化时需要给水控制不同方式之间的相互切换，在切换过程中增加了运行人员的操作强度，判断和控制复杂，很容易误操作，若运行人员操作失误容易引起给水流量大幅波动，大大降低了机组的稳定性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法。给水一键自动控制的概念是通过机组当前的给水控制设备运行状态和相关参数自动判断出适合于机组当前工况的控制模式，当投入一键自动控制时，相应的控制模式随即自动投入。整个控制过程按机组的不同运行工况共设计了4个断点，分别为给水旁路向主路一键切换、一键切至汽泵给水、一键切至电泵给水和给水主路向旁路一键切换。解决了机组在锅炉点火、汽机冲转、发电机并网和机组带负荷及机组停运的给水全过程自动调节与控制，并且实现了一键自动控制。

为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案为：

超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法其步骤为：

a)锅炉点火；

b)判断锅炉负荷是否>30％BMCR，若是，则同时进行步骤b1)和b2)；若否，则进行c)；

b1)判断给水主路电动门是否关闭，若是，则控制旁路向主路一键切换；若否，则控制主路向旁路一键切换；

b2)判断电泵是否运行，若是，则进行步骤b21)；若否，则进行步骤b22)；

b21)判断汽泵是否运行，若是，一键切至汽泵给水或一键切至电泵给水，若否，则启动电泵流量控制模式且给水旁路调节门强制手动控制；

b22)判断汽泵是否运行，若是，则给水旁路调节门强制手动控制且启动汽泵流量控制模式；

c)判断电泵是否运行，若是，则启动电泵差压控制模式且给水旁路调节门调节给水流量；若否，则进行步骤c1)；

c1)判断汽泵是否运行，若是，则给水旁路调节门调节给水流量且启动汽泵差压控制模式。

所述的电泵差压控制模式的判别依据为：当锅炉负荷小于30％BMCR，给水主路电动门在全关状态且电泵出口电动门全开，同时电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至电泵差压控制模式；

所述的汽泵差压控制模式的判别依据为：当锅炉负荷小于30％BMCR，给水主路电动门在全关状态且汽泵出口电动门全开，同时汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至汽泵差压控制模式；

所述的电泵流量控制模式的判别依据为：当锅炉负荷大于30％BMCR，给水主路电动门未在全关状态且电泵出口电动门全开，同时电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至电泵流量控制模式；

所述的汽泵流量控制模式的判别依据为：当锅炉负荷大于30％BMCR，给水主路电动门未在全关状态且汽泵出口电动门全开，同时汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至汽泵流量控制模式。

所述的电泵差压控制模式为：电泵勺管单回路控制给水差压，给水旁路调节门单回路控制给水流量，汽泵强制手动控制。

所述的汽泵差压控制模式为：汽泵单回路控制给水差压，给水旁路调节门单回路控制给水流量，电泵勺管强制手动控制。

所述的电泵流量控制模式为：电泵勺管单回路控制给水流量，同时给水旁路调节门强制手动控制，汽泵强制手动控制。

所述的汽泵流量控制模式为：汽泵单回路控制给水流量，同时给水旁路调节门强制手动控制，电泵勺管强制手动控制。

步骤b1)中，旁路向主路一键切换具体为：

一键切换开始；

以给水流量的实际值与设定值的偏差的大小作为打开和中停给水主路电动门及关闭给水旁路调节门的依据：当给水流量的实际值减去设定值小于等于0t/h时，打开给水主路电动门，当给水流量的实际值减去设定值大于10t/h时，中停给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值大于等于-5t/h时，给水旁路调节门按照速率S1关闭给水旁路调节门；

当给水主路电动门开度大于40％时，中停给水主路电动门，而后给水主路电动门将按照每次打开2秒，中停20秒的程序慢慢开启，直至给水主路电动门达到全开和给水旁路调节门全关的位置；

旁路向主路切换完成。

所述的步骤b1)中，主路向旁路一键切换具体为：

一键切换开始；

以给水流量的实际值与设定值的偏差的大小作为关闭和中停给水主路电动门及打开给水旁路调节门的依据：当给水流量的实际值减去设定值大于等于0t/h时，关闭给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值小于-10t/h时中停给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值小于等于5t/h时，给水旁路调节门按照速率S2打开给水旁路调节门；

当给水主路电动门开度小于70％时，中停给水主路电动门，给水主路电动门将按照每次关闭2秒，中停20秒的程序慢慢关闭，直至给水主路电动门达到全关和给水旁路调节门全开的位置；

主路向旁路切换完成。

所述的步骤b21)中，一键切至汽泵给水：

开始条件为：汽泵出口电动门在全开位置，电泵控制可投入自动的条件满足且汽泵转速大于3100RPM；

切换退出条件为：汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa或给水流量实际值与设定值偏差大于100t/h；

切换开始后，电泵勺管投入自动状态，电泵和汽泵的再循环调节门投入自动状态，当电泵出口压力比汽泵出口压力大0.2Mpa时，自动增加汽泵控制的指令；当汽泵出口压力与电泵出口压力差值在0.2Mpa且给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，延时5秒电泵勺管强制切到手动状态，延时10秒汽泵控制投入自动状态，再逐渐减小电泵勺管指令；当汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa时，一键切换至汽泵给水过程结束。

所述的步骤b21)中，一键切至电泵给水：

开始条件为：汽泵出口电动门在全开位置，电泵控制可投入自动的条件满足且汽泵转速大于3100RPM；

切换退出条件为：汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa或给水流量实际值与设定值偏差大于100t/h；

切换开始后，电泵勺管投入自动状态，电泵和汽泵的再循环调节门投入自动状态；当电泵出口压力比汽泵出口压力大0.2Mpa时，自动增加汽泵控制的指令；当汽泵出口压力与电泵出口压力差值在0.2Mpa且给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，延时5秒电泵勺管强制切到手动状态，延时10秒汽泵控制投入自动状态，再逐渐减小电泵勺管指令；当汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa时，一键切换至汽泵给水过程结束。

本发明创造的有益效果为：本发明创造中所使用的控制方法可以在机组锅炉点火、汽机冲转，并网带负荷和停机不同工况下实现给水一键全程自动控制，减小了机组运行人员的操作强度，减小了运行人员误操作的机率，同时提高了机组的自动化控制水平，保障了机组在各工况下的安全稳定运行。

附图说明

图1给水一键全程自动控制流程图；

图2给水控制模式投入条件SAMA图；

图3差压控制与流量控制模式SAMA图；

图4给水一键自动控制投入与切除SAMA图；

图5给水旁路调节门SAMA图；

图6给水主路电动门旁路向主路切换SAMA图；

图7给水主路电动门主路向旁路切换SAMA图；

图8电泵勺管SAMA图；

图9一键切至电泵给水SAMA图；

图10一键切至汽泵给水SAMA图；

图11汽泵控制SAMA图；

图12给水主路与旁路切换条件SAMA图；

图13给水一键全程自动控制人机交互画面。

图14为图2-12中图例说明。

具体实施方式

超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法其步骤为：

a)锅炉点火。

b)判断锅炉负荷是否>30％BMCR，若是，则同时进行步骤b1)和b2)；若否，则进行c)。

b1)判断给水主路电动门是否关闭，若是，则控制旁路向主路一键切换；若否，则控制主路向旁路一键切换。

b1.1)旁路向主路一键切换具体为：

一键切换开始；

以给水流量的实际值与设定值的偏差的大小作为打开和中停给水主路电动门及关闭给水旁路调节门的依据：当给水流量的实际值减去设定值小于等于0t/h时，打开给水主路电动门，当给水流量的实际值减去设定值大于10t/h时，中停给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值大于等于-5t/h时，给水旁路调节门按照速率S1关闭给水旁路调节门；

当给水主路电动门开度大于40％时，中停给水主路电动门，而后给水主路电动门将按照每次打开2秒，中停20秒的程序慢慢开启，直至给水主路电动门达到全开和给水旁路调节门全关的位置；

旁路向主路切换完成。

b1.2)主路向旁路一键切换具体为：

一键切换开始；

以给水流量的实际值与设定值的偏差的大小作为关闭和中停给水主路电动门及打开给水旁路调节门的依据：当给水流量的实际值减去设定值大于等于0t/h时，关闭给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值小于-10t/h时中停给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值小于等于5t/h时，给水旁路调节门按照速率S2打开给水旁路调节门；

当给水主路电动门开度小于70％时，中停给水主路电动门，给水主路电动门将按照每次关闭2秒，中停20秒的程序慢慢关闭，直至给水主路电动门达到全关和给水旁路调节门全开的位置；

主路向旁路切换完成。

b2)判断电泵是否运行，若是，则进行步骤b21)；若否，则进行步骤b22)。

b21)判断汽泵是否运行，若是，一键切至汽泵给水或一键切至电泵给水，若否，则启动电泵流量控制模式且给水旁路调节门强制手动控制。

b21.1)一键切至汽泵给水：

开始条件为：汽泵出口电动门在全开位置，电泵控制可投入自动的条件满足且汽泵转速大于3100RPM；

切换退出条件为：汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa或给水流量实际值与设定值偏差大于100t/h；

切换开始后，电泵勺管投入自动状态，电泵和汽泵的再循环调节门投入自动状态，当电泵出口压力比汽泵出口压力大0.2Mpa时，自动增加汽泵控制的指令；当汽泵出口压力与电泵出口压力差值在0.2Mpa且给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，延时5秒电泵勺管强制切到手动状态，延时10秒汽泵控制投入自动状态，再逐渐减小电泵勺管指令；当汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa时，一键切换至汽泵给水过程结束。

b21.2)一键切至电泵给水：

开始条件为：汽泵出口电动门在全开位置，电泵控制可投入自动的条件满足且汽泵转速大于3100RPM；

切换退出条件为：汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa或给水流量实际值与设定值偏差大于100t/h；

切换开始后，电泵勺管投入自动状态，电泵和汽泵的再循环调节门投入自动状态；当电泵出口压力比汽泵出口压力大0.2Mpa时，自动增加汽泵控制的指令；当汽泵出口压力与电泵出口压力差值在0.2Mpa且给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，延时5秒电泵勺管强制切到手动状态，延时10秒汽泵控制投入自动状态，再逐渐减小电泵勺管指令；当汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa时，一键切换至汽泵给水过程结束。

b22)判断汽泵是否运行，若是，则给水旁路调节门强制手动控制且启动汽泵流量控制模式。

c)判断电泵是否运行，若是，则启动电泵差压控制模式且给水旁路调节门调节给水流量；若否，则进行步骤c1)。

c1)判断汽泵是否运行，若是，则给水旁路调节门调节给水流量且启动汽泵差压控制模式。

本发明通过机组当前的给水控制设备运行状态和相关参数自动判断出适合于机组当前工况的控制模式，并在人机交互画面上提示给运行人员，当投入一键自动控制时，相应的控制模式随即自动投入。整个控制过程按机组的不同运行工况共设计了4个断点，分别为给水旁路向主路一键切换、一键切至汽泵给水、一键切至电泵给水和给水主路向旁路一键切换。解决了机组在锅炉点火、汽机冲转、发电机并网和机组带负荷及机组停运的给水全过程自动调节与控制，并且实现了一键自动控制。

给水控制模式共分为四种：分别为电泵差压控制模式、汽泵差压控制模式、电泵流量控制模式和汽泵流量控制模式，可以实现无扰切换，无需人为切到手动再进行控制模式的切换。控制原则是低负荷时为差压控制，高负荷时为流量控制。差压控制模式投入时由电泵勺管或汽泵调节给水差压(高加入口压力减去省煤器入口压力)，给水旁路调节门自动调节给水流量，流量控制模式投入时由电泵勺管或汽泵来调节给水流量，给水旁路调节门强制切至手动。差压控制和流量控制是针对电泵勺管和汽泵来说的，差压控制和流量控制通过人机交互画面上的按钮可以相互切换。

电泵差压控制模式的判别依据为：当锅炉负荷小于30％BMCR，给水主路电动门在全关状态且电泵出口电动门全开，同时电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至电泵差压控制模式。电泵差压控制模式为：电泵勺管单回路控制给水差压，给水旁路调节门单回路控制给水流量，汽泵强制手动控制。

汽泵差压控制模式的判别依据为：当锅炉负荷小于30％BMCR，给水主路电动门在全关状态且汽泵出口电动门全开，同时汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至汽泵差压控制模式。汽泵差压控制模式为：汽泵单回路控制给水差压，给水旁路调节门单回路控制给水流量，电泵勺管强制手动控制。

电泵流量控制模式的判别依据为：当锅炉负荷大于30％BMCR，给水主路电动门未在全关状态且电泵出口电动门全开，同时电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至电泵流量控制模式。电泵流量控制模式为：电泵勺管单回路控制给水流量，同时给水旁路调节门强制手动控制，汽泵强制手动控制。

汽泵流量控制模式的判别依据为：当锅炉负荷大于30％BMCR，给水主路电动门未在全关状态且汽泵出口电动门全开，同时汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至汽泵流量控制模式。汽泵流量控制模式为：汽泵单回路控制给水流量，同时给水旁路调节门强制手动控制，电泵勺管强制手动控制。

投入差压控制的条件：当锅炉负荷小于30％BMCR且给水主路电动门在全关状态时，运行人员在人机交互画面上投入差压控制或给水一键自动控制后，差压控制模式投入。

投入流量控制的条件：当锅炉负荷大于30％BMCR且给水主路电动门未在全关状态时，运行人员在人机交互画面上投入给水一键自动控制，流量控制模式投入。或在任意工况下，运行人员投入流量控制按钮时，流量控制模式相应投入。

在旁路向主路切换条件满足后，运行人员操作人机交互画面上的旁路向主路一键切换按钮，电泵勺管或汽泵控制投入自动状态，延时5秒后，当给水流量偏差值小于0t/h时，或给水主路电动门开度大于40％且给水流量偏差值小于10t/h，且给水主路电动门无中停指令时，给水主路电动门输出打开指令，当运行人员操作切换暂停按钮时输出中停指令，或给水流量偏差值大于10t/h时输出中停指令30秒，或给水主路电动门开度大于40％输出中停指令30秒，或打开指令延时2秒输出中停指令20秒。当给水流量偏差值大于-5t/h时，减小给水旁路调节门指令。直至给水主路电动门全开。在切换过程中，运行人员随时可以通过人机交互画面操作暂停切换或退出切换过程。

在主路向旁路切换条件满足后，运行人员操作人机交互画面上的主路向旁路一键切换按钮，电泵勺管或汽泵控制投入自动状态，延时5秒后，当给水流量偏差值大于0t/h时，或给水主路电动门开度小于70％且给水流量偏差值大于-10t/h，且给水主路电动门无中停指令时，给水主路电动门输出关闭指令，当运行人员操作切换暂停按钮时输出中停指令，或给水流量偏差值小于-10t/h时输出中停指令30秒，或给水主路电动门开度小于70％输出中停指令30秒，或关闭指令延时2秒输出中停指令20秒。当给水流量偏差值小于5t/h时，增加给水旁路调节门指令。直至给水主路电动门全关。在切换过程中，运行人员随时可以通过人机交互画面操作暂停切换或退出切换过程。

随着机组不同负荷的变化，汽泵出力给水和电泵出力给水之间需要进行一键切换。原则也是切换时保持给水流量的不变。以一键切至汽泵给水为例介绍切换的过程。投入一键切至汽泵给水按钮后，电泵和汽泵再循环调节门全部投入自动状态，分别按照各自的入口流量值进行开环控制。电泵勺管投入自动并调节给水流量。同时按照一定的速率超驰增加汽泵的转速指令，当汽泵出口压力与电泵出口压力相差0.2MPa时，停止增加汽泵的转速。如果此时给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，电泵勺管切至手动状态，5秒后汽泵控制投入自动，同时按照一定的速率超驰减小电泵勺管的指令。当电泵出口压力与汽泵出口压力相差 0.5MPa时，切换过程结束。切换过程中随时可以退出一键切换，由运行人员手动控制。

给水主路与旁路切换过程中，当给水流量的设定值减去实际值大于20t/h，或者在一键切至电泵给水进行自动减小汽泵控制指令时，给水流量的设定值减去实际值大于10t/h时，前馈回路触发，按照每周期0.01％的速率增大电泵勺管的指令。此前馈回路可以实现触发条件满足时，在当前值的基础上开始增加，条件不满足时保持当前值不变，电泵勺管切手动时，前馈值为0。

实施例1：

根据图2到图12中的SAMA图可以在所有机组的任何DCS控制系统中使用系统自带的功能块进行逻辑组态，以完成给水一键全程自动控制。具体方法如下所示：

(1)将图2到图11中SAMA图的输入点替换为机组工程实际参数变量点、设备状态点和相应SAMA图中标识号的引用点；

(2)根据工程实际将给水旁路调节门、电泵勺管及汽泵控制输出指令进行输出点替换。

(3)在人机交互画面做“给水一键全程自动控制投入”按钮和“给水一键全程自动控制退出”按钮分别链接至图4中的P1和P2按钮功能块。

(4)在人机交互画面做“差压控制投入”按钮和“流量控制投入”按钮分别链接至图3中的P1和P2按钮功能块。

(5)在人机交互画面做“旁路向主路切换开始”按钮、“旁路向主路切换暂停”按钮和“旁路向主路切换退出”按钮分别链接至图12中的P1、P2和P3按钮功能块。

(6)在人机交互画面做“主路向旁路切换开始”按钮、“主路向旁路切换暂停”按钮和“主路向旁路切换退出”按钮分别链接至图12中的P4、P5和P6按钮功能块。

(7)在人机交互画面做“一键切电泵投入”按钮和“一键切电泵退出”按钮分别链接至图9中的P1和P2按钮功能块。

(8)在人机交互画面做“一键切汽泵投入”按钮和“一键切汽泵退出”按钮分别链接至图10中的P1和P2按钮功能块。

(9)将图2中的可投入的控制模式做到人机交互画面中显示，在画面中只显示4种控制模式状态为真值的模式，其它控制为假值的隐藏。

(10)将图3中的4种给水控制模式相应的输出点分别做到人机交互画面中“电泵勺管差压控制”、“电泵勺管流量控制”、“汽泵差压控制”和“汽泵流量控制”显示。

(11)修改SAMA图中高低限设定值、加减法运算增益值和切换模块的切换速率值等参数，整定PID模块参数及M/A手操器参数。

各部分控制功能的具体实施方法如下：

如图2所示，通过判断给水设备状态及参数给出当前工况下适合投入的给水控制模式，当主蒸汽流量小于30％BMCR、给水主路电动门全关、电泵出口电动门全开且电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5Mpa时可投入电泵出口差压控制模式。当主蒸汽流量小于30％BMCR、给水主路电动门全关、汽泵出口电动门全开且电泵出口压力比汽泵出口压力小于0.5Mpa时可投入汽泵出口差压控制模式。当主蒸汽流量大于30％BMCR、给水主路电动门未全关、电泵出口电动门全开且电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5Mpa时可投入电泵流量控制模式。当主蒸汽流量大于30％BMCR、给水主路电动门未全关、汽泵出口电动门全开且电泵出口压力比汽泵出口压力小于0.5Mpa时可投入汽泵流量控制模式。

如图3所示，差压控制及流量控制模式之间的切换逻辑，差压控制的投入条件为主蒸汽流量小于30％BMCR且给水主路电动门全关，而流量控制模式在投入一键全程自动控制时需要判断主蒸汽流量大于30％BMCR且给水主路电动门未全关的条件外，在机组运行的任何工况，运行人员可以通过操作人机交互画面上的流量控制投入按钮就可以切换到流量控制模式。在旁路向主路切换过程中，主路向旁路切换过程中及一键切至汽泵给水过程中和一键切到电泵给水过程中，都会自动切换至给水流量控制模式。

如图4所示，给水一键自动控制投入及切除条件，投入条件为锅炉已点火且给水流量大于330t/h且给水控制模式可投入的条件满足，通过人机交互画面上的投入按钮即可投入。切除条件为锅炉灭火或给水流量小于310t/h或在投入给水一键自动控制10秒后给水旁路调节门，电泵勺管和汽泵控制都在手动状态。

如图5所示，给水旁路调节门控制逻辑图，给水旁路调节门只调节给水流量，当给水控制模式为流量控制模式时，给水旁路调节门强制切至手动状态。当给水控制模式为差压控制模式时，投入给水一键全程自动控制，给水旁路调节门投入自动状态。在给水旁路及主路相互切换时也要强制切至手动状态。在旁路向主路切换，减小给水旁路调节门指令为真值时，给水旁路调节门指令按照当前指令每扫描周期减小一定的速率S2逐渐减小，减小给水旁路调节门指令为假值时，保持当前指令不变。在主路向旁路切换，增加给水旁路调节门指令为真值时，给水旁路调节门指令按照当前指令每扫描周期增大一定的速率S1逐渐增加，增加给水旁路调节门指令为假值时，保持当前指令不变。为防止断水，在主路向旁路切换时，给水旁路调节门的指令小于60％时指令增加的速率是给水流量偏差对应的函数F1输出值，当指令大于60％时增加的速率则是F1输出值的0.4倍。同理，在旁路向主路切换时，给水旁路调节门的指令大于70％时指令减小的速率是给水流量偏差对应的函数F2输出值，当指令小于70％时减小的速率则是F2输出值的0.2倍。F1和F2的函数对应曲线如下表1和表2所示。

表1主路向旁路切换时给水流量偏差值对应的速率

表2旁路向主路切换时给水流量偏差值对应的速率

如图6所示，给水主路电动门在旁路向主路切换时的控制逻辑，在切换条件满足后，运行人员操作人机交互画面上的旁路向主路一键切换按钮，电泵勺管或汽泵控制投入自动状态，延时5秒后，当给水流量偏差值小于0t/h时，或给水主路电动门开度大于40％且给水流量偏差值小于10t/h，且给水主路电动门无中停指令时，给水主路电动门输出打开指令，当运行人员操作切换暂停按钮时输出中停指令，或给水流量偏差值大于10t/h时输出中停指令30秒，或给水主路电动门开度大于40％输出中停指令30秒，或打开指令延时2秒输出中停指令20秒。当给水流量偏差值大于-5t/h时，减小给水旁路调节门指令。直至给水主路电动门全开。在切换过程中，运行人员随时可以通过人机交互画面操作暂停切换或退出切换过程。

如图7所示，给水主路电动门在主路向旁路切换时的控制逻辑，在切换条件满足后，运行人员操作人机交互画面上的主路向旁路一键切换按钮，电泵勺管或汽泵控制投入自动状态，延时5秒后，当给水流量偏差值大于0t/h时，或给水主路电动门开度小于70％且给水流量偏差值大于-10t/h，且给水主路电动门无中停指令时，给水主路电动门输出关闭指令，当运行人员操作切换暂停按钮时输出中停指令，或给水流量偏差值小于-10t/h时输出中停指令30秒，或给水主路电动门开度小于70％输出中停指令30秒，或关闭指令延时2秒输出中停指令20秒。当给水流量偏差值小于5t/h时，增加给水旁路调节门指令。直至给水主路电动门全关。在切换过程中，运行人员随时可以通过人机交互画面操作暂停切换或退出切换过程。

如图8所示，电泵勺管的控制逻辑，当一键切至电泵给水进行时增加电泵勺管指令为真值时，电泵勺管指令按照每周期0.01％的速率逐渐增加，为假值时，保持当前指令不变。当一键切至汽泵给水进行时减小电泵勺管指令为真值时，电泵勺管指令按照每周期0.01％的速率逐渐减小，为假值时，保持当前指令不变。当投入差压控制模式时，电泵勺管调节高加入口压力与省煤器入口压力的差值，反之投入流量控制模式时则调节给水流量。当给水主路与旁路切换过程中，给水流量的设定值减去实际值大于20t/h时，或者在一键切至电泵给水进行自动减小汽泵控制指令，且给水流量的设定值减去实际值大于10t/h时，前馈回路触发，按照每周期0.01％的速率增大电泵勺管的指令。此前馈回路可以实现触发条件满足时，在当前值的基础上开始增加，条件不满足时保持当前值不变，电泵勺管切手动时，前馈值为0。

如图9所示，一键切至电泵给水的控制逻辑。切换开始条件为电泵出口电动门在全开位置，汽泵控制可投入自动的条件满足且电泵运行。切换退出条件为电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5Mpa或给水流量实际值与设定值偏差大于100t/h。切换开始后，汽泵控制投入自动状态，电泵和汽泵的再循环调节门投入自动状态。当汽泵出口压力比电泵出口压力大 0.2Mpa时，自动增加电泵勺管的指令。当汽泵出口压力与电泵出口压力差值在0.2Mpa且给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，延时5秒汽泵控制强制切到手动状态，延时10 秒电泵勺管投入自动状态，再逐渐减小汽泵控制指令，当电泵出口压力比汽泵出口压力大于 0.5Mpa时，一键切换至电泵给水过程结束。

如图10所示，一键切至汽泵给水的控制逻辑。切换开始条件为汽泵出口电动门在全开位置，电泵控制可投入自动的条件满足且汽泵转速大于3100RPM。切换退出条件为汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa或给水流量实际值与设定值偏差大于100t/h。切换开始后，电泵勺管投入自动状态，电泵和汽泵的再循环调节门投入自动状态。当电泵出口压力比汽泵出口压力大0.2Mpa时，自动增加汽泵控制的指令。当汽泵出口压力与电泵出口压力差值在0.2Mpa且给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，延时5秒电泵勺管强制切到手动状态，延时10秒汽泵控制投入自动状态，再逐渐减小电泵勺管指令，当汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa时，一键切换至汽泵给水过程结束。

如图11所示，汽泵的控制逻辑，当一键切至汽泵给水进行时增加汽泵控制指令为真值时，汽泵控制指令按照每周期0.01％的速率逐渐增加，为假值时，保持当前指令不变。当一键切至电泵给水进行时减小汽泵控制指令为真值时，电泵勺管指令按照每周期0.01％的速率逐渐减小，为假值时，保持当前指令不变。当投入差压控制模式时，汽泵控制调节高加入口压力与省煤器入口压力的差值，反之投入流量控制模式时则调节给水流量。当给水主路与旁路切换过程中，给水流量的设定值减去实际值大于20t/h时，或者在一键切至汽泵给水进行自动减小电泵勺管指令，且给水流量的设定值减去实际值大于10t/h时，前馈回路触发，按照每周期0.01％的速率增大汽泵控制的指令。此前馈回路可以实现触发条件满足时，在当前值的基础上开始增加，条件不满足时保持当前值不变，汽泵控制切手动时，前馈值为0。

如图12所示，给水主路与旁路切换条件及退出的控制逻辑，旁路向主路切换的条件为给水主路电动门未全开且主蒸汽流量大于20％BMCR，退出条件为给水主路电动门全开或在切换过程中，电泵勺管或汽泵控制切为手动状态。主路向旁路切换的条件为给水主路电动门未全关且主蒸汽流量小于30％BMCR。退出条件为给水主路电动门全关或在切换过程中，电泵勺管或汽泵控制切为手动状态。

Claims (10)

1.超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，其步骤为：

a)锅炉点火；

b)判断锅炉负荷是否>30％BMCR，若是，则同时进行步骤b1)和b2)；若否，则进行c)；

b1)判断给水主路电动门是否关闭，若是，则控制旁路向主路一键切换；若否，则控制主路向旁路一键切换；

b2)判断电泵是否运行，若是，则进行步骤b21)；若否，则进行步骤b22)；

b21)判断汽泵是否运行，若是，一键切至汽泵给水或一键切至电泵给水，若否，则启动电泵流量控制模式且给水旁路调节门强制手动控制；

b22)判断汽泵是否运行，若是，则给水旁路调节门强制手动控制且启动汽泵流量控制模式；

c)判断电泵是否运行，若是，则启动电泵差压控制模式且给水旁路调节门调节给水流量；若否，则进行步骤c1)；

c1)判断汽泵是否运行，若是，则给水旁路调节门调节给水流量且启动汽泵差压控制模式。

2.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，

所述的电泵差压控制模式的判别依据为：当锅炉负荷小于30％BMCR，给水主路电动门在全关状态且电泵出口电动门全开，同时电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至电泵差压控制模式；

所述的汽泵差压控制模式的判别依据为：当锅炉负荷小于30％BMCR，给水主路电动门在全关状态且汽泵出口电动门全开，同时汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至汽泵差压控制模式；

所述的电泵流量控制模式的判别依据为：当锅炉负荷大于30％BMCR，给水主路电动门未在全关状态且电泵出口电动门全开，同时电泵出口压力比汽泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至电泵流量控制模式；

所述的汽泵流量控制模式的判别依据为：当锅炉负荷大于30％BMCR，给水主路电动门未在全关状态且汽泵出口电动门全开，同时汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5MPa时，投入一键自动控制按钮则自动切至汽泵流量控制模式。

3.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，所述的电泵差压控制模式为：电泵勺管单回路控制给水差压，给水旁路调节门单回路控制给水流量，汽泵强制手动控制。

4.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，所述的汽泵差压控制模式为：汽泵单回路控制给水差压，给水旁路调节门单回路控制给水流量，电泵勺管强制手动控制。

5.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，所述的电泵流量控制模式为：电泵勺管单回路控制给水流量，同时给水旁路调节门强制手动控制，汽泵强制手动控制。

6.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，所述的汽泵流量控制模式为：汽泵单回路控制给水流量，同时给水旁路调节门强制手动控制，电泵勺管强制手动控制。

7.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，所述的步骤b1)中，旁路向主路一键切换具体为：

一键切换开始；

以给水流量的实际值与设定值的偏差的大小作为打开和中停给水主路电动门及关闭给水旁路调节门的依据：当给水流量的实际值减去设定值小于等于0t/h时，打开给水主路电动门，当给水流量的实际值减去设定值大于10t/h时，中停给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值大于等于-5t/h时，给水旁路调节门按照速率S1关闭给水旁路调节门；

当给水主路电动门开度大于40％时，中停给水主路电动门，而后给水主路电动门将按照每次打开2秒，中停20秒的程序慢慢开启，直至给水主路电动门达到全开和给水旁路调节门全关的位置；

旁路向主路切换完成。

8.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，所述的步骤b1)中，主路向旁路一键切换具体为：

一键切换开始；

以给水流量的实际值与设定值的偏差的大小作为关闭和中停给水主路电动门及打开给水旁路调节门的依据：当给水流量的实际值减去设定值大于等于0t/h时，关闭给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值小于-10t/h时中停给水主路电动门；当给水流量的实际值减去设定值小于等于5t/h时，给水旁路调节门按照速率S2打开给水旁路调节门；

当给水主路电动门开度小于70％时，中停给水主路电动门，给水主路电动门将按照每次关闭2秒，中停20秒的程序慢慢关闭，直至给水主路电动门达到全关和给水旁路调节门全开的位置；

主路向旁路切换完成。

9.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，所述的步骤b21)中，一键切至汽泵给水：

开始条件为：汽泵出口电动门在全开位置，电泵控制可投入自动的条件满足且汽泵转速大于3100RPM；

切换退出条件为：汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa或给水流量实际值与设定值偏差大于100t/h；

切换开始后，电泵勺管投入自动状态，电泵和汽泵的再循环调节门投入自动状态，当电泵出口压力比汽泵出口压力大0.2Mpa时，自动增加汽泵控制的指令；当汽泵出口压力与电泵出口压力差值在0.2Mpa且给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，延时5秒电泵勺管强制切到手动状态，延时10秒汽泵控制投入自动状态，再逐渐减小电泵勺管指令；当汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa时，一键切换至汽泵给水过程结束。

10.根据权利要求1所述的超临界直流锅炉给水一键全程自动控制方法，其特征在于，所述的步骤b21)中，一键切至电泵给水：

开始条件为：汽泵出口电动门在全开位置，电泵控制可投入自动的条件满足且汽泵转速大于3100RPM；

切换退出条件为：汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa或给水流量实际值与设定值偏差大于100t/h；

切换开始后，电泵勺管投入自动状态，电泵和汽泵的再循环调节门投入自动状态；当电泵出口压力比汽泵出口压力大0.2Mpa时，自动增加汽泵控制的指令；当汽泵出口压力与电泵出口压力差值在0.2Mpa且给水流量实际值与设定值偏差在30t/h内时，延时5秒电泵勺管强制切到手动状态，延时10秒汽泵控制投入自动状态，再逐渐减小电泵勺管指令；当汽泵出口压力比电泵出口压力大于0.5Mpa时，一键切换至汽泵给水过程结束。

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