CN111983920B - 一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，该方法在火电机组常规负荷工况与深度调峰工况间，采用CBF协调控制方式与阀限协调控制方式的无扰切换；其中阀限协调控制方式具体为：在深度调峰工况下，采用汽轮机顺序阀最后两阀阀位限制的协调控制方式。与现有技术相比，本发明具有即不影响机组常规负荷段快速负荷响应控制，又能实现机组深度调峰安全经济控制等优点。
Description
技术领域
本发明涉及热工自动控制及保护技术领域，尤其是涉及一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法。
背景技术
当前火电机组为满足电网AGC快速负荷响应要求，其协调控制方式大都采用锅炉控制主汽压力、汽机控制机组负荷的CBF(以炉跟机为基础的协调控制方式)。对于汽轮机采用顺序阀喷嘴配汽的发电机组，其在机组负荷工况变化过程中，汽轮机各个进汽调阀通过设置重叠度和有序开启/关闭，实现机组负荷的快速响应控制。但由于在深度调峰工况下汽机存在较大的进汽节流和进汽不均，汽轮机顺序阀最后两阀容易大幅向下关闭，容易出现振动、轴向位移增加和瓦温上升等危险工况，将大大限制机组低负荷工况下的负荷控制和安全稳定运行能力。同时，较大的进汽节流引起较多的节流损失，影响机组深度调峰运行经济性。
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火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，该方法在火电机组常规负荷工况与深度调峰工况间，采用CBF协调控制方式与阀限协调控制方式的无扰切换；其中阀限协调控制方式具体为：在深度调峰工况下，采用汽轮机顺序阀最后两阀阀位限制的协调控制方式。
优选地，该方法在深度调峰期间，汽轮机维持接近两阀全开和两阀全关的两阀点运行方式。
优选地，该方法具体包括以下步骤：
步骤1)根据汽轮机顺序阀阀门流特性曲线，计算顺序阀最后两阀将要关闭时对应的汽机流量指令Ne；
步骤2)设置汽机流量指令下限；
步骤3)设计锅炉控制机组负荷的控制回路，同时设计汽轮机主控阀限控制回路，当机组进入深度调峰阀限协调控制方式时，汽轮机主控负荷控制回路输出跟踪阀限控制回路；
步骤4)机组减负荷进入深度调峰工况，当机组负荷低于设定阈值，且汽机流量指令接近Ne时，锅炉主控无扰切换至负荷控制回路，汽机主控输出维持定值Ne，机组进入深度调峰阀限协调控制方式；
步骤5)机组减负荷进入深度调峰工况，当机组负荷低于设定阈值，汽机流量指令高于Ne，且机组处于稳定负荷工况时，则增加锅炉燃料指令，使锅炉能量大于机组负荷指令，借助汽机负荷控制功能，逐渐减少汽机流量指令，直至接近Ne，按照步骤3)进入深度调峰阀限协调控制方式；
步骤6)机组负荷高于设定阈值且处于升负荷状态时，锅炉主控由负荷控制回路无扰切换至汽压控制回路，汽机主控由定值输出无扰切换至负荷控制回路，退出深度调峰阀限协调控制方式，恢复常规CBF协调控制方式。
优选地，所述的步骤2)中的下限在低于50％Pe负荷工况且为协调控制方式下时为Ne，否则为0，其中Pe为额定负荷。
优选地，所述的步骤3)锅炉控制机组负荷的控制回路与锅炉汽压控制回路之间设置无扰跟踪和切换功能。
优选地，所述的步骤4)、5)和6)中的设定阈值为45％Pe。
优选地，所述的步骤4)中的汽机流量指令接近Ne为汽机流量指令与Ne的差值小于1％。
优选地，所述的步骤5)中的汽机流量指令高于Ne为汽机流量指令与Ne的差值大于1％。
优选地，所述的步骤5)中的增加锅炉燃料指令具体为增加(2-5)t/h。
优选地，机组进入深度调峰阀限协调控制方式下，顺序阀第三个阀门为全关或者由于存在重叠度而具有一定开度，利用该阀门参与一次调频响应控制。
与现有技术相比，本发明具有即不影响机组常规负荷段快速负荷响应控制，又能实现机组深度调峰安全经济控制的优点。
附图说明
图1为实施例的630MW机组深度调峰安全经济协调控制实施过程曲线图。
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。
本发明火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，该方法在火电机组深度调峰工况下，设计采用汽轮机顺序阀最后两阀阀位限制的协调控制方式，避免最后两阀节流关小，影响机组安全稳定运行。同时，深度调峰期间汽轮机维持接近两阀全开和两阀全关的两阀点运行方式，汽轮机效率最佳，有利于提高机组深度调峰运行经济性。设计常规负荷工况与深度调峰间，CBF协调控制方式与上述阀限协调控制方式间的无扰切换功能，即不影响机组常规负荷段快速负荷响应控制，又能实现机组深度调峰安全经济控制。
本发明火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，具体过程如下：
1)根据汽轮机顺序阀阀门流特性曲线，计算顺序阀最后两阀将要关闭时对应的汽机流量指令Ne；
2)设置汽机流量指令下限，该下限在低于50％Pe(额定负荷)负荷工况且为协调方式下时为Ne，否则为0；
3)设计锅炉控制机组负荷的控制回路，且该回路与锅炉汽压控制回路之间设置无扰跟踪和切换功能；设计汽机主控阀限控制回路，当机组进入深度调峰阀限协调控制方式，汽机主控负荷控制回路输出跟踪阀限控制回路；
4)机组减负荷进入深度调峰工况，当机组负荷低于45％Pe，且汽机流量指令接近Ne(两者偏差小于1％)时，锅炉主控无扰切换至负荷控制回路，汽机主控输出维持定值Ne，机组进入深度调峰阀限协调控制方式；
5)机组减负荷进入深度调峰工况，当机组负荷低于45％Pe，汽机流量指令高于Ne(两者偏差大于1％)，且机组处于稳定负荷工况时，则增加锅炉燃料指令(增加2-5t/h)，使锅炉能量略偏大于机组负荷指令，借助汽机负荷控制功能，逐渐减少汽机流量指令，直至接近Ne，按照步骤(3)进入深度调峰阀限协调控制方式；
6)机组负荷高于45％Pe，且处于升负荷状态时，锅炉主控由负荷控制回路无扰切换至汽压控制回路，汽机主控由定值输出无扰切换至负荷控制回路，退出深度调峰阀限协调控制方式，恢复常规CBF协调控制方式。
7)机组进入深度调峰阀限协调控制方式下，顺序阀第三个阀门可能全关，也可能由于存在重叠度而具有一定开度，利用该阀门参与一次调频响应控制。
具体实施例
如图1所示，某630MW机组深度调峰安全经济协调控制实施：
1)根据汽轮机顺序阀阀门流特性曲线，计算顺序阀最后两阀将要关闭时对应的汽机流量指令为410MW；
2)设置汽机流量指令下限，该下限在低于315MW负荷工况且为协调方式下时为410MW，否则为0；
3)设计锅炉控制机组负荷的控制回路，且该回路与锅炉汽压控制回路之间设置无扰跟踪和切换功能；设计汽机主控阀限控制回路，
3)设计锅炉控制机组负荷的控制回路，且该回路与锅炉汽压控制回路之间设置无扰跟踪和切换功能；设计汽机主控阀限控制回路，当机组进入深度调峰阀限协调控制方式，汽机主控负荷控制回路输出跟踪阀限控制回路；
4)机组减负荷进入深度调峰工况，当机组负荷低于280MW，且汽机流量指令接近410MW(两者偏差小于6.3MW)时，锅炉主控无扰切换至负荷控制回路，汽机主控输出维持定值410MW，机组进入深度调峰阀限协调控制方式；
5)机组减负荷进入深度调峰工况，当机组负荷低于280MW，汽机流量指令高于410MW(两者偏差大于6.3MW)，且机组处于稳定负荷工况时，则锅炉燃料指令增加3t/h，使锅炉能量略偏大于机组负荷指令，借助汽机负荷控制功能，逐渐减少汽机流量指令，直至接近410MW，按照步骤(3)进入深度调峰阀限协调控制方式；
6)机组负荷高于450MW，且处于升负荷状态时，锅炉主控由负荷控制回路无扰切换至汽压控制回路，汽机主控由定值输出无扰切换至负荷控制回路，退出深度调峰阀限协调控制方式，恢复常规CBF协调控制方式。
7)机组进入深度调峰阀限协调控制方式下，顺序阀第三个阀门由于重叠度而具有5％开度，利用该阀门参与一次调频响应控制。
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)
1.一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，其特征在于，该方法在火电机组常规负荷工况与深度调峰工况间，采用CBF协调控制方式与阀限协调控制方式的无扰切换；其中阀限协调控制方式具体为：在深度调峰工况下，采用汽轮机顺序阀最后两阀阀位限制的协调控制方式；
该方法具体包括以下步骤：
步骤1）根据汽轮机顺序阀阀门流特性曲线，计算顺序阀最后两阀将要关闭时对应的汽机流量指令Ne；
步骤2）设置汽机流量指令下限；
步骤3）设计锅炉控制机组负荷的控制回路，同时设计汽轮机主控阀限控制回路，当机组进入深度调峰阀限协调控制方式时，汽轮机主控负荷控制回路输出跟踪阀限控制回路；
步骤4）机组减负荷进入深度调峰工况，当机组负荷低于设定阈值，且汽机流量指令接近Ne时，锅炉主控无扰切换至负荷控制回路，汽机主控输出维持定值Ne，机组进入深度调峰阀限协调控制方式；
步骤5）机组减负荷进入深度调峰工况，当机组负荷低于设定阈值，汽机流量指令高于Ne，且机组处于稳定负荷工况时，则增加锅炉燃料指令，使锅炉能量大于机组负荷指令，借助汽机负荷控制功能，逐渐减少汽机流量指令，直至接近Ne，按照步骤3）进入深度调峰阀限协调控制方式；
步骤6）机组负荷高于设定阈值且处于升负荷状态时，锅炉主控由负荷控制回路无扰切换至汽压控制回路，汽机主控由定值输出无扰切换至负荷控制回路，退出深度调峰阀限协调控制方式，恢复常规CBF协调控制方式；
所述的步骤4）中的汽机流量指令接近Ne为汽机流量指令与Ne的差值小于1%。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，其特征在于，该方法在深度调峰期间，汽轮机维持两阀全开和两阀全关的两阀点运行方式。
3.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，其特征在于，所述的步骤2）中的下限在低于50%Pe负荷工况且为协调控制方式下时为Ne，否则为0，其中Pe为额定负荷。
4.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，其特征在于，所述的步骤3）锅炉控制机组负荷的控制回路与锅炉汽压控制回路之间设置无扰跟踪和切换功能。
5.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，其特征在于，所述的步骤4）、5）和6）中的设定阈值为45%Pe。
6.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，其特征在于，所述的步骤5）中的汽机流量指令高于Ne为汽机流量指令与Ne的差值大于1%。
7.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，其特征在于，所述的步骤5）中的增加锅炉燃料指令具体为增加（2-5）t/h。
8.根据权利要求1所述的一种火电机组深度调峰用的安全经济协调控制方法，其特征在于，机组进入深度调峰阀限协调控制方式下，顺序阀第三个阀门为全关或者由于存在重叠度而具有一定开度，利用该阀门参与一次调频响应控制。
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