CN112377890B - 一种二次再热机组烟气再循环量调节方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二次再热机组烟气再循环量调节方法及系统，所述调节方法包括：采集二次再热机组的再热汽温实际值；利用第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量；利用第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值；在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率。本发明基于监测屏过段辐射吸热变化引起的焓增关系，来提前反应由于烟气再循环引起的一次和二次再热汽温变化，即，直接通过焓增变化确定汽温变化程度，从而提高由于时间滞后，由烟气再循环变化引起的一次和二次再热汽温的波动。避免了发生再热器超温现象并提高了调温的准确性。

Description

一种二次再热机组烟气再循环量调节方法及系统
技术领域
本发明涉及二次再热机组控制技术领域，特别涉及一种二次再热机组烟气再循环量调节方法及系统。
背景技术
常规火电厂机组变工况下汽温波动较大，为维持汽温稳定在设计值且不降低其电厂效率，通常在烟气侧采用调温手段。目前常用的再热汽温调温手段有摆动燃烧器调节，烟气挡板调节和烟气再循环调温方式。由于烟气再循环通过增加再循环烟气量，进而影响对流特性的再热器汽温。但是电厂再热器基本位于炉膛水平烟道处，其位置比较靠后，对于烟气再循环率改变时，再热汽温变化存在迟滞的特点，时常发生再热器超温现象，这对于火电厂运行是极为不利的。常规火电厂前馈控制信号可采用温度传感器，但是针对屏过段研究，发现屏过段由于喷水减温的存在，若一味采用温度作为信号输入，可能会受喷水减温影响，这与实际情况是不相符的，影响了调温的准确性，如果避免发生再热器超温现象并提高调温的准确性，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种二次再热机组烟气再循环量调节方法及系统，以避免发生再热器超温现象并提高调温的准确性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种二次再热机组烟气再循环量调节方法，所述调节方法包括如下步骤：
采集二次再热机组的再热汽温实际值；所述再热汽温实际值包括二次再热机组的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热机组的二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值；
根据再热汽温实际值和再热汽温设定值的差值，利用再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量；
根据所述屏式过热器段焓增改变量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值；
在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求。
可选的，所述在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求，具体包括：
使烟气再循环率增加p/2；其中，p为烟气再循环率改变值；并初始化n的数值为1；
判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示否，则使烟气再循环率增加p/3n；
获取烟气再循环率调节后的屏式过热器段焓增变化值q；
判断公式q＜m是否成立，获得第二判断结果；其中，m表示屏式过热器段焓增改变量；
若所述第二判断结果表示是，则，令n的数值增加1，返回步骤“判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果”；
若所述第一判断结果表示是或所述第二判断结果表示否，则停止调节。
可选的，所述在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求，之前还包括：
判断二次再热机组的燃烧过程中的燃烧成分是否改变，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果表示是，则根据燃料低位发热量与屏过段焓值的关系曲线，确定燃料低位发热量对应的屏式过热器段焓增改变修正量；
根据所述屏式过热器段焓增改变修正量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变修正量对应的烟气再循环率改变修正量；
烟气再循环率改变修正量对所述烟气再循环率改变值进行修正，获得修正后的烟气再循环率改变值。
可选的，所述第一拟合关系式包括：一次再热器热段的第一拟合关系式和二次再热器热段的第一拟合关系式；
所述一次再热器热段的第一拟合关系式为y1＝-0.7253x1-0.11664，y1＝-0.83565x1-0.07282，y1＝-0.91146x1-0.06384，y1＝-1.04776x1+0.0766，y1＝-0.95986x1-0.04547，y1＝-1.04485x1-0.06674，y1＝-1.2424x1-0.37173，y1＝-1.30208x1-0.28787或y1＝-1.30063x1+0.03076；其中，y1为一次再热器热段的再热蒸汽，x1为一次再热器热段的屏过段焓增；
所述二次再热器热段的第一拟合关系式为y2＝-0.83818x2-0.14464，y2＝-0.94392x2-0.06797，y2＝-1.04084x2-0.11779，y2＝-1.21285x2+0.12252，y2＝-1.1777x2-0.07657，y2＝-1.28797x2-0.14372，y2＝-1.4952x2-0.50692，y2＝-1.57411x2-0.38426或y2＝-1.59009x2-0.06078；其中，y2为二次再热器热段的再热蒸汽，x2为二次再热器热段的屏过段焓增；
所述屏式过热器段焓增改变量为一次再热器热段的屏过段焓增和二次再热器热段的屏过段焓增的改变量的和。
可选的，所述第二拟合关系式为:y3＝-2.18x3-0.12143，y3＝-2.07643x3-0.08714，y3＝-1.98607x3-0.08571，y3＝-1.86036x3+0.01857，y3＝-1.78536x3-0.07714，y3＝-1.66036x3-0.02286，y3＝-1.57714x3-0.19571，y3＝-1.51893x3-0.14429或y3＝-1.49143x3+0.07857；其中，y3为屏过段焓增，x3为烟气再循环率。
一种二次再热机组烟气再循环量调节系统，所述调节系统包括：
再热汽温实际值采集模块，用于采集二次再热机组的再热汽温实际值；所述再热汽温实际值包括二次再热机组的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热机组的二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值；
屏式过热器段焓增改变量计算模块，用于根据再热汽温实际值和再热汽温设定值的差值，利用再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量；
烟气再循环率改变值计算模块，用于根据所述屏式过热器段焓增改变量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值；
调节模块，用于在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求。
可选的，所述调节模块，具体包括：
第一调节子模块，用于使烟气再循环率增加p/2；其中，p为烟气再循环率改变值；并初始化n的数值为1；
第一判断子模块，用于判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果；
第二调节子模块，用于若所述第一判断结果表示否，则使烟气再循环率增加p/3n；
屏式过热器段焓增变化值获取子模块，用于获取烟气再循环率调节后的屏式过热器段焓增变化值q；
第二判断子模块，用于判断公式q＜m是否成立，获得第二判断结果；其中，m表示屏式过热器段焓增改变量；
返回子模块，用于若所述第二判断结果表示是，则，令n的数值增加1，返回步骤“判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果”；
调节停止子模块，用于若所述第一判断结果表示是或所述第二判断结果表示否，则停止调节。
可选的，所述调节系统还包括：
第三判断模块，用于判断二次再热机组的燃烧过程中的燃烧成分是否改变，获得第三判断结果；
屏式过热器段焓增改变修正量确定模块，用于若所述第三判断结果表示是，则根据燃料低位发热量与屏过段焓值的关系曲线，确定燃料低位发热量对应的屏式过热器段焓增改变修正量；
烟气再循环率改变修正量计算模块，用于根据所述屏式过热器段焓增改变修正量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变修正量对应的烟气再循环率改变修正量；
修正模块，用于烟气再循环率改变修正量对所述烟气再循环率改变值进行修正，获得修正后的烟气再循环率改变值。
可选的，所述第一拟合关系式包括：一次再热器热段的第一拟合关系式和二次再热器热段的第一拟合关系式；
所述一次再热器热段的第一拟合关系式为y1＝-0.7253x1-0.11664，y1＝-0.83565x1-0.07282，y1＝-0.91146x1-0.06384，y1＝-1.04776x1+0.0766，y1＝-0.95986x1-0.04547，y1＝-1.04485x1-0.06674，y1＝-1.2424x1-0.37173，y1＝-1.30208x1-0.28787或y1＝-1.30063x1+0.03076；其中，y1为一次再热器热段的再热蒸汽，x1为一次再热器热段的屏过段焓增；
所述二次再热器热段的第一拟合关系式为y2＝-0.83818x2-0.14464，y2＝-0.94392x2-0.06797，y2＝-1.04084x2-0.11779，y2＝-1.21285x2+0.12252，y2＝-1.1777x2-0.07657，y2＝-1.28797x2-0.14372，y2＝-1.4952x2-0.50692，y2＝-1.57411x2-0.38426或y2＝-1.59009x2-0.06078；其中，y2为二次再热器热段的再热蒸汽，x2为二次再热器热段的屏过段焓增；
所述屏式过热器段焓增改变量为一次再热器热段的屏过段焓增和二次再热器热段的屏过段焓增的改变量的和。
可选的，所述第二拟合关系式为:y3＝-2.18x3-0.12143，y3＝-2.07643x3-0.08714，y3＝-1.98607x3-0.08571，y3＝-1.86036x3+0.01857，y3＝-1.78536x3-0.07714，y3＝-1.66036x3-0.02286，y3＝-1.57714x3-0.19571，y3＝-1.51893x3-0.14429或y3＝-1.49143x3+0.07857；其中，y3为屏过段焓增，x3为烟气再循环率。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种二次再热机组烟气再循环量调节方法及系统，所述调节方法包括如下步骤：采集二次再热机组的再热汽温实际值；所述再热汽温实际值包括二次再热机组的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热机组的二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值；根据再热汽温实际值和再热汽温设定值的差值，利用再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量；根据所述屏式过热器段焓增改变量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值；在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求。本发明基于监测屏过段辐射吸热变化引起的焓增关系，来提前反应由于烟气再循环引起的一次和二次再热汽温变化，使得烟气再循环再热汽温调节方法可以不通过最终一次、二次再热汽温变化，而是直接通过焓增变化就可以提前知道汽温变化程度，从而提高由于时间滞后，由烟气再循环变化引起的一次和二次再热汽温的波动，实现一次和二次再热汽温的前馈调节。避免了发生再热器超温现象并提高了调温的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种二次再热机组烟气再循环量调节方法的流程图；
图2为本发明提供的屏式过热器出口焓值的热平衡图；
图3为本发明提供的二次再热锅炉锅炉侧受热面热力系统图；
图4为本发明提供的波动变化图；其中，图4(a)为一次再热汽温和二次再热汽温随机组发电功率的波动图，图4(b)为机组发电功率的波动图；
图5为本发明实施例1提供的再热蒸汽的变化曲线图；其中，图5(a)为一次再热蒸汽的温度随屏过段焓值的变化曲线图，图5(b)为二次再热蒸汽的温度随屏过段焓值的变化曲线图，图5(c)为一次再热蒸汽的烟气再循环率随屏过段焓值的变化曲线图，图5(d)为二次再热蒸汽的烟气再循环率随屏过段焓值的变化曲线图；
图6为本发明实施例2提供的焓增、烟气再循环率及汽温变化关系曲线图；其中，图6(a)为焓增与汽温变化关系曲线图，图6(b)为焓增与烟气再循环率变化关系曲线图；
图7为本发明实施例3提供的再热汽温和低位发热量随屏过自辐射焓增变化的关系曲线图；其中，图7(a)再热汽温随屏过自辐射焓增变化的关系曲线图，图7(b)低位发热量随屏过自辐射焓增变化的关系曲线图；
图8为本发明提供的二次再热机组烟气再循环量调节方法的调节逻辑图。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种二次再热机组烟气再循环量调节方法及系统，以避免发生再热器超温现象并提高调温的准确性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种二次再热机组烟气再循环量调节方法，所述调节方法包括如下步骤：
步骤101，采集二次再热机组的再热汽温实际值；所述再热汽温实际值包括二次再热机组的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热机组的二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值。
本发明定义二次再热机组设定汽温为T’，实际汽温数值为T”；
那么此时用测温仪表测得的再热实际汽温记为T1”、T2”，其中T1”、T2”分别表示实际测的的机组一次再热器热段的出口蒸汽温度和二次再热器热段的出口蒸汽温度。
步骤102，根据再热汽温实际值和再热汽温设定值的差值，利用再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量。
根据采集到的再热汽温实际值与当前工况下热力系统设定值进行计算，得到偏差；
ΔT＝T”-T’ (1)
式中ΔT为当前工况下机组的再热汽温实际值与再热汽温设定值的差值，T”为再热汽温实际值，T’为再热汽温设定值；
根据公式(1)，将步骤101采集到的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值与当前负荷下的设定汽温作差，分别算出一次再热和二次再热汽温偏差。
基于一次再热和二次再热汽温偏差，控制系统根据表1再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式计算出为消除此再热汽温偏差下的屏式过热器段焓增改变量。
本发明定义机组实际运行的再热蒸汽汽温为Y轴、屏过段焓增大小为X轴，利用数据拟合工具拟合出再热汽温与屏过段焓值变化关系式；同理定义屏过段焓增大小为Y轴,烟气再循环率为X轴，拟合出屏过段焓值与烟气再循环率的变化关系式，得到表1所示的拟合关系式。
表1拟合关系式
Figure GDA0003107795170000081
Figure GDA0003107795170000091
具体计算过程如下：
假设某一时刻机组变动后工况为50％工况，偏差为s，根据表1得出一再蒸汽温度与屏过段焓增关系式为y1＝-0.7253x1-0.11664(不同工况下关系式不同，这里的关系式为50％工况)，输入此时y1＝s，得出屏过段焓增x1＝m(m的正负代表屏过段焓增的增加或减少，数值代表增减的幅度)；
如图2所示为屏式过热器出口焓值的热平衡图，本发明选取屏式过热器及其前的一级喷水减温装置作为本发明的热平衡监测和分析对象，因此，所计算出的焓值包括此区间内的屏式过热器蒸汽焓增和喷水焓值之和。根据图3中封闭系统内各参数分布，得出焓值变化热平衡方程公式：
Figure GDA0003107795170000092
m2＝m1+m3 (3)
式中：Δh表示当前工况下屏过段焓增数值，kJ/kg；ΔQ表示屏过段热量的变化量，kJ；M表示屏过段工质质量流量，kg；m1表示屏过段入口蒸汽质量流量，kg；h1表示屏过段入口蒸汽单位质量焓值，kJ/kg；m2表示屏过段出口蒸汽质量流量，kg；h2表示屏过段出口蒸汽单位质量焓值，kJ/kg；m3表示屏过段减温水质量流量，kg；h3表示屏过段减温水单位质量焓值，kJ/kg；
本发明所说的屏过段焓增指的是造成汽温扰动的因素变化前后此焓值的差值大小，计算方法为用变化后屏过段焓值减去变化前的屏过段焓值即为所求，即
Δh增＝Δh”-Δh’ (4)
式中，Δh增为屏过段受到汽温扰动的因素变化前后此焓值的差值大小，Δh”为造成汽温扰动的因素变化后屏过段的焓增大小，Δh’为造成汽温扰动的因素变化前屏过段的焓增大小。
步骤103，根据所述屏式过热器段焓增改变量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值。
基于此焓增变量，根据表1屏过段焓增与烟气再循环率关系式计算出此增量所对应的烟气再循环率改变值；
假设某一时刻机组变动后工况为50％工况，偏差为n，根据表1查出屏过段焓增与烟气再循环率关系式为y3＝-2.18x3-0.12143(不同工况下关系式不同，这里的关系式为50％工况)，输入此时y3＝m，计算出x3＝p(p的正负代表烟气再循环率的增加或减少，数值代表增减的幅度)。
步骤104，在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求。
步骤104所述在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求，具体包括：使烟气再循环率增加p/2；其中，p为烟气再循环率改变值；并初始化n的数值为1；判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果；若所述第一判断结果表示否，则使烟气再循环率增加p/3n；获取烟气再循环率调节后的屏式过热器段焓增变化值q；判断公式q＜m是否成立，获得第二判断结果；其中，m表示屏式过热器段焓增改变量；若所述第二判断结果表示是，则，令n的数值增加1，返回步骤“判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果”；若所述第一判断结果表示是或所述第二判断结果表示否，则停止调节。
假设通过步骤103得出烟气再循环率改变值为p，那么此时机组为提高汽温满足运行要求，需要增大p的烟气再循环率，控制系统可以先增加p/2的烟气再循环率，比较调节p/2烟气再循环率后的屏过段焓增变化数值q与m的大小：
若q<m，继续增大p/3的烟气再循环率；比较q与m大小，若q<m，继续增大p/6...直至q≈m时，调节停止。本发明通过烟气再循环率一次比一次增减的少，以防机组超温。
步骤104之前还包括：所述在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求，之前还包括：判断二次再热机组的燃烧过程中的燃烧成分是否改变，获得第三判断结果；若所述第三判断结果表示是，则根据燃料低位发热量与屏过段焓值的关系曲线，确定燃料低位发热量对应的屏式过热器段焓增改变修正量；根据所述屏式过热器段焓增改变修正量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变修正量对应的烟气再循环率改变修正量；烟气再循环率改变修正量对所述烟气再循环率改变值进行修正，获得修正后的烟气再循环率改变值。
当锅炉燃烧煤种发生变化时，针对步骤104的输出调整信号，进行偏置修正，然后将修正后信号送入前馈系统，与燃料量和负荷前馈一同控制烟气再循环系统。
此修正信号可以根据煤种低位发热量变化情况转换为烟气再循环率的变化情况，方法是根据机组烟气再循环率和所燃煤种低位发热量分别对于屏过段焓增的影响情况进行的转换；
本发明的偏置修正信号为图8逻辑图中的煤种低位发热量偏置；其中，图8中，A表示设定值，I和T表示实际值，f(x)表示不同的拟合函数，∑表示求和，×表示信号相乘。
如果机组运行过程中燃料成分改变，则执行步骤如下步骤：
此时机组控制系统会生成的燃料低位发热量偏置信号，并且根据燃料低位发热量与屏过段焓值曲线转换为屏过段焓值变化情况，此时再根据烟气再循环率与屏过段焓值变化情况，转化为烟气再循环率变化传递给控制系统，控制系统在进行相应修正调节；
例如：当机组运行过程中燃料收到基低位发热量由20000kJ/kg降低到18700kJ/kg，此时燃料低位发热量偏置自动生成屏过段焓增增加的信号，由图7中煤种低位发热量与屏过段焓增曲线可知，此时对应屏过段焓增为-2kJ/kg，按照所在负荷下的屏过段焓增与烟气再循环曲线可知折合为烟气再循环率增加1.09％。当燃料成分改变时，根据此偏置信号可对烟气再循环调节逻辑进行修正。
本发明还提供一种二次再热机组烟气再循环量调节系统，所述调节系统包括：
再热汽温实际值采集模块，用于采集二次再热机组的再热汽温实际值；所述再热汽温实际值包括二次再热机组的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热机组的二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值；
屏式过热器段焓增改变量计算模块，用于根据再热汽温实际值和再热汽温设定值的差值，利用再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量。
所述第一拟合关系式包括：一次再热器热段的第一拟合关系式和二次再热器热段的第一拟合关系式；所述一次再热器热段的第一拟合关系式为y1＝-0.7253x1-0.11664，y1＝-0.83565x1-0.07282，y1＝-0.91146x1-0.06384，y1＝-1.04776x1+0.0766，y1＝-0.95986x1-0.04547，y1＝-1.04485x1-0.06674，y1＝-1.2424x1-0.37173，y1＝-1.30208x1-0.28787或y1＝-1.30063x1+0.03076；其中，y1为一次再热器热段的再热蒸汽，x1为一次再热器热段的屏过段焓增；所述二次再热器热段的第一拟合关系式为y2＝-0.83818x2-0.14464，y2＝-0.94392x2-0.06797，y2＝-1.04084x2-0.11779，y2＝-1.21285x2+0.12252，y2＝-1.1777x2-0.07657，y2＝-1.28797x2-0.14372，y2＝-1.4952x2-0.50692，y2＝-1.57411x2-0.38426或y2＝-1.59009x2-0.06078；其中，y2为二次再热器热段的再热蒸汽，x2为二次再热器热段的屏过段焓增；所述屏式过热器段焓增改变量为一次再热器热段的屏过段焓增和二次再热器热段的屏过段焓增的改变量的和。
烟气再循环率改变值计算模块，用于根据所述屏式过热器段焓增改变量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值。
所述第二拟合关系式为:y3＝-2.18x3-0.12143，y3＝-2.07643x3-0.08714，y3＝-1.98607x3-0.08571，y3＝-1.86036x3+0.01857，y3＝-1.78536x3-0.07714，y3＝-1.66036x3-0.02286，y3＝-1.57714x3-0.19571，y3＝-1.51893x3-0.14429或y3＝-1.49143x3+0.07857；其中，y3为屏过段焓增，x3为烟气再循环率。
调节模块，用于在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求。
所述调节模块，具体包括：第一调节子模块，用于使烟气再循环率增加p/2；其中，p为烟气再循环率改变值；并初始化n的数值为1；第一判断子模块，用于判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果；第二调节子模块，用于若所述第一判断结果表示否，则使烟气再循环率增加p/3n；屏式过热器段焓增变化值获取子模块，用于获取烟气再循环率调节后的屏式过热器段焓增变化值q；第二判断子模块，用于判断公式q＜m是否成立，获得第二判断结果；其中，m表示屏式过热器段焓增改变量；返回子模块，用于若所述第二判断结果表示是，则，令n的数值增加1，返回步骤“判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果”；调节停止子模块，用于若所述第一判断结果表示是或所述第二判断结果表示否，则停止调节。
所述调节系统还包括：第三判断模块，用于判断二次再热机组的燃烧过程中的燃烧成分是否改变，获得第三判断结果；屏式过热器段焓增改变修正量确定模块，用于若所述第三判断结果表示是，则根据燃料低位发热量与屏过段焓值的关系曲线，确定燃料低位发热量对应的屏式过热器段焓增改变修正量；烟气再循环率改变修正量计算模块，用于根据所述屏式过热器段焓增改变修正量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变修正量对应的烟气再循环率改变修正量；修正模块，用于烟气再循环率改变修正量对所述烟气再循环率改变值进行修正，获得修正后的烟气再循环率改变值。
为了说明本发明的方法及系统的技术效果，本发明还提供了如下的实施例：
本实施例的研究对象为某660MW超超临界二次再热发电机组，锅炉最大连续蒸发量为1903t/h，锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下蒸汽出口参数为：32.45MPa/605℃/623℃/623℃，相匹配的汽轮机型号为N660-31/600/620/620。
该二次再热锅炉采用变压运行方式、单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、平衡通风、全钢架悬吊结构和半露天布置。受热面采用组合式高温受热面，两级高温再热器采用并列布置，每级高温再热器分为冷段和热段，高温过热器在冷段与热段之间布置。按烟气流程：受热面依次经过低温过热器、组合式高温受热面，之后烟道被一分为二，一次低温再热器和前烟道省煤器布置于前烟道，二次低温再热器与后烟道省煤器布置于后烟道，炉后尾部烟道出口布置SCR脱硝反应装置，SCR下方布置三分仓回转式空气预热器，该二次再热锅炉锅炉侧受热面热力系统图如图3所示。
在煤种的选择上燃用高挥发分烟煤，实际燃烧过程中其着火特性和燃尽特性表现较好，具体煤质资料可参见表2。
表2煤质参数
Figure GDA0003107795170000141
Figure GDA0003107795170000151
如图4所示，机组变负荷过程汽温产生波动，时常发生汽温偏离设计值较多的现象。为保证安全运行，机组对于汽温方面有如下要求：在稳定工况下，主蒸汽温度在30％～100％BMCR、一次和二次再热汽温在50％～100％BMCR负荷范围时，保持稳定在额定值，应维持再热器出口汽温623℃，其允许偏差均在+5℃和－5℃之间，主蒸汽温度大于610℃报警，再热蒸汽温度大于628℃报警，蒸汽温度低于580℃低报警。在变工况、事故和左右侧汽温偏差大时可采用喷水调节。锅炉负荷＜10％BMCR，不允许投运再热蒸汽喷水减温，各级喷水减温调节时应满足减温后的蒸汽温度大于对应压力下饱和温度15℃。在汽温调整过程中，要加强受热面金属温度监视，保证金属温度不超限。
针对常见的汽温波动现象，该机组具体调温手段为：过热器汽温通过煤水比调节和两级喷水来控制。再热器汽温采用燃烧器摆动和烟气再循环调节方式，双烟道挡板调节一次再热和二次再热的汽温平衡，低温再热器进口连接管道上设置事故喷水，低温再热器出口连接管道设置有微量喷水作为辅助调节。烟气再循环系统再循环烟气抽出口位置在空预器前，通过再循环风机从炉膛下部送入。
图4(a)和4(b)所示为该二次再热机组变负荷过程中一次、二次再热汽温随机组发电功率的波动情况，可以看出，机组变负荷过程中存在严重的汽温迟滞现象：当机组负荷稳定时，机组的再热汽温的仍存在一定波动，并且偏离设定再热汽温值较多，此时电站需要及时调温，以防机组运行过程中发生安全问题。
针对电厂机组实际运行时造成汽温扰动的因素，这里详细介绍一下本发明的具体调节方法。
实施例1变负荷下的汽温调整情况：
烟气再循环通过增加再循环烟气量来改变炉内辐射和对流受热面的吸热量分配，达到调节汽温的目的。但是，增大烟气再循环率强化对流换热的同时，会削弱炉内的辐射换热，从而导致屏式过热器段来自辐射改变造成的焓增减少，所以会形成图5所示的一再蒸汽、二再蒸汽汽温和机组烟气再循环率与由于烟气再循环引起的屏式过热器辐射吸热焓增变化之间的函数关系曲线。
本发明选取图4所示降负荷过程中负荷为55％时的一次再热汽温调整为例，介绍一下该发明的实际实施思路。从图4可以看出，当机组变负荷到55％负荷左右时趋于稳定，此时汽温存在一定的波动。按照如下步骤实施：步骤1，采集此时二次再热机组汽温实际数值为600℃；步骤2：机组55％负荷下一次再热汽温设定值为623℃，此时机组一次再热汽温600℃，低于设定值23℃，此时我们用机组一次再热汽温设定值减去实际运行数值得到偏差23℃；步骤3：基于表2当前55％负荷工况下一次再热汽温与屏过段焓增关系式y＝-0.83565x-0.07282计算出此再热汽温偏差下的屏式过热器段辐射焓增改变量为-27.61kJ/kg；步骤4；基于表1当前55％负荷工况下屏过段焓增与烟气再循环率关系式y＝-2.07643x-0.08714计算出屏过段焓增为-27.61kJ/kg时所对应的烟气再循环率改变值为10.37％；步骤5：根据此烟气再循环率变化数值，控制系统在不超过此数值的前提下逐步调整，直至步骤2所采集到的汽温偏差值满足电厂运行要求，此时调节停止。
表1所示为该机组各工况下的再热蒸汽、烟气再循环率与屏过段来自辐射改变造成的焓增的拟合曲线关系式。如图5所示，随着负荷的不断增加，曲线斜率不断增加，这是由于相同烟气再循环率改变时，高负荷的烟气量变化较大，对于汽温调整较为明显。在进行各负荷工况下的汽温调整时，可根据表1拟合关系式计算出此工况下屏过段来自辐射改变造成的焓增与烟气再循环率及再热汽温的关系，然后依据调节程度进行在调节。不同工况的再热汽温调节以及二再汽温的调节与上述一再汽温调整类似，这里不再一一叙述。
实施例2过量空气系数变化对一次二次再热汽温变化的影响：
图6为该机组50％负荷过量空气系数改变下屏过段来自辐射改变造成的焓增、烟气再循环率及汽温变化关系曲线图。从图6可以看出，随着过量空气系数增加，炉膛内温度水平降低，炉内辐射传热将会减弱，此时屏过段来自辐射改变造成的焓增减少前馈信号将会反馈给控制系统进行调节。但是，由于实际运行中过量空气系数的改变会极大影响炉内燃烧工况，影响NOx生成和燃料的燃尽情况，所以实际工程中并不采用这种方法来调整一次和二次再热蒸汽温度，实际在烟气再循环控制的逻辑图8中燃料量和总风量前馈中，已经考虑了过量空气对一次和二次再热汽温影响，因此，本发明中可以不考虑这个因素的影响。
实施例3煤质改变下的汽温调整情况
本发明图7给出了该机组50％负荷下，经常使用的几种混煤和设计煤种与一次和二次再热汽温随屏过自辐射焓增变化的关系曲线。从图7中得出，煤种成分的改变，影响着燃煤低位发热量的变化。低位发热量增加会造成燃煤量减少，屏式过热器辐射换热焓增增加，与减少烟气再循环率类似作用，而低位发热量减少，相应于屏式过热器辐射焓增减少，与增加烟气再循环率类似，在该前馈控制中只需要增加响应的偏置值后，就可以考虑这种因素的影响，如图8所示的偏置量就可以考虑这种影响。当锅炉燃烧煤种发生变化时，针对步骤5的输出调整信号，进行偏置修正，然后将修正后信号送入前馈系统，与燃料量和负荷前馈一同控制烟气再循环系统。比如当机组运行过程中燃料收到基低位发热量由20000kJ/kg降低到18700kJ/kg，此时此偏置信号自动生成屏过段焓增增加的信号，由图7中煤种低位发热量与屏过段焓增曲线可知，此时对应屏过段焓增为-2kJ/kg，按照所在负荷下的屏过段焓增与烟气再循环曲线可知折合为烟气再循环率增加1.09％。当燃料成分改变时，根据此偏置信号可对烟气再循环调节逻辑进行修正。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种二次再热机组烟气再循环量调节方法及系统，所述调节方法包括如下步骤：采集二次再热机组的再热汽温实际值；所述再热汽温实际值包括二次再热机组的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热机组的二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值；根据再热汽温实际值和再热汽温设定值的差值，利用再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量；根据所述屏式过热器段焓增改变量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值；在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求。本发明基于监测屏过段辐射吸热变化引起的焓增关系，来提前反应由于烟气再循环引起的一次和二次再热汽温变化，使得烟气再循环再热汽温调节方法可以不通过最终一次二次再热汽温变化，而是直接通过焓增变化就可以提前知道汽温变化程度，从而提高由于时间滞后，由烟气再循环变化引起的一次和二次再热汽温的波动，实现一次和二次再热汽温的前馈调节。避免了发生再热器超温现象并提高了调温的准确性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

Claims (10)

1.一种二次再热机组烟气再循环量调节方法，其特征在于，所述调节方法包括如下步骤：
采集二次再热机组的再热汽温实际值；所述再热汽温实际值包括二次再热机组的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热机组的二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值；
根据再热汽温实际值和再热汽温设定值的差值，利用再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量；
根据所述屏式过热器段焓增改变量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值；
在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求。
2.根据权利要求1所述的二次再热机组烟气再循环量调节方法，其特征在于，所述在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求，具体包括：
使烟气再循环率增加p/2；其中，p为烟气再循环率改变值；并初始化n的数值为1；
判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示否，则使烟气再循环率增加p/3n；
获取烟气再循环率调节后的屏式过热器段焓增变化值q；
判断公式q＜m是否成立，获得第二判断结果；其中，m表示屏式过热器段焓增改变量；
若所述第二判断结果表示是，则令n的数值增加1，返回步骤“判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果”；
若所述第一判断结果表示是或所述第二判断结果表示否，则停止调节。
3.根据权利要求1所述的二次再热机组烟气再循环量调节方法，其特征在于，所述在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求，之前还包括：
判断二次再热机组的燃烧过程中的燃烧成分是否改变，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果表示是，则根据燃料低位发热量与屏过段焓值的关系曲线，确定燃料低位发热量对应的屏式过热器段焓增改变修正量；
根据所述屏式过热器段焓增改变修正量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变修正量对应的烟气再循环率改变修正量；
烟气再循环率改变修正量对所述烟气再循环率改变值进行修正，获得修正后的烟气再循环率改变值。
4.根据权利要求1所述的二次再热机组烟气再循环量调节方法，其特征在于，所述第一拟合关系式包括：一次再热器热段的第一拟合关系式和二次再热器热段的第一拟合关系式；
所述一次再热器热段的第一拟合关系式为y1＝-0.7253x1-0.11664，y1＝-0.83565x1-0.07282，y1＝-0.91146x1-0.06384，y1＝-1.04776x1+0.0766，y1＝-0.95986x1-0.04547，y1＝-1.04485x1-0.06674，y1＝-1.2424x1-0.37173，y1＝-1.30208x1-0.28787或y1＝-1.30063x1+0.03076；其中，y1为一次再热器热段的再热蒸汽，x1为一次再热器热段的屏过段焓增；
所述二次再热器热段的第一拟合关系式为y2＝-0.83818x2-0.14464，y2＝-0.94392x2-0.06797，y2＝-1.04084x2-0.11779，y2＝-1.21285x2+0.12252，y2＝-1.1777x2-0.07657，y2＝-1.28797x2-0.14372，y2＝-1.4952x2-0.50692，y2＝-1.57411x2-0.38426或y2＝-1.59009x2-0.06078；其中，y2为二次再热器热段的再热蒸汽，x2为二次再热器热段的屏过段焓增；
所述屏式过热器段焓增改变量为一次再热器热段的屏过段焓增和二次再热器热段的屏过段焓增的改变量的和。
5.根据权利要求1或3所述的二次再热机组烟气再循环量调节方法，其特征在于，所述第二拟合关系式为:y3＝-2.18x3-0.12143，y3＝-2.07643x3-0.08714，y3＝-1.98607x3-0.08571，y3＝-1.86036x3+0.01857，y3＝-1.78536x3-0.07714，y3＝-1.66036x3-0.02286，y3＝-1.57714x3-0.19571，y3＝-1.51893x3-0.14429或y3＝-1.49143x3+0.07857；其中，y3为屏过段焓增，x3为烟气再循环率。
6.一种二次再热机组烟气再循环量调节系统，其特征在于，所述调节系统包括：
再热汽温实际值采集模块，用于采集二次再热机组的再热汽温实际值；所述再热汽温实际值包括二次再热机组的一次再热器热段的出口蒸汽温度实际值和二次再热机组的二次再热器热段的出口蒸汽温度实际值；
屏式过热器段焓增改变量计算模块，用于根据再热汽温实际值和再热汽温设定值的差值，利用再热蒸汽与屏过段焓增之间的第一拟合关系式，计算用于消除所述差值的屏式过热器段焓增改变量；
烟气再循环率改变值计算模块，用于根据所述屏式过热器段焓增改变量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变量对应的烟气再循环率改变值；
调节模块，用于在屏式过热器段焓增调节量不超过屏式过热器段焓增改变量的前提下，逐步调整烟气再循环率，直到实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值满足电厂运行要求。
7.根据权利要求6所述的二次再热机组烟气再循环量调节系统，其特征在于，所述调节模块，具体包括：
第一调节子模块，用于使烟气再循环率增加p/2；其中，p为烟气再循环率改变值；并初始化n的数值为1；
第一判断子模块，用于判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果；
第二调节子模块，用于若所述第一判断结果表示否，则使烟气再循环率增加p/3n；
屏式过热器段焓增变化值获取子模块，用于获取烟气再循环率调节后的屏式过热器段焓增变化值q；
第二判断子模块，用于判断公式q＜m是否成立，获得第二判断结果；其中，m表示屏式过热器段焓增改变量；
返回子模块，用于若所述第二判断结果表示是，则，令n的数值增加1，返回步骤“判断实时采集的二次再热机组的再热汽温实际值是否满足电厂运行要求，获得第一判断结果”；
调节停止子模块，用于若所述第一判断结果表示是或所述第二判断结果表示否，则停止调节。
8.根据权利要求6所述的二次再热机组烟气再循环量调节系统，其特征在于，所述调节系统还包括：
第三判断模块，用于判断二次再热机组的燃烧过程中的燃烧成分是否改变，获得第三判断结果；
屏式过热器段焓增改变修正量确定模块，用于若所述第三判断结果表示是，则根据燃料低位发热量与屏过段焓值的关系曲线，确定燃料低位发热量对应的屏式过热器段焓增改变修正量；
烟气再循环率改变修正量计算模块，用于根据所述屏式过热器段焓增改变修正量，利用屏过段焓增与烟气再循环率的第二拟合关系式，计算所述屏式过热器段焓增改变修正量对应的烟气再循环率改变修正量；
修正模块，用于烟气再循环率改变修正量对所述烟气再循环率改变值进行修正，获得修正后的烟气再循环率改变值。
9.根据权利要求6所述的二次再热机组烟气再循环量调节系统，其特征在于，所述第一拟合关系式包括：一次再热器热段的第一拟合关系式和二次再热器热段的第一拟合关系式；
所述一次再热器热段的第一拟合关系式为y1＝-0.7253x1-0.11664，y1＝-0.83565x1-0.07282，y1＝-0.91146x1-0.06384，y1＝-1.04776x1+0.0766，y1＝-0.95986x1-0.04547，y1＝-1.04485x1-0.06674，y1＝-1.2424x1-0.37173，y1＝-1.30208x1-0.28787或y1＝-1.30063x1+0.03076；其中，y1为一次再热器热段的再热蒸汽，x1为一次再热器热段的屏过段焓增；
所述二次再热器热段的第一拟合关系式为y2＝-0.83818x2-0.14464，y2＝-0.94392x2-0.06797，y2＝-1.04084x2-0.11779，y2＝-1.21285x2+0.12252，y2＝-1.1777x2-0.07657，y2＝-1.28797x2-0.14372，y2＝-1.4952x2-0.50692，y2＝-1.57411x2-0.38426或y2＝-1.59009x2-0.06078；其中，y2为二次再热器热段的再热蒸汽，x2为二次再热器热段的屏过段焓增；
所述屏式过热器段焓增改变量为一次再热器热段的屏过段焓增和二次再热器热段的屏过段焓增的改变量的和。
10.根据权利要求6所述的二次再热机组烟气再循环量调节系统，其特征在于，所述第二拟合关系式为:y3＝-2.18x3-0.12143，y3＝-2.07643x3-0.08714，y3＝-1.98607x3-0.08571，y3＝-1.86036x3+0.01857，y3＝-1.78536x3-0.07714，y3＝-1.66036x3-0.02286，y3＝-1.57714x3-0.19571，y3＝-1.51893x3-0.14429或y3＝-1.49143x3+0.07857；其中，y3为屏过段焓增，x3为烟气再循环率。
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