CN112923393A - 一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统及方法 - Google Patents

一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统及方法，RB动作DI输入连接脉冲模块，脉冲模块连接模拟量选择模块、常数模块，模拟量选择模块连接惯性模块的时间设定端LT；RB动作DI还连接第二脉冲模块，第二脉冲模块连接第二模拟量选择模块，第二模拟量选择模块与导叶前馈量函数、机组负荷AI连接，通过减少机组RB动作时炉膛负压滤波时间，同时增加RB前馈快速恢复功能，根据导叶指令和经实际可下降速率限制后指令偏差按速率恢复前馈作用，减小负压下降过程中导叶指令与实际开度的偏差，以缩短负压反方向升高时导叶开启滞后时间，减小RB过程中炉膛负压调节回路中测量回路及动叶执行回路滞后时间，对于提高RB过程中炉膛负压控制品质有显著的改善。

Description

一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统及方法
技术领域
本发明涉及燃煤发电机组技术领域，特别涉及一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统及方法。
背景技术
炉膛负压是燃煤发电机组运行中需要监视和控制的重要参数，维持炉膛负压在合理的范围是锅炉安全稳定运行的前提。
现有炉膛负压的控制技术为带有前馈作用的单回路PID调节系统，前馈作用主要包括送风机导叶前馈、炉膛负压前馈、变负荷前馈及辅机故障减负荷前馈等。
炉膛负压调节是闭环控制回路，反馈回路及执行机构的滞后都会增加控制回路的滞后时间，影响调节品质，特别是在RB过程中，调节回路的滞后特性会严重影响负压调节的及时性，容易引起炉膛负压越限触发机组跳闸，导致RB失败，影响机组连续运行。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统及方法，通过改变RB过程中炉膛负压信号的滤波时间并增加导叶RB前馈快速恢复功能，以减小引风机导叶调节回路的滞后时间，从而改善炉膛负压调节品质，提高RB动作的成功率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统，包括RB动作DI输入1，RB动作DI输入1连接第一脉冲模块3输入，第一脉冲模块3的输出端连接第一模拟量选择模块5的选择条件端，第一模拟量选择模块5的输入N与第一常数模块4输出连接，第一模拟量选择模块5的输入Y与第二常数模块6输出连接，第一模拟量选择模块5的输出端连接惯性模块7的时间设定端LT，惯性模块7的输出端与滤波后炉膛负压AO输出8连接，惯性模块7的输入与炉膛负压AI输入2连接；
RB动作DI输入1还连接第二脉冲模块16输入，第二脉冲模块16的输出端连接第二模拟量选择模块14的选择条件端，第二模拟量选择模块14输入N与导叶前馈量函数13的输出端连接，导叶前馈量函数13输入端与机组负荷AI输入9连接，第二模拟量选择模块14输入Y与第二模拟量选择模块14输出端连接；
第二模拟量选择模块14输出端连接第三模拟量选择模块15输入Y，第三模拟量选择模块15的选择条件端与第二脉冲模块16的输出端连接，第三模拟量选择模块15输入N与第三常数模块17输出连接；
第三模拟量选择模块15输出连第一速率限制模块18输入端，第一速率限制模块18速率输出端与限速后导叶前馈AO输出25相连，第一速率限制模块18上升速率输入端IR与恢复速率函数24的输出连接；
恢复速率函数24的输入连接第四模拟量选择模块23输出，第四模拟量选择模块23的选择条件端与引风机B运行DI输入10连接，第四模拟量选择模块23输入N与第一减法器20的输出端连接，第四模拟量选择模块23输入Y与第二减法器22输出端连接；
所述第一减法器20的被减数输入与引风机A导叶指令AI输入11相连，第一减法器20的减数与第二速率限制模块19的输出相连，所述第二速率限制模块19的输入与引风机A导叶指令AI输入11相连；
所述第二减法器22的被减数输入与引风机B导叶指令AI输入12相连，第二减法器22的减数与第三速率限制模块21的输出相连，第三速率限制模块21的输入与引风机B导叶指令AI输入12相连。
基于上述一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统的控制方法，具体步骤如下：
(1)、减少风机RB动作时炉膛负压滤波时间
一次风机RB动作后60秒内，通过第一模拟量选择块5将炉膛负压信号的滤波时间a由5秒减小至2秒，60秒后再恢复至5秒，以减小RB动作初期调节回路测量值滞后时间；
(2)、增加RB导叶前馈c恢复功能
通过导叶前馈量函数13计算出机组负荷对应的RB导叶前馈b，通过第二模拟量转换块14、第三模拟量转换块15、第二脉冲模块16及第三常数模块17将选择后RB导叶前馈c作用时间控制为6秒，6秒后选择后RB导叶前馈c恢复为0；
(3)、根据引风机A导叶实际动作速率对导叶指令进行限速处理，得到速率限制后引风机A导叶指令d，根据引风机B导叶实际动作速率对导叶指令进行限速处理，得到速率限制后引风机B导叶指令f，分别求取引风机A及引风机B速率限制前后导叶指令偏差e及g，根据引风机B运行状态，通过第四模拟量选择块23得到当前运行引风机选择后导叶指令偏差h；
(4)、根据选择后导叶指令偏差h，通过恢复速率函数24得到导叶前馈恢复速率i，选择后RB导叶前馈c，经速率限制后产生速率限制后导叶前馈j，并送至引风机导叶调节回路；
(5)、恢复速率函数24根据选择后导叶指令偏差h改变导叶恢复速率，选择后导叶指令偏差h负偏差越大，对应的速率越快，选择后导叶指令偏差h负偏差越小，对应的速率越慢。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统及方法在具体工作中，RB动作时将炉膛负压信号滤波时间由5秒减小至2秒，60秒后恢复至5秒；RB动作后前馈作用动作6秒，6秒后根据导叶指令和经实际可下降速率限制后指令偏差按速率恢复前馈作用，偏差大快速恢复，偏差小慢速恢复，减小负压下降过程中导叶指令与实际开度的偏差以缩短炉膛负压反方向升高时导叶开启滞后时间。
通过以上作用，能够减小RB过程中炉膛负压调节回路中测量回路及动叶执行回路滞后时间，对于RB过程中炉膛负压控制品质有显著的改善和提高作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：RB动作DI输入1、炉膛负压AI输入2、第一脉冲模块3、第一常数模块4、第一模拟量选择模块5、第二常数模块6、惯性模块7、滤波后炉膛负压AO输出8、机组负荷AI输入9、引风机B运行DI输入10、引风机A导叶指令AI输入11、引风机B导叶指令AI输入12、导叶前馈量函数13、第二模拟量选择模块14、第三模拟量选择模块15、第二脉冲模块16、第三常数模块17、第一速率限制模块18、第二速率限制模块19、第一减法器20、第三速率限制模块21、第二减法器22、第四模拟量选择模块23、恢复速率函数24、限速后导叶前馈AO输出25；
a-炉膛负压滤波时间；b-RB导叶前馈；c-选择后RB导叶前馈；d-速率限制后引风机A导叶指令；e-引风机A导叶指令偏差；f-速率限制后引风机B导叶指令；g-引风机B导叶指令偏差；h-选择后导叶指令偏差；i-导叶前馈恢复速率；j-速率限制后导叶前馈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统，包括RB动作DI输入1、炉膛负压AI输入2、第一脉冲模块3、第一常数模块4、第一模拟量选择模块5、第二常数模块6、惯性模块7、滤波后炉膛负压AO输出8、机组负荷AI输入9、引风机B运行DI输入10、引风机A导叶指令AI输入11、引风机B导叶指令AI输入12、导叶前馈量函数13、第二模拟量选择模块14、第三模拟量选择模块15、第二脉冲模块16、第三常数模块17、第一速率限制模块18、第二速率限制模块19、第一减法器20、第三速率限制模块21、第二减法器22、第四模拟量选择模块23、恢复速率函数24、限速后导叶前馈AO输出25；
所述第一脉冲模块3输入与RB动作DI输入1连接，第一模拟量选择模块5的选择条件端与第一脉冲模块3的输出端连接，第一模拟量选择模块5的输入N与第一常数模块4输出连接，第一模拟量选择模块5的输入Y与第二常数模块6输出连接，惯性模块7的输入与炉膛负压AI输入2连接，惯性模块7的时间设定端LT与第一模拟量选择模块5的输出端连接，惯性模块7的输出端与滤波后炉膛负压AO输出8连接；
所述导叶前馈量函数13输入端与机组负荷AI输入9连接，第二脉冲模块16输入与RB动作DI输入1连接，第二模拟量选择模块14的选择条件端与第二脉冲模块16的输出端连接，第二模拟量选择模块14输入N与导叶前馈量函数13的输出端连接，第二模拟量选择模块14输入Y与第二模拟量选择模块14输出端连接；
所述第三模拟量选择模块15的选择条件端与第二脉冲模块16的输出端连接，第三模拟量选择模块15输入N与第三常数模块17输出连接，第三模拟量选择模块15输入Y与第二模拟量选择模块14输出端连接；
所述第二速率限制模块19的输入与引风机A导叶指令AI输入11相连，第三速率限制模块21的输入与引风机B导叶指令AI输入12相连；所述第一减法器20的被减数输入与引风机A导叶指令AI输入11相连，减数与第二速率限制模块19的输出相连；第二减法器22的被减数输入与引风机B导叶指令AI输入12相连，减数与第三速率限制模块21的输出相连；
所述第四模拟量选择模块23的选择条件端与引风机B运行DI输入10连接，第四模拟量选择模块23输入N与第一减法器20的输出端连接，第四模拟量选择模块23输入Y与第二减法器22输出端连接，第四模拟量选择模块23输出与恢复速率函数24的输入连接。
所述第一速率限制模块18输入端与第三模拟量选择模块15输出相连，第一速率限制模块18上升速率输入端IR与恢复速率函数24的输出连接，第一速率限制模块18速率输出端与限速后导叶前馈AO输出25相连。
本发明所述的辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制方法包括：减小RB过程中炉膛负压滤波时间，导叶RB前馈快速恢复，具体控制方法如下：
(1)、一次风机RB动作后60秒内，通过第一模拟量选择块5将炉膛负压信号的滤波时间a由5秒减小至2秒，60秒后再恢复至5秒，以减小RB动作初期调节回路测量值滞后时间；即第一脉冲模块3设置脉冲时间为60秒、第一常数模块4设置为5秒、第二常数模块6设置为2秒。
(2)、通过导叶前馈量函数13，计算出机组负荷对应的RB导叶前馈b，通过第二模拟量转换块14、第三模拟量转换块15、第二脉冲模块16及第三常数模块17将选择后RB导叶前馈c作用时间控制为6秒，6秒后选择后RB导叶前馈c恢复为0；
即第二脉冲模块16设置脉冲时间为6秒、第三常数模块17设置为0、第二速率限制模块19设置限制速率为3.57％/s、第三速率限制模块20设置限制速率为3.57％/s。
(3)、根据引风机A导叶实际动作速率对导叶指令进行限速处理，得到速率限制后引风机A导叶指令d，根据引风机B导叶实际动作速率对导叶指令进行限速处理，得到速率限制后引风机B导叶指令f，分别求取引风机A及引风机B速率限制前后导叶指令偏差e及g，根据引风机B运行状态，通过第四模拟量选择块23得到当前运行引风机选择后导叶指令偏差h。
(4)、根据选择后导叶指令偏差h，通过恢复速率函数24得到导叶前馈恢复速率i，选择后RB导叶前馈c，经速率限制后产生速率限制后导叶前馈j，并送至引风机导叶调节回路。
恢复速率函数24设置如下：其中h后导叶指令偏差，i为导叶前馈恢复速率。
h(％) -30 -20 -10 -5 -2 0
i(％/s) 5 4 2 1 0.5 0.2
(5)、恢复速率函数24根据选择后导叶指令偏差h改变导叶恢复速率，选择后导叶指令偏差h负偏差越大对应的速率越快，选择后导叶指令偏差h负偏差越小对应的速率越慢。

Claims (4)

1.一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统，其特征在于，包括：RB动作DI输入(1)，RB动作DI输入(1)连接第一脉冲模块(3)输入，第一脉冲模块(3)的输出端连接第一模拟量选择模块(5)的选择条件端，第一模拟量选择模块(5)的输入N与第一常数模块(4)输出连接，第一模拟量选择模块(5)的输入Y与第二常数模块(6)输出连接第一模拟量选择模块(5)的输出端连接惯性模块(7)的时间设定端LT，惯性模块(7)的输出端与滤波后炉膛负压AO输出(8)连接，惯性模块(7)的输入与炉膛负压AI输入(2)连接；
RB动作DI输入(1)还连接第二脉冲模块(16)输入，第二脉冲模块(16)的输出端连接第二模拟量选择模块(14)的选择条件端，第二模拟量选择模块(14)输入N与导叶前馈量函数(13)的输出端连接，导叶前馈量函数(13)输入端与机组负荷AI输入(9)连接，第二模拟量选择模块(14)输入Y与第二模拟量选择模块(14)输出端连接；
第二模拟量选择模块(14)输出端连接第三模拟量选择模块(15)输入Y，第三模拟量选择模块(15)的选择条件端与第二脉冲模块(16)的输出端连接，第三模拟量选择模块(15)输入N与第三常数模块(17)输出连接；
第三模拟量选择模块(15)输出连第一速率限制模块(18)输入端，第一速率限制模块(18)速率输出端与限速后导叶前馈AO输出(25)相连，第一速率限制模块(18)上升速率输入端IR与恢复速率函数(24)的输出连接；
恢复速率函数(24)的输入连接第四模拟量选择模块(23)输出，第四模拟量选择模块(23)的选择条件端与引风机B运行DI输入(10)连接，第四模拟量选择模块(23)输入N与第一减法器(20)的输出端连接，第四模拟量选择模块(23)输入Y与第二减法器(22)输出端连接；
所述第一减法器(20)的被减数输入与引风机A导叶指令AI输入(11)相连，第一减法器(20)的减数与第二速率限制模块(19)的输出相连，所述第二速率限制模块(19)的输入与引风机A导叶指令AI输入(11)相连；
所述第二减法器(22)的被减数输入与引风机B导叶指令AI输入(12)相连，第二减法器(22)的减数与第三速率限制模块(21)的输出相连，第三速率限制模块(21)的输入与引风机B导叶指令AI输入(12)相连。
2.根据权利要求1所述的一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)、减少风机RB动作时炉膛负压滤波时间；
(2)、增加RB导叶前馈c恢复功能；
(3)、根据引风机A导叶实际动作速率对导叶指令进行限速处理，得到速率限制后引风机A导叶指令d，根据引风机B导叶实际动作速率对导叶指令进行限速处理，得到速率限制后引风机B导叶指令f，分别求取引风机A及引风机B速率限制前后导叶指令偏差e及g，根据引风机B运行状态，通过第四模拟量选择块(23)得到当前运行引风机选择后导叶指令偏差h；
(4)、根据选择后导叶指令偏差h，通过恢复速率函数(24)得到导叶前馈恢复速率i，选择后RB导叶前馈c，经速率限制后产生速率限制后导叶前馈j并送至引风机导叶调节回路；
(5)、恢复速率函数(24)根据选择后导叶指令偏差h改变导叶恢复速率，选择后导叶指令偏差h负偏差越大，对应的速率越快，选择后导叶指令偏差h负偏差越小，对应的速率越慢。
3.根据权利要求2所述的一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统的控制方法，其特征在于，所述的减少风机RB动作时炉膛负压滤波时间具体为：
一次风机RB动作后60秒内，通过第一模拟量选择块(5)将炉膛负压信号的滤波时间a由5秒减小至2秒，60秒后再恢复至5秒，以减小RB动作初期调节回路测量值滞后时间。
4.根据权利要求2所述的一种辅机故障减负荷过程中引风机导叶控制系统的控制方法，其特征在于，所述的增加RB导叶前馈c恢复功能具体为：
通过导叶前馈量函数(13)，计算出机组负荷对应的RB导叶前馈b，通过第二模拟量转换块(14)、第三模拟量转换块(15)、第二脉冲模块(16)及第三常数模块(17)，将选择后RB导叶前馈c作用时间控制为6秒，6秒后选择后RB导叶前馈c恢复为0。
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