CN113310042A - 一种用于火电厂的低温省煤自调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于火电厂的低温省煤自调节系统，包括低压加热器组、低省增压泵组、低温省煤单元、风暖风器组、再循环管、低省回水调阀和PID控制器。本发明通过使用PID控制器实时调节低省入口温度调阀、低省再循环调阀以及低省回水调阀的开度以将进入低省增压泵组的凝结水的温度调节至预设值，能够有效平衡凝结水与烟气之间的关系，从而将本发明所述系统的烟气换热效率最大化，同时，本发明通过精确控制低省入口温度调阀的开度，能够精确调节进入低省增压泵组的凝结水的温度，从而在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

Description

一种用于火电厂的低温省煤自调节系统

技术领域

本发明涉及火电厂控制技术领域，尤其涉及一种用于火电厂的低温省煤自调节系统。

背景技术

火力发电厂消耗我国煤炭总产量的50%，其排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项，一般在5%-8%，占锅炉总热损失的80%或更高。影响排烟热损失的主要因素是锅炉排烟温度，一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.6%-1.0%。

我国现役火电机组中锅炉排烟温度普遍维持在125-150℃左右水平，排烟温度高是一个普遍现象。低温省煤器改造系统是为了满足火力发电厂烟气深度冷却增效减排而设计开发的烟气余热利用系统。

然而，现有的火电厂低低温省煤器控制方法存在以下不足：

1、低省入口水温设定为固定值，遇到极端恶劣天气时无法保证低省入口水温大于预设换热温度从而会导致低低温省煤器低温腐蚀。

2、低温度省煤器出口排烟温度偏差较大，无法实现实现对低省两侧出口排烟温度的平衡，从而导致现有的烟气余热利用系统换热效率低。

发明内容

为此，本发明提供一种用于火电厂的低温省煤自调节系统，用以克服现有技术中无法调节水温以及无法平衡排烟温度平衡导致的换热效率低问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于火电厂的低温省煤自调节系统，包括：

低压加热器组，其与凝结水系统相连，包括串联的第一低压加热器、第二低压加热器和第三低压加热器，用以引出凝结水系统中的主凝结水；所述第一低压加热器的入口与所述凝结水系统相连；

低省增压泵组，低省增压泵组通过入口处的入口管道分别与所述第一低压加热器入口和所述第二低压加热器出口相连，用以对所述凝结水系统输出的凝结水以及所述第二低压加热器输出的凝结水进行增压；在所述入口管道与所述第一低压加热器入口相连的支管上设有低省温度调阀，在入口管道与所述第二低压加热器出口相连的支管上设有低省进水电动门，在入口管道靠近低省增压泵组的一侧设有温度检测器，用以检测进入低省增压泵组的凝结水温度；

低温省煤单元，包括两个并联设置的低温省煤组，低温省煤单元与所述低省增压泵组的出口相连，用以使所述低省增压泵输出的凝结水与流经低温省煤单元的烟气进行换热；在所述低温省煤单元出口处设有回水母管，回水母管的另一端与所述第二低压加热器和第三低压加热器之间的管道相连，用以将换热完成的凝结水输送至所述第三低压加热器；

风暖风器组，其两端分别与所述回水母管和所述入口管道相连，用以将所述低温省煤单元输出的凝结水回流至所述低省增压泵；

再循环管，其两端分别与所述回水母管和所述入口管道相连，在再循环管中设有低省再循环调阀；所述再循环管与所述回水母管的连接处位于所述风暖风器组与回水母管的连接处的下游且再循环管与所述入口管道的连接处位于风暖风器组与入口管道的连接处的上游；再循环管与所述入口管道的连接处位于所述低省温度调阀和所述低省进水电动门的下游；

低省回水调阀，其设置在所述回水母管上且位于所述第三低压加热器与所述再循环管和回水母管的连接处之间，用以与所述低省温度调阀和低省再循环调阀配合以调节进入所述低省增压泵组的凝结水的温度；

PID控制器，其分别与所述低省入口温度调节阀、低省进水电动门、温度检测器、低省再循环调阀以及低省回水调节阀相连，用以调节各阀门的开度以及各低省增压泵的运行转速以将进入所述低温省煤单元的凝结水温度以及低温省煤单元排出的烟气温度分别调节至预设区间；

所述PID控制器中设有预设进水温度Ta0、预设进水温度差值△Ta0、第一预设低省入口温度调阀开度调节系数ka1和第二预设低省入口温度调阀开度调节系数ka2，设定0＜ka1＜ka2＜0.5；

当系统运行时，所述PID控制器关闭所述低省再循环阀门、将所述低省入口温度调阀的开度设置为初始值Ka并将低省回水调阀的开度设置为初始值Kb，当所述入口管道将凝结水输送至所述低省增压泵组时，PID控制器控制所述温度检测器检测入口管道内凝结水的平均温度Ta并将Ta与Ta0进行比对，

若Ta=Ta0，PID控制器不对低省再循环阀门、低省入口温度调阀或低省回水调阀的开度进行调节；

若Ta≠Ta0，PID控制器计算温度差值△Ta、将△Ta与△Ta0进行比对并根据比对结果将低省入口温度调阀的开度调节至对应值：

若△Ta≤△Ta0，PID控制器选用第一预设低省入口温度调阀开度调节系数ka1调节所述低省入口温度调阀开度；

若△Ta＞△Ta0，PID控制器选用第二预设低省入口温度调阀开度调节系数ka2调节所述低省入口温度调阀开度；

当PID控制器选用第i预设低省入口温度调阀开度调节系数kai调节所述低省入口温度调阀开度时，设定i=1，2，调节后的低省入口温度调阀开度记为Ka’，当Ta＞Ta0时，设定△Ta=Ta-Ta0，Ka’=Ka×（1+kai）；当Ta＜Ta0时，设定△Ta=Ta0-Ta，Ka’=Ka×（1-kai）；

所述PID控制器中还设有预设最小低省入口温度调阀开度Kamin和预设最大低省入口温度调阀开度Kamax，当PID完成对低省入口温度调阀开度的调节时，PID控制器将调节后的低省入口温度调阀开度Ka’依次与Kamin和Kamax进行比对，若Ka’＜Kamin且Ta＜Ta0，PID控制器逐渐增加所述低省再循环调阀的开度；若Ka’＞Kamin且Ta＞Ta0，PID控制器逐渐降低所述低省回水调阀的开度。

进一步地，所述低省增压泵组包括并联的第一低省增压泵、第二低省增压泵和第三低省增压泵，各低省增压泵均与所述PID控制器相连，当所述低省增压泵组运行时，启动两台低省增压泵并闲置剩余的一台低省增压泵以留作备用。

进一步地，对于单个所述低温省煤组，包括串联的入口联箱、低温省煤器和出口联箱，当所述低省增压泵组将凝结水输送至单个低温省煤组时，凝结水进入布置在锅炉尾部烟道的入口联箱，进而进入低温省煤器，经蛇形管排流入出囗联箱以完成对烟气的换热；在各所述入口联箱进烟口处均设有进烟温度检测器，用以检测流入至入口联箱的烟气的温度，在各所述出口联箱进烟口处均设有出烟温度检测器，用以检测出口联箱输出的烟气的温度；所述PID控制器分别与所述进烟温度检测器和所述出烟温度检测器相连；

所述PID控制器中还设有预设进烟温度Ca0、预设运行频率P0、预设进烟温差△Ca0、第一预设运行频率调节系数p1和第二预设运行频率调节系数p2，设定0＜p1＜p2＜0.6；

当系统运行时，所述PID控制器将各所述运行的低省增压泵的运行频率调节为P0并实时检测各所述入口联箱处的烟气温度以计算所述低温省煤单元的平均进烟温度Ca，计算完成后，PID控制器将Ca与Ca0进行比对，

若Ca=Ca0，PID控制器不调节各所述运行的低省增压泵的频率；

若Ca＞Ca0，PID控制器计算进烟温差△Ca，设定△Ca=Ca-Ca0，计算完成后，PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的频率增加至对应值；

若Ca＜Ca0，PID控制器计算进烟温差△Ca，设定△Ca=Ca0-Ca，计算完成后，PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的频率降低至对应值；

当所述PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对时，若△Ca≤△Ca0，PID控制器使用第一预设运行频率调节系数p1调节各所述运行的低省增压泵的运行频率，若△Ca＞△Ca0，PID控制器使用第二预设运行频率调节系数p2调节各所述运行的低省增压泵的运行频率，当PID控制器使用第i预设运行频率调节系数pi调节各所述运行的低省增压泵的运行频率时，设定i=1，2，调节后的低省增压泵的运行频率记为P，若Ca＞Ca0，设定P=P0×（1+pi），若Ca＜Ca0，设定P=P0×（1-pi）。

进一步地，所述PID控制器中还设有预设出烟温度Cb0、预设转速V0、预设出烟温差△Cb0、第一预设转速调节系数v1和第二预设转速调节系数v2，设定0＜v1＜v2＜0.8；

当系统运行时，所述PID控制器将各所述运行的低省增压泵的转速调节至V0并实时检测各所述出口联箱处的烟气温度以计算所述低温省煤单元的平均出烟温度Cb，计算完成后，PID控制器将Cb与Cb0进行比对，

若Cb=Cb0，PID控制器不调节各所述运行的低省增压泵的转速；

若Cb＞Cb0，PID控制器计算出烟温差△Cb，设定△Cb=Cb-Cb0，计算完成后，PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的转速降低至对应值；

若Cb＜Cb0，PID控制器计算出烟温差△Cb，设定△Cb=Cb0-Cb，计算完成后，PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的转速增加至对应值；

当所述PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对时，若△Cb≤△Cb0，PID控制器使用第一预设转速调节系数v1调节各所述运行的低省增压泵的转速，若△Cb＞△Cb0，PID控制器使用第二预设转速调节系数v2调节各所述运行的低省增压泵的转速，当PID控制器使用第i预设转速调节系数vi调节各所述运行的低省增压泵的转速时，设定i=1，2，调节后的低省增压泵的转速记为V，若Cb＞Cb0，设定V=V0×（1-vi），若Cb＜Cb0，设定V=V0×（1+vi）；

所述PID控制器中还设有预设最低转速Vmin，当PID控制器将各所述运行的低省增压泵的压力降低至V’时，PID控制器将V’与Vmin进行比对，若V’≥Vmin，PID控制器判定调节转速后若Cb＞Cb0可继续降低各所述运行的低省增压泵的转速；若V’＜Vmin，PID控制器将各运行的低省增压泵的转速设置为V’且在调节转速后若Cb＞Cb0，PID不调节各运行的低省增压泵的转速。

进一步地，所述PID控制器中还设有预设最低频率Pmin和预设最高频率Pmax，

当所述调节后的增压泵频率P≤Pmin且Ca＜Ca0时，PID控制器以指定速率增加所述预设进水温度Ta0，增加速率为0.2℃/min；

当所述调节后的增压泵频率P≥Pmax且Ca＞Ca0时，PID控制器以指定速率降低所述预设进水温度Ta0，降低速率为0.2℃/min。

进一步地，当所述PID控制器将所述低省回水调阀开度调节至最小值、将所述再循环调阀开度调节至最大值、将所述低省入口温度调阀开度调节至最小值且△Ta≤△Ta0时，PID控制器判定系统处于极端天气环境下，PID控制器以指定速率降低所述预设出烟温度Cb0以减少所述风暖风器组换热时带走的热量，降低速率为0.1℃/min；

当所述PID控制器将所述低省回水调阀开度调节至最大值、将所述再循环调阀开度调节至最小值、将所述低省入口温度调阀开度调节至最大值且△Ta＞△Ta0时，PID控制器判定系统处于极端天气环境下，PID控制器以指定速率增加所述预设出烟温度Cb0以增加所述风暖风器组换热时带走的热量，增加速率为0.1℃/min；当所述PID控制器增加Cb0时，若增加后的Cb0=110℃，此时PID控制器不增加Cb0。

进一步地，所述风暖风器组包括多个一次风暖风器和多个二次风暖风器且一次风暖风器的数量和二次风暖风器的数量相同；在各所述一次风暖风器进口处均设有一次风暖风器调阀且在各所述二次风暖风器进口处均设有二次风暖风器调阀；所述PID控制器分别与各所述一次风暖风器调节阀和各所述二次风暖风器调节阀相连。

进一步地，所述PID控制器通过前馈加反馈控制各所述运行的低省增压泵频率，前馈信号为低省烟气侧出入口温差与锅炉蒸发量的乘积。

进一步地，所述低温省煤单元中输出烟气最低的低温省煤组的出水管道处设有烟气温度平衡调阀，用以降低系统运行期间两低温省煤组输出烟气的温度偏差；

所述烟气温度平衡调阀与所述PID控制器相连，当未安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度高于安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度时，PID控制器增加烟气温度平衡调阀开度以提高安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的凝结水流量；当未安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度低于安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度时，PID控制器降低烟气温度平衡调阀开度以减少安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的凝结水流量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过使用PID控制器实时调节低省入口温度调阀、低省再循环调阀以及低省回水调阀的开度以将进入低省增压泵组的凝结水的温度调节至预设值，能够有效平衡凝结水与烟气之间的关系，从而将本发明所述系统的烟气换热效率最大化，同时，所述PID控制器中设有预设进水温度Ta0、预设进水温度差值△Ta0、第一预设低省入口温度调阀开度调节系数ka1和第二预设低省入口温度调阀开度调节系数ka2，当所述入口管道将凝结水输送至所述低省增压泵组时，PID控制器控制所述温度检测器检测入口管道内凝结水的平均温度Ta、将Ta与Ta0进行比对并根据比对结果选取对应的预设低省入口温度调阀开度调节系数将低省入口温度调阀的开度调节至对应值，通过精确控制低省入口温度调阀的开度，能够精确调节进入低省增压泵组的凝结水的温度，从而在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，所述PID控制器中还设有预设最小低省入口温度调阀开度Kamin和预设最大低省入口温度调阀开度Kamax，当PID完成对低省入口温度调阀开度的调节时，PID控制器将调节后的低省入口温度调阀开度Ka’依次与Kamin和Kamax进行比对并根据比对结果调节低省再循环调阀或低省回水调阀的开度，通过针对性调节低省再循环调阀或低省回水调阀的开度，能够在将低省入口温度调阀的开度调节至临界值时进一步对进入低省增压泵组的凝结水的温度进行调节，从而在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，所述低省增压泵组包括并联的第一低省增压泵、第二低省增压泵和第三低省增压泵，当所述低省增压泵组运行时，启动两台低省增压泵并闲置剩余的一台低省增压泵以留作备用，通过“留二备一”的方式，能够在单个运行的低省增压泵出现故障或两台低省增压泵的转速或频率无法达到需求时启动以保证凝结水的流量，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，所述PID控制器中还设有预设进烟温度Ca0、预设运行频率P0、预设进烟温差△Ca0、第一预设运行频率调节系数p1和第二预设运行频率调节系数p2，当系统运行时，PID控制器计算低温省煤单元的平均进烟温度Ca、将Ca与Ca0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的频率调节至对应值，通过调节低省增压泵的频率以精确控制流入低温省煤单元的烟气的流量，能够有效保证单位时间内凝结水能够与对应量的烟气进行换热，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，所述PID控制器中还设有预设出烟温度Cb0、预设转速V0、预设出烟温差△Cb0、第一预设转速调节系数v1和第二预设转速调节系数v2，当系统运行时，PID控制器计算低温省煤单元的平均出烟温度Cb、将Cb与Cb0进行比对并根据比对结果将低省增压泵的转速调节至对应值，通过调节低省增压泵的转速以精确控制流入低温省煤单元的凝结水的流量，能够进一步保证单位时间内凝结水能够与对应量的烟气进行换热，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，所述PID控制器中还设有预设最低转速Vmin，当PID控制器将各运行的低省增压泵的压力降低至V’时，PID控制器将V’与Vmin进行比对并根据比对结果判定是否继续调节各运行的低省增压泵的转速，通过设置预设最低转速临界值，能够有效避免调节后低省增压泵转速过低引起的管路内凝结水不流动的情况发生，从而进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，所述PID控制器中还设有预设最低频率Pmin和预设最高频率Pmax，当Ca＜Ca0且调节后的增压泵频率P≤Pmin或P≥Pmax时，PID控制器以指定速率增加或降低所述预设进水温度Ta0，通过调节预设进水温度，能够使所述系统的运行标准更加符合系统所在的环境，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，当PID控制器判定系统处于极端天气环境下时，PID控制器以指定速率降低或增加所述预设出烟温度Cb0以减少或增加所述风暖风器组换热时带走的热量，通过调节预设出烟温度Cb0，能够进一步提高所述系统在极端环境下运行的适应性，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，PID控制器通过前馈加反馈控制各运行的低省增压泵频率，通过使用前馈加反馈的控制方式，能够更加精确地调节各运行的低省增压泵频率，从而精确控制流入低温省煤单元的烟气的流量，能够进一步保证单位时间内凝结水能够与对应量的烟气进行换热，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，低温省煤单元中输出烟气最低的低温省煤组的出水管道处设有烟气温度平衡调阀，当未安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度与安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度不同时，PID控制器增加烟气温度平衡调阀开度以提高安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的凝结水流量，通过调节两低温省煤组的输出烟气，能够在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

附图说明

图1为本发明所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统的结构示意图。本发明所述用于火电厂的低温省煤自调节系统包括：

低压加热器组，其与凝结水系统（图中未画出）相连，包括串联的第一低压加热器11、第二低压加热器12和第三低压加热器（图中未画出），用以引出凝结水系统中的主凝结水；所述第一低压加热器11的入口与所述凝结水系统相连；

低省增压泵组，低省增压泵组通过入口处的入口管道分别与所述第一低压加热器11入口和所述第二低压加热器12出口相连，用以对所述凝结水系统输出的凝结水以及所述第二低压加热器12输出的凝结水进行增压；在所述入口管道与所述第一低压加热器11入口相连的支管上设有低省温度调阀13，在入口管道与所述第二低压加热器12出口相连的支管上设有低省进水电动门14，在入口管道靠近低省增压泵组的一侧设有温度检测器15，用以检测进入低省增压泵组的凝结水温度；

低温省煤单元，包括两个并联设置的低温省煤组3，低温省煤单元与所述低省增压泵组的出口相连，用以使所述低省增压泵输出的凝结水与流经低温省煤单元的烟气进行换热；在所述低温省煤单元出口处设有回水母管，回水母管的另一端与所述第二低压加热器12和第三低压加热器之间的管道相连，用以将换热完成的凝结水输送至所述第三低压加热器；

风暖风器组，其两端分别与所述回水母管和所述入口管道相连，用以将所述低温省煤单元输出的凝结水回流至所述低省增压泵；

再循环管，其两端分别与所述回水母管和所述入口管道相连，在再循环管中设有低省再循环调阀5；所述再循环管与所述回水母管的连接处位于所述风暖风器组与回水母管的连接处的下游且再循环管与所述入口管道的连接处位于风暖风器组与入口管道的连接处的上游；再循环管与所述入口管道的连接处位于所述低省温度调阀13和所述低省进水电动门14的下游；

低省回水调阀6，其设置在所述回水母管上且位于所述第三低压加热器与所述再循环管和回水母管的连接处之间，用以与所述低省温度调阀13和低省再循环调阀5配合以调节进入所述低省增压泵组的凝结水的温度；

PID控制器（图中未画出），其分别与所述低省入口温度调节阀、低省进水电动门14、温度检测器15、低省再循环调阀5以及低省回水调节阀相连，用以调节各阀门的开度以及各低省增压泵的运行转速以将进入所述低温省煤单元的凝结水温度以及低温省煤单元排出的烟气温度分别调节至预设区间；

具体而言，本发明所述PID控制器中设有预设进水温度Ta0、预设进水温度差值△Ta0、第一预设低省入口温度调阀开度调节系数ka1和第二预设低省入口温度调阀开度调节系数ka2，设定0＜ka1＜ka2＜0.5；

当系统运行时，所述PID控制器关闭所述低省再循环阀门、将所述低省入口温度调阀的开度设置为初始值Ka并将低省回水调阀6的开度设置为初始值Kb，当所述入口管道将凝结水输送至所述低省增压泵组时，PID控制器控制所述温度检测器15检测入口管道内凝结水的平均温度Ta并将Ta与Ta0进行比对，

若Ta=Ta0，PID控制器不对低省再循环阀门、低省入口温度调阀或低省回水调阀6的开度进行调节；

若Ta≠Ta0，PID控制器计算温度差值△Ta、将△Ta与△Ta0进行比对并根据比对结果将低省入口温度调阀的开度调节至对应值：

若△Ta≤△Ta0，PID控制器选用第一预设低省入口温度调阀开度调节系数ka1调节所述低省入口温度调阀开度；

若△Ta＞△Ta0，PID控制器选用第二预设低省入口温度调阀开度调节系数ka2调节所述低省入口温度调阀开度；

当PID控制器选用第i预设低省入口温度调阀开度调节系数kai调节所述低省入口温度调阀开度时，设定i=1，2，调节后的低省入口温度调阀开度记为Ka’，当Ta＞Ta0时，设定△Ta=Ta-Ta0，Ka’=Ka×（1+kai）；当Ta＜Ta0时，设定△Ta=Ta0-Ta，Ka’=Ka×（1-kai）；

所述PID控制器中还设有预设最小低省入口温度调阀开度Kamin和预设最大低省入口温度调阀开度Kamax，当PID完成对低省入口温度调阀开度的调节时，PID控制器将调节后的低省入口温度调阀开度Ka’依次与Kamin和Kamax进行比对，

若Ka’＜Kamin且Ta＜Ta0，PID控制器逐渐增加所述低省再循环调阀5的开度；

若Ka’＞Kamin且Ta＞Ta0，PID控制器逐渐降低所述低省回水调阀6的开度。

本发明通过使用PID控制器实时调节低省入口温度调阀、低省再循环调阀5以及低省回水调阀6的开度以将进入低省增压泵组的凝结水的温度调节至预设值，能够有效平衡凝结水与烟气之间的关系，从而将本发明所述系统的烟气换热效率最大化，同时，所述PID控制器中设有预设进水温度Ta0、预设进水温度差值△Ta0、第一预设低省入口温度调阀开度调节系数ka1和第二预设低省入口温度调阀开度调节系数ka2，当所述入口管道将凝结水输送至所述低省增压泵组时，PID控制器控制所述温度检测器15检测入口管道内凝结水的平均温度Ta、将Ta与Ta0进行比对并根据比对结果选取对应的预设低省入口温度调阀开度调节系数将低省入口温度调阀的开度调节至对应值，通过精确控制低省入口温度调阀的开度，能够精确调节进入低省增压泵组的凝结水的温度，从而在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

进一步地，本发明通过针对性调节低省再循环调阀5或低省回水调阀6的开度，能够在将低省入口温度调阀的开度调节至临界值时进一步对进入低省增压泵组的凝结水的温度进行调节，从而在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

请继续参阅图1所示，本发明所述低省增压泵组包括并联的第一低省增压泵21、第二低省增压泵22和第三低省增压泵23，各低省增压泵均与所述PID控制器相连，当所述低省增压泵组运行时，启动两台低省增压泵并闲置剩余的一台低省增压泵以留作备用。通过“留二备一”的方式，能够在单个运行的低省增压泵出现故障或两台低省增压泵的转速或频率无法达到需求时启动以保证凝结水的流量，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

请继续参阅图1所示，对于单个所述低温省煤组3，包括串联的入口联箱31、低温省煤器32和出口联箱33，当所述低省增压泵组将凝结水输送至单个低温省煤组3时，凝结水进入布置在锅炉尾部烟道的入口联箱31，进而进入低温省煤器32，经蛇形管排流入出囗联箱以完成对烟气的换热；在各所述入口联箱31进烟口处均设有进烟温度检测器（图中未画出），用以检测流入至入口联箱31的烟气的温度，在各所述出口联箱33进烟口处均设有出烟温度检测器（图中未画出），用以检测出口联箱33输出的烟气的温度；所述PID控制器分别与所述进烟温度检测器和所述出烟温度检测器相连；

所述PID控制器中还设有预设进烟温度Ca0、预设运行频率P0、预设进烟温差△Ca0、第一预设运行频率调节系数p1和第二预设运行频率调节系数p2，设定0＜p1＜p2＜0.6；

当系统运行时，所述PID控制器将各所述运行的低省增压泵的运行频率调节为P0并实时检测各所述入口联箱31处的烟气温度以计算所述低温省煤单元的平均进烟温度Ca，计算完成后，PID控制器将Ca与Ca0进行比对，

若Ca=Ca0，PID控制器不调节各所述运行的低省增压泵的频率；

若Ca＞Ca0，PID控制器计算进烟温差△Ca，设定△Ca=Ca-Ca0，计算完成后，PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的频率增加至对应值；

若Ca＜Ca0，PID控制器计算进烟温差△Ca，设定△Ca=Ca0-Ca，计算完成后，PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的频率降低至对应值；

当所述PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对时，若△Ca≤△Ca0，PID控制器使用第一预设运行频率调节系数p1调节各所述运行的低省增压泵的运行频率，若△Ca＞△Ca0，PID控制器使用第二预设运行频率调节系数p2调节各所述运行的低省增压泵的运行频率，当PID控制器使用第i预设运行频率调节系数pi调节各所述运行的低省增压泵的运行频率时，设定i=1，2，调节后的低省增压泵的运行频率记为P，若Ca＞Ca0，设定P=P0×（1+pi），若Ca＜Ca0，设定P=P0×（1-pi）。

本发明通过调节低省增压泵的频率以精确控制流入低温省煤单元的烟气的流量，能够有效保证单位时间内凝结水能够与对应量的烟气进行换热，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

具体而言，本发明所述PID控制器通过前馈加反馈控制各所述运行的低省增压泵频率，前馈信号为低省烟气侧出入口温差与锅炉蒸发量的乘积。本发明通过使用前馈加反馈的控制方式，能够更加精确地调节各运行的低省增压泵频率，从而精确控制流入低温省煤单元的烟气的流量，能够进一步保证单位时间内凝结水能够与对应量的烟气进行换热，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

具体而言，本发明所述PID控制器中还设有预设出烟温度Cb0、预设转速V0、预设出烟温差△Cb0、第一预设转速调节系数v1和第二预设转速调节系数v2，设定0＜v1＜v2＜0.8；

当系统运行时，所述PID控制器将各所述运行的低省增压泵的转速调节至V0并实时检测各所述出口联箱33处的烟气温度以计算所述低温省煤单元的平均出烟温度Cb，计算完成后，PID控制器将Cb与Cb0进行比对，

若Cb=Cb0，PID控制器不调节各所述运行的低省增压泵的转速；

若Cb＞Cb0，PID控制器计算出烟温差△Cb，设定△Cb=Cb-Cb0，计算完成后，PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的转速降低至对应值；

若Cb＜Cb0，PID控制器计算出烟温差△Cb，设定△Cb=Cb0-Cb，计算完成后，PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的转速增加至对应值；

当所述PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对时，若△Cb≤△Cb0，PID控制器使用第一预设转速调节系数v1调节各所述运行的低省增压泵的转速，若△Cb＞△Cb0，PID控制器使用第二预设转速调节系数v2调节各所述运行的低省增压泵的转速，当PID控制器使用第i预设转速调节系数vi调节各所述运行的低省增压泵的转速时，设定i=1，2，调节后的低省增压泵的转速记为V，若Cb＞Cb0，设定V=V0×（1-vi），若Cb＜Cb0，设定V=V0×（1+vi）；

本发明通过调节低省增压泵的转速以精确控制流入低温省煤单元的凝结水的流量，能够进一步保证单位时间内凝结水能够与对应量的烟气进行换热，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

具体而言，本发明所述PID控制器中还设有预设最低转速Vmin，当PID控制器将各所述运行的低省增压泵的压力降低至V’时，PID控制器将V’与Vmin进行比对，若V’≥Vmin，PID控制器判定调节转速后若Cb＞Cb0可继续降低各所述运行的低省增压泵的转速；若V’＜Vmin，PID控制器将各运行的低省增压泵的转速设置为V’且在调节转速后若Cb＞Cb0，PID不调节各运行的低省增压泵的转速。

本发明通过设置预设最低转速临界值，能够有效避免调节后低省增压泵转速过低引起的管路内凝结水不流动的情况发生，从而进一步提高本发明所述系统的换热效率。

具体而言，本发明所述PID控制器中还设有预设最低频率Pmin和预设最高频率Pmax，

当所述调节后的增压泵频率P≤Pmin且Ca＜Ca0时，PID控制器以指定速率增加所述预设进水温度Ta0，增加速率为0.2℃/min；

当所述调节后的增压泵频率P≥Pmax且Ca＞Ca0时，PID控制器以指定速率降低所述预设进水温度Ta0，降低速率为0.2℃/min。

本发明通过调节预设进水温度，能够使所述系统的运行标准更加符合系统所在的环境，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

具体而言，当所述PID控制器将所述低省回水调阀6开度调节至最小值、将所述再循环调阀开度调节至最大值、将所述低省入口温度调阀开度调节至最小值且△Ta≤△Ta0时，PID控制器判定系统处于极端天气环境下，PID控制器以指定速率降低所述预设出烟温度Cb0以减少所述风暖风器组换热时带走的热量，降低速率为0.1℃/min；

当所述PID控制器将所述低省回水调阀6开度调节至最大值、将所述再循环调阀开度调节至最小值、将所述低省入口温度调阀开度调节至最大值且△Ta＞△Ta0时，PID控制器判定系统处于极端天气环境下，PID控制器以指定速率增加所述预设出烟温度Cb0以增加所述风暖风器组换热时带走的热量，增加速率为0.1℃/min；当所述PID控制器增加Cb0时，若增加后的Cb0=110℃，此时PID控制器不增加Cb0。

本发明通过调节预设出烟温度Cb0，能够进一步提高所述系统在极端环境下运行的适应性，在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

请继续参阅图1所示，本发明所述风暖风器组包括多个一次风暖风器41和多个二次风暖风器42且一次风暖风器41的数量和二次风暖风器42的数量相同；在各所述一次风暖风器41进口处均设有一次风暖风器调阀411且在各所述二次风暖风器42进口处均设有二次风暖风器调阀421；所述PID控制器分别与各所述一次风暖风器41调节阀和各所述二次风暖风器42调节阀相连。

具体而言，本发明所述低温省煤单元中输出烟气最低的低温省煤组3的出水管道处设有烟气温度平衡调阀34，用以降低系统运行期间两低温省煤组3输出烟气的温度偏差；

所述烟气温度平衡调阀34与所述PID控制器相连，当未安装烟气温度平衡调阀34的低温省煤组3输出的烟气温度高于安装烟气温度平衡调阀34的低温省煤组3输出的烟气温度时，PID控制器增加烟气温度平衡调阀34开度以提高安装烟气温度平衡调阀34的低温省煤组3输出的凝结水流量；当未安装烟气温度平衡调阀34的低温省煤组3输出的烟气温度低于安装烟气温度平衡调阀34的低温省煤组3输出的烟气温度时，PID控制器降低烟气温度平衡调阀34开度以减少安装烟气温度平衡调阀34的低温省煤组3输出的凝结水流量。

本发明通过调节两低温省煤组3的输出烟气，能够在进一步提高凝结水与烟气的换热效率的同时，进一步提高本发明所述系统的换热效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，包括：

低压加热器组，其与凝结水系统相连，包括串联的第一低压加热器、第二低压加热器和第三低压加热器，用以引出凝结水系统中的主凝结水；所述第一低压加热器的入口与所述凝结水系统相连；

低省增压泵组，低省增压泵组通过入口处的入口管道分别与所述第一低压加热器入口和所述第二低压加热器出口相连，用以对所述凝结水系统输出的凝结水以及所述第二低压加热器输出的凝结水进行增压；在所述入口管道与所述第一低压加热器入口相连的支管上设有低省温度调阀，在入口管道与所述第二低压加热器出口相连的支管上设有低省进水电动门，在入口管道靠近低省增压泵组的一侧设有温度检测器，用以检测进入低省增压泵组的凝结水温度；

低温省煤单元，包括两个并联设置的低温省煤组，低温省煤单元与所述低省增压泵组的出口相连，用以使所述低省增压泵输出的凝结水与流经低温省煤单元的烟气进行换热；在所述低温省煤单元出口处设有回水母管，回水母管的另一端与所述第二低压加热器和第三低压加热器之间的管道相连，用以将换热完成的凝结水输送至所述第三低压加热器；

风暖风器组，其两端分别与所述回水母管和所述入口管道相连，用以将所述低温省煤单元输出的凝结水回流至所述低省增压泵；

再循环管，其两端分别与所述回水母管和所述入口管道相连，在再循环管中设有低省再循环调阀；所述再循环管与所述回水母管的连接处位于所述风暖风器组与回水母管的连接处的下游且再循环管与所述入口管道的连接处位于风暖风器组与入口管道的连接处的上游；再循环管与所述入口管道的连接处位于所述低省温度调阀和所述低省进水电动门的下游；

低省回水调阀，其设置在所述回水母管上且位于所述第三低压加热器与所述再循环管和回水母管的连接处之间，用以与所述低省温度调阀和低省再循环调阀配合以调节进入所述低省增压泵组的凝结水的温度；

PID控制器，其分别与所述低省入口温度调节阀、低省进水电动门、温度检测器、低省再循环调阀以及低省回水调节阀相连，用以调节各阀门的开度以及各低省增压泵的运行转速以将进入所述低温省煤单元的凝结水温度以及低温省煤单元排出的烟气温度分别调节至预设区间；

所述PID控制器中设有预设进水温度Ta0、预设进水温度差值△Ta0、第一预设低省入口温度调阀开度调节系数ka1和第二预设低省入口温度调阀开度调节系数ka2，设定0＜ka1＜ka2＜0.5；

当系统运行时，所述PID控制器关闭所述低省再循环阀门、将所述低省入口温度调阀的开度设置为初始值Ka并将低省回水调阀的开度设置为初始值Kb，当所述入口管道将凝结水输送至所述低省增压泵组时，PID控制器控制所述温度检测器检测入口管道内凝结水的平均温度Ta并将Ta与Ta0进行比对，

若Ta=Ta0，PID控制器不对低省再循环阀门、低省入口温度调阀或低省回水调阀的开度进行调节；

若Ta≠Ta0，PID控制器计算温度差值△Ta、将△Ta与△Ta0进行比对并根据比对结果将低省入口温度调阀的开度调节至对应值：

若△Ta≤△Ta0，PID控制器选用第一预设低省入口温度调阀开度调节系数ka1调节所述低省入口温度调阀开度；

若△Ta＞△Ta0，PID控制器选用第二预设低省入口温度调阀开度调节系数ka2调节所述低省入口温度调阀开度；

当PID控制器选用第i预设低省入口温度调阀开度调节系数kai调节所述低省入口温度调阀开度时，设定i=1，2，调节后的低省入口温度调阀开度记为Ka’，当Ta＞Ta0时，设定△Ta=Ta-Ta0，Ka’=Ka×（1+kai）；当Ta＜Ta0时，设定△Ta=Ta0-Ta，Ka’=Ka×（1-kai）；

所述PID控制器中还设有预设最小低省入口温度调阀开度Kamin和预设最大低省入口温度调阀开度Kamax，当PID完成对低省入口温度调阀开度的调节时，PID控制器将调节后的低省入口温度调阀开度Ka’依次与Kamin和Kamax进行比对，若Ka’＜Kamin且Ta＜Ta0，PID控制器逐渐增加所述低省再循环调阀的开度；若Ka’＞Kamin且Ta＞Ta0，PID控制器逐渐降低所述低省回水调阀的开度。

2.根据权利要求1所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，所述低省增压泵组包括并联的第一低省增压泵、第二低省增压泵和第三低省增压泵，各低省增压泵均与所述PID控制器相连，当所述低省增压泵组运行时，启动两台低省增压泵并闲置剩余的一台低省增压泵以留作备用。

3.根据权利要求2所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，对于单个所述低温省煤组，包括串联的入口联箱、低温省煤器和出口联箱，当所述低省增压泵组将凝结水输送至单个低温省煤组时，凝结水进入布置在锅炉尾部烟道的入口联箱，进而进入低温省煤器，经蛇形管排流入出囗联箱以完成对烟气的换热；在各所述入口联箱进烟口处均设有进烟温度检测器，用以检测流入至入口联箱的烟气的温度，在各所述出口联箱进烟口处均设有出烟温度检测器，用以检测出口联箱输出的烟气的温度；所述PID控制器分别与所述进烟温度检测器和所述出烟温度检测器相连；

所述PID控制器中还设有预设进烟温度Ca0、预设运行频率P0、预设进烟温差△Ca0、第一预设运行频率调节系数p1和第二预设运行频率调节系数p2，设定0＜p1＜p2＜0.6；

当系统运行时，所述PID控制器将各所述运行的低省增压泵的运行频率调节为P0并实时检测各所述入口联箱处的烟气温度以计算所述低温省煤单元的平均进烟温度Ca，计算完成后，PID控制器将Ca与Ca0进行比对，

若Ca=Ca0，PID控制器不调节各所述运行的低省增压泵的频率；

若Ca＞Ca0，PID控制器计算进烟温差△Ca，设定△Ca=Ca-Ca0，计算完成后，PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的频率增加至对应值；

若Ca＜Ca0，PID控制器计算进烟温差△Ca，设定△Ca=Ca0-Ca，计算完成后，PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的频率降低至对应值；

当所述PID控制器将△Ca与△Ca0进行比对时，若△Ca≤△Ca0，PID控制器使用第一预设运行频率调节系数p1调节各所述运行的低省增压泵的运行频率，若△Ca＞△Ca0，PID控制器使用第二预设运行频率调节系数p2调节各所述运行的低省增压泵的运行频率，当PID控制器使用第i预设运行频率调节系数pi调节各所述运行的低省增压泵的运行频率时，设定i=1，2，调节后的低省增压泵的运行频率记为P，若Ca＞Ca0，设定P=P0×（1+pi），若Ca＜Ca0，设定P=P0×（1-pi）。

4.根据权利要求3所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，所述PID控制器中还设有预设出烟温度Cb0、预设转速V0、预设出烟温差△Cb0、第一预设转速调节系数v1和第二预设转速调节系数v2，设定0＜v1＜v2＜0.8；

当系统运行时，所述PID控制器将各所述运行的低省增压泵的转速调节至V0并实时检测各所述出口联箱处的烟气温度以计算所述低温省煤单元的平均出烟温度Cb，计算完成后，PID控制器将Cb与Cb0进行比对，

若Cb=Cb0，PID控制器不调节各所述运行的低省增压泵的转速；

若Cb＞Cb0，PID控制器计算出烟温差△Cb，设定△Cb=Cb-Cb0，计算完成后，PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的转速降低至对应值；

若Cb＜Cb0，PID控制器计算出烟温差△Cb，设定△Cb=Cb0-Cb，计算完成后，PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对并根据比对结果将各所述运行的低省增压泵的转速增加至对应值；

当所述PID控制器将△Cb与△Cb0进行比对时，若△Cb≤△Cb0，PID控制器使用第一预设转速调节系数v1调节各所述运行的低省增压泵的转速，若△Cb＞△Cb0，PID控制器使用第二预设转速调节系数v2调节各所述运行的低省增压泵的转速，当PID控制器使用第i预设转速调节系数vi调节各所述运行的低省增压泵的转速时，设定i=1，2，调节后的低省增压泵的转速记为V，若Cb＞Cb0，设定V=V0×（1-vi），若Cb＜Cb0，设定V=V0×（1+vi）；

所述PID控制器中还设有预设最低转速Vmin，当PID控制器将各所述运行的低省增压泵的压力降低至V’时，PID控制器将V’与Vmin进行比对，若V’≥Vmin，PID控制器判定调节转速后若Cb＞Cb0可继续降低各所述运行的低省增压泵的转速；若V’＜Vmin，PID控制器将各运行的低省增压泵的转速设置为V’且在调节转速后若Cb＞Cb0，PID不调节各运行的低省增压泵的转速。

5.根据权利要求4所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，所述PID控制器中还设有预设最低频率Pmin和预设最高频率Pmax，

当所述调节后的增压泵频率P≤Pmin且Ca＜Ca0时，PID控制器以指定速率增加所述预设进水温度Ta0，增加速率为0.2℃/min；

当所述调节后的增压泵频率P≥Pmax且Ca＞Ca0时，PID控制器以指定速率降低所述预设进水温度Ta0，降低速率为0.2℃/min。

6.根据权利要求5所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，当所述PID控制器将所述低省回水调阀开度调节至最小值、将所述再循环调阀开度调节至最大值、将所述低省入口温度调阀开度调节至最小值且△Ta≤△Ta0时，PID控制器判定系统处于极端天气环境下，PID控制器以指定速率降低所述预设出烟温度Cb0以减少所述风暖风器组换热时带走的热量，降低速率为0.1℃/min；

当所述PID控制器将所述低省回水调阀开度调节至最大值、将所述再循环调阀开度调节至最小值、将所述低省入口温度调阀开度调节至最大值且△Ta＞△Ta0时，PID控制器判定系统处于极端天气环境下，PID控制器以指定速率增加所述预设出烟温度Cb0以增加所述风暖风器组换热时带走的热量，增加速率为0.1℃/min；当所述PID控制器增加Cb0时，若增加后的Cb0=110℃，此时PID控制器不增加Cb0。

7.根据权利要求5所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，所述风暖风器组包括多个一次风暖风器和多个二次风暖风器且一次风暖风器的数量和二次风暖风器的数量相同；在各所述一次风暖风器进口处均设有一次风暖风器调阀且在各所述二次风暖风器进口处均设有二次风暖风器调阀；所述PID控制器分别与各所述一次风暖风器调节阀和各所述二次风暖风器调节阀相连。

8.根据权利要求4所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，所述PID控制器通过前馈加反馈控制各所述运行的低省增压泵频率，前馈信号为低省烟气侧出入口温差与锅炉蒸发量的乘积。

9.根据权利要求4所述的用于火电厂的低温省煤自调节系统，其特征在于，所述低温省煤单元中输出烟气最低的低温省煤组的出水管道处设有烟气温度平衡调阀，用以降低系统运行期间两低温省煤组输出烟气的温度偏差；

所述烟气温度平衡调阀与所述PID控制器相连，当未安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度高于安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度时，PID控制器增加烟气温度平衡调阀开度以提高安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的凝结水流量；当未安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度低于安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的烟气温度时，PID控制器降低烟气温度平衡调阀开度以减少安装烟气温度平衡调阀的低温省煤组输出的凝结水流量。

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