CN113485499A - 一种煤质工况变化的给煤调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤质工况变化的给煤调控方法，当氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三个值各自的实测变量全部超过各自的设定阈值时，则判断为煤质变化，在总燃料远程指令的基础上，按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量；其中的实测变量包括速率变化或者与设定值之间的差值变化，这两个量当中任意一个满足条件，认为该对应的实测变量超过设定阈值；本发明煤质突变工况下主参数偏离正常值幅度有了明显下降，提高了机组的自动化控制水平，协调控制调节品质的改善提高了个机组运行的稳定性、经济性，延长了机组寿命；与改进前协调控制相比较，本发明解决了火电厂自动控制中，煤质突变工况下协调控制调节品质不佳、主参数严重偏离正常值的问题。

Description

一种煤质工况变化的给煤调控方法

技术领域

本发明涉及火电厂自动控制技术领域，更进一步涉及一种煤质工况变化的给煤调控方法。

背景技术

我国最重要的电力形式是燃煤发电，绝大部分火力发电机组面临着燃煤紧缺、燃煤来源多样化、品质参差不齐等问题；因煤质条件不同，相同燃烧量的情况下产生的热量不同，煤质突变后，水煤比失调，造成氧量、主汽压力、主汽温度等主参数大幅偏离正常值，影响正常运行，长期控制效果不好会使得锅炉壁温超温时间较长，影响机组设备寿命。

传统的供煤调节方式主要依靠主汽压力和负荷的偏差作为判断依据，具有滞后性，无法快速精准地匹配煤质变化情况，导致机组正常运行过程中入炉煤质变化频繁，严重影响了现有协调控制系统调节品质。

对于本领域的技术人员来说，如何快速精准地根据煤质工况调节煤料的供应量，减少主参数与正常值之间的偏差，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种煤质工况变化的给煤调控方法，利用氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三个值作为判断依据，煤质突变工况下主参数偏离正常值幅度有了明显下降，提高了机组的自动化控制水平，具体方案如下：

一种煤质工况变化的给煤调控方法，包括：

获取炉膛内的氧量检测值、分离器中水汽交界处的中间点温度值、主汽管中的主汽压力值；

判断所述氧量检测值、所述中间点温度值、所述主汽压力值各自的实测变量是否全部超过各自的设定阈值，所述实测变量包括速率变化或者与设定值之间的差值变化；

若全部超过，则判断为煤质变化，在总燃料远程指令的基础上，按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量。

可选地，所述所需修正量根据所述中间点温度值的偏差函数、以及所述主汽压力值的偏差函数，折算为燃煤量并取较大值得到。

可选地，判断所述所需修正量是否大于最低修正量，若否，则按照所述最低修正量增加或者减少燃煤供应量。

可选地，若所述氧量检测值的所述实测变量超过设定阈值，则增加容错时段的脉冲信号；

在所述容错时段内，若所述中间点温度值、所述主汽压力值各自的所述实测变量全部超过各自的设定阈值，则判断为煤质变化。

可选地，判断所述氧量检测值的实测变量是否超过设定阈值时，还包括判断所述氧量检测值的绝对数值是否超过氧量预定范围，若是，则认为气量超过设定阈值。

可选地，所述判断所述氧量检测值、所述中间点温度值、所述主汽压力值各自的实测变量是否全部超过各自的设定阈值的过程中，

当某一个所述实测变量在第一检测时刻超过设定阈值时，从所述第一检测时刻起设定先延时时段，若在所述先延时时段内持续超过设定阈值，则认为该所述实测变量超过设定阈值。

可选地，当判断为煤质变化的时间段结束后，增加后延时时段，在所述后延时时段内，按照所述所需修正量增加或者减少燃煤供应量。

可选地，从所述后延时时段的结束时刻，按照设定速率将所述所需修正量变化为零。

可选地，判断给煤系统是否处于协调方式下稳态工况，若是，则按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量。

可选地，还包括：

利用燃料偏置设定站人工调节燃煤供应量。

本发明提供一种煤质工况变化的给煤调控方法，利用炉膛内的氧量检测值、分离器中水汽交界处的中间点温度值、主汽管中的主汽压力值这三个值作为判断的依据，当上述三个值各自的实测变量全部超过各自的设定阈值时，则判断为煤质变化，在总燃料远程指令的基础上，按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量；其中的实测变量包括速率变化或者与设定值之间的差值变化，也即氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三者均需要分别判断速率变化、以及与设定值之间的差值变化，这两个量当中任意一个满足条件，认为该对应的实测变量超过设定阈值；本发明利用三个值进行判断，煤质突变工况下主参数偏离正常值幅度有了明显下降，提高了机组的自动化控制水平，协调控制调节品质的改善提高了个机组运行的稳定性、经济性，延长了机组寿命；与改进前协调控制相比较，本发明解决了火电厂自动控制中，煤质突变工况下协调控制调节品质不佳、主参数严重偏离正常值的问题。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明的煤质工况变化的给煤调控方法的逻辑控制图。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种煤质工况变化的给煤调控方法，利用氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三个值作为判断依据，煤质突变工况下主参数偏离正常值幅度有了明显下降，提高了机组的自动化控制水平。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的煤质工况变化的给煤调控方法进行详细的介绍说明。

本发明的煤质工况变化的给煤调控方法用于在煤质工况突变的情况下调节给煤量，具体包括以下步骤：

S1、获取炉膛内的氧量检测值、分离器中水汽交界处的中间点温度值、主汽管中的主汽压力值；氧量检测值为炉膛内部实时检测的氧含量，中间点温度值为分离器中水汽交界处实时检测的温度值，主汽压力值为主汽管道内部实时检测的气压值。本发明以氧量检测值、中间点温度值和主汽压力值三个值作为煤质突变的判断依据。

S2、判断氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值各自的实测变量是否全部超过各自的设定阈值，实测变量包括速率变化或者与设定值之间的差值变化；氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值各自预设有设定阈值，当氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三者当中每个值都超过其设定阈值时，判断为煤质变化。

对氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三个值分别进行实测变量判断时，每个值又包括两个量，分别为速率变化以及与设定值之间的差值变化；速率变化指氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值随时间变化的速率；差值变化指氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值与各自正常工作时相应的设定值之间的差值，设定值为正常工作希望达到的目的值，当实测值与设定值之间的偏差较大时，认为该值的实测变量超过设定阈值。

S3、若全部超过，则判断为煤质变化，在总燃料远程指令的基础上，按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量；当氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三者当中每个值都超过其设定阈值时，认为煤质出现变化，则需要进行相应的调节，增加或者减少燃煤供应量，当煤质突变提升时，减少燃煤供应量，当煤质突变降低时，增加燃煤供应量。

炉膛内部燃烧时，需要燃煤、空气和水蒸汽三者混合进行化学反应，本发明的调节指令修正作用于燃料主控的炉膛，在调节时，只改变燃煤供应量，不改变空气和水蒸汽的供应量。

本发明利用氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三个值作为判断依据，判断煤质是否发生突变，出现煤质突变时快速进行调节,煤质突变工况下主参数偏离正常值幅度有了明显下降，提高了机组的自动化控制水平，协调控制调节品质的改善提高了个机组运行的稳定性、经济性，延长了机组寿命。与改进前协调控制相比较，本发明解决了火电厂自动控制中，煤质突变工况下协调控制调节品质不佳、主参数严重偏离正常值的问题。

在上述方案的基础上，本发明中的所需修正量根据中间点温度值的偏差函数、以及主汽压力值的偏差函数，折算为燃煤量并取较大值得到。中间点温度值的偏差函数为中间点温度值与其相应的设定值之间的差值随时间的变化函数。主汽压力值的偏差函数为主汽压力值与其相应的设定值之间的差值随时间的变化函数。

中间点温度值与其相应的设定值之间的差值折算为一个燃煤量调节量，主汽压力值与其相应的设定值之间的差值折算为另一个燃煤量调节量；在某一时刻，以这两个燃煤量调节量当中的较大值作为所需修正量，按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量。

得到所需修正量之后，判断所需修正量是否大于最低修正量，若否，则按照最低修正量增加或者减少燃煤供应量，最低修正量是预先设定的一个常量，当系统判断出煤质出现突变时，需要根据所需修正量增加或者减少燃煤供应量，若所需修正量小于最低修正量甚至为零时，按照最低修正量增加或者减少燃煤供应量，以最低修正量代替上述的所需修正量；以保证燃煤调节量控制在合理的范围内。

优选地，本发明在此提供进一步的方案：

若氧量检测值的实测变量超过设定阈值，则增加容错时段的脉冲信号；在容错时段内，若中间点温度值、主汽压力值各自的实测变量全部超过各自的设定阈值，则判断为煤质变化。

由于氧量在多数情况下的反应更快，氧量检测值往往先于中间点温度值和主汽压力值出现变化，可能出现氧量检测值的变化已经结束，中间点温度值和主汽压力值才发生变化，造成三个值无法同时满足的情况，然而此时往往煤质发生了变化，因此为了减少此种情况的出现，当氧量检测值的实测变量超过设定阈值，增加容错时段的脉冲信号，在容错时段内始终认为氧量检测值的实测变量超过设定阈值，在容错时段内，如果中间点温度值、主汽压力值各自的实测变量全部超过各自的设定阈值，也视为煤质变化。

对于氧量这一指标来说，本发明还设置了其他的判断指标，具体地，在上述判断所述氧量检测值的实测变量是否超过设定阈值的过程中，增加一个新的判断指标：判断氧量检测值的绝对数值是否超过氧量预定范围，若是，则认为气量超过设定阈值；当氧量检测值的绝对数值低于或者高于氧量预定范围，也认为氧量这一指标符合条件。

更进一步，在判断氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值各自的实测变量是否全部超过各自的设定阈值的过程中，当某一个实测变量在第一检测时刻超过设定阈值时，从第一检测时刻起设定先延时时段，若在先延时时段内持续超过设定阈值，则认为该实测变量超过设定阈值。

由于各个值在工作过程中时刻发生变化，各个检测器以预定的时间间隔不断地获取数据，为防止某个时点的值出现大幅度波动造成误判，当某一个实测变量在第一检测时刻超过设定阈值时，从第一检测时刻起设定先延时时段，如图1中所示的TD_ON，若在先延时时段内该值持续超过设定阈值，则认为该实测变量超过设定阈值；若在先延时时段内没有持续超过设定阈值，则视为该实测变量没有超过设定阈值。由于实测变量包括两个量，分别为速率变化以及与设定值之间的差值变化，这两个量在判断时适用相应的规则。

更进一步，由于氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三个值各自的实测变量全部超过各自的设定阈值，判断为煤质发生突变，当判断为煤质变化的时间段结束后，增加后延时时段，如图1中的TD_OFF，在后延时时段内，按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量。

在实际条件下，氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值三个值同时全部超过各自的设定阈值往往持续的时间较短，在结束的时刻增加后延时时段，在后延时时段内按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量，持续调节燃煤供应量。所需修正量由上述介绍的步骤得到。

当后延时时段结束时，从后延时时段的结束时刻，按照设定速率将所需修正量变化为零。以后延时时段结束时刻所对应的所需修正量为基准，以设定速率逐渐恢复到零，此过程缓慢变化，以防止氧量检测值、中间点温度值、主汽压力值发生突变。设定速率可以是线性变化，也可以是曲线变化，要保证变化过程平缓进行。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明中判断给煤系统是否处于协调方式下稳态工况，若是，则按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量。也即本发明所采用的给煤调控方法需要在协调方式下稳态工况中应用。协调方式指系统通过反馈调节的方式调节燃煤供应量，稳态工况指系统的工况为稳态。

在上述的基础上，本发明还包括以下的调节方式：

利用燃料偏置设定站人工调节燃煤供应量；除了上述提供的自动反馈调节之外，还可以人为进行调节，自动调节为主，人工调节为辅。

以下结合图1所示的逻辑控制图对本发明的煤质工况变化的给煤调控方法做进一步说明，图1所展示的过程结合煤质突升的情况。

AND表示四个条件需要同时满足，分别针对氧量、主汽压力、中间点温度、协调方式下稳态工况，当四个条件均被触发后，增加后延时时段TD_OFF，并根据所需修正量T确定需要调节的燃煤量，发送燃料指令修正信号，主控结合总燃料远程指令、燃料偏置设定站M/A、和所需修正量T共同确定需要添加的燃煤量∑，并作用于燃料主控的炉膛。以上是流程的主体。

中间点温度值的偏差函数F1(x)和主汽压力值的偏差函数F2(x)取大值，并与最低修正量相比较之后再次取大值，从而得到所需修正量T。

对于上述流程的各个分支，首先要判断整个系统是否工作在协调方式下稳态工况，若为是(Y)，则继续进行后续的分支过程。

对于氧量这一指标，氧量SP(Set Point)指氧量设定值，氧量SP和氧量之间的差值Δ，/L(LOW)表示低于，若差值Δ低于(/L)与设定值时，判断为超过设定阈值，氧量指标被触发。

氧量指标自身的绝对数值低于(/L)氧量预定范围时，判断为超过设定阈值，氧量指标被触发。

氧量指标自身的变化速率(Rate)低于(/L)设定值时，增加先延时时段TD_ON，增加容错时段的脉冲信号

，若在先延时时段内该值持续超过设定阈值，则认为该实测变量超过设定阈值；若氧量指标自身的变化速率持续满足的时段长于先延时时段，也判断为超过设定阈值，氧量指标被触发。为了防止因氧量变化先于另外两个指标造成不同步，在脉冲信号

持续的容错时段内，如果中间点温度值、主汽压力值各自的实测变量全部超过各自的设定阈值，也视为煤质变化。

主汽压力指标和中间点温度指标的过程参考上述氧量指标，其中的H/(HIGH)表示高于。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，包括：

获取炉膛内的氧量检测值、分离器中水汽交界处的中间点温度值、主汽管中的主汽压力值；

判断所述氧量检测值、所述中间点温度值、所述主汽压力值各自的实测变量是否全部超过各自的设定阈值，所述实测变量包括速率变化或者与设定值之间的差值变化；

若全部超过，则判断为煤质变化，在总燃料远程指令的基础上，按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量。

2.根据权利要求1所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，所述所需修正量根据所述中间点温度值的偏差函数、以及所述主汽压力值的偏差函数，折算为燃煤量并取较大值得到。

3.根据权利要求2所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，判断所述所需修正量是否大于最低修正量，若否，则按照所述最低修正量增加或者减少燃煤供应量。

4.根据权利要求3所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，若所述氧量检测值的所述实测变量超过设定阈值，则增加容错时段的脉冲信号；

在所述容错时段内，若所述中间点温度值、所述主汽压力值各自的所述实测变量全部超过各自的设定阈值，则判断为煤质变化。

5.根据权利要求4所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，判断所述氧量检测值的实测变量是否超过设定阈值时，还包括判断所述氧量检测值的绝对数值是否超过氧量预定范围，若是，则认为气量超过设定阈值。

6.根据权利要求5所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，所述判断所述氧量检测值、所述中间点温度值、所述主汽压力值各自的实测变量是否全部超过各自的设定阈值的过程中，

当某一个所述实测变量在第一检测时刻超过设定阈值时，从所述第一检测时刻起设定先延时时段，若在所述先延时时段内持续超过设定阈值，则认为该所述实测变量超过设定阈值。

7.根据权利要求6所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，当判断为煤质变化的时间段结束后，增加后延时时段，在所述后延时时段内，按照所述所需修正量增加或者减少燃煤供应量。

8.根据权利要求6所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，从所述后延时时段的结束时刻，按照设定速率将所述所需修正量变化为零。

9.根据权利要求1至8任一项所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，判断给煤系统是否处于协调方式下稳态工况，若是，则按照所需修正量增加或者减少燃煤供应量。

10.根据权利要求9所述的煤质工况变化的给煤调控方法，其特征在于，还包括：

利用燃料偏置设定站人工调节燃煤供应量。

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