CN113756896A - 一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组 - Google Patents

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龙卓羽
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Abstract

本发明公开了一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，包括有燃机控制系统、汽轮机控制系统；所述燃机控制系统包括有燃机、与所述燃机电性连接的第一负荷控制模块；所述汽轮机控制系统包括有汽轮机、与所述汽轮机电性连接的第二负荷控制模块、与所述第二负荷控制模块电性连接的温度测量模块；所述第二负荷控制模块与所述第一负荷控制模块电性连接，通过设置第一负荷控制模块、第二负荷控制模块，第二负荷控制模块可根据汽轮机的启动状态进行自动确定燃机基准负荷值，再根据燃机基准负荷值通过第一负荷控制模块调控燃机负荷，解决了燃机负荷控制自动化不高的问题，实现了自动调控燃机负荷的功能。

Description

一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组
技术领域
本发明属于燃机负荷控制技术领域，具体涉及一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组。
背景技术
近年来，国内投产的F级燃气蒸汽联合循环机组占比越来越大，机组基本以调峰方式运行，其控制方式需要适应两班制运行需要，分轴联合循环机组中汽轮机根据缸温不同分为冷态、温态、热态三种不同的启动状态，根据厂家要求，汽轮机启动状态不同，冲转所需蒸汽参数也不同。
燃机排烟温度随燃机负荷升高而升高，燃机排烟温度决定了余热锅炉过热器出口蒸汽温度，为满足联合循环机组启动时汽轮机冲转所需蒸汽参数需要控制燃机负荷。
但是现有技术中，主要通过手动调整燃机负荷，运行人员根据汽轮机缸温参数，结合运行经验，设定燃机负荷，在必要时可能需要多次调整该设定值，同时辅以调整蒸汽减温水来控制蒸汽温度，运行人员启动过程操作量大；且因运行人员技术水平差异和环境温度不同，机组启动时控制的燃机负荷不同，频繁微调燃机负荷可能会延长启机时间，严重影响机组启动经济性，自动化程度不高，安全性能不高。
发明内容
本申请实施例通过提供一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，通过设置第一负荷控制模块、第二负荷控制模块，第二负荷控制模块可根据汽轮机的启动状态进行自动确定燃机基准负荷值，再根据燃机基准负荷值通过第一负荷控制模块调控燃机负荷，解决了燃机负荷控制自动化不高的问题，实现了F级分轴联合循环机组启动过程中燃机负荷的自动设定，减少运行人员手动操作量，提高自动化程度，且缩短了运行人员在机组启动时对燃机负荷的频繁调整，有利于缩短启动时间，提高机组启动经济性，同时避免燃机基准负荷高主蒸汽温度过高而喷入大量减温水，有效提高了启动的安全性。
本申请实施例提供的技术方案为：
一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，包括有燃机控制系统、汽轮机控制系统，所述燃机控制系统连接于所述汽轮机控制系统；
所述燃机控制系统包括有燃机、与所述燃机电性连接的第一负荷控制模块；
所述汽轮机控制系统包括有与所述燃机连接的余热锅炉、与所述余热锅炉连接的汽轮机、与所述汽轮机电性连接的第二负荷控制模块、与所述第二负荷控制模块电性连接的温度测量模块；所述第二负荷控制模块与所述第一负荷控制模块电性连接。
进一步的，所述第二负荷控制模块接收所述温度测量模块所测环境温度信息和所述汽轮机的冲转状态信息，并确定所述汽轮机启动时的燃机基准负荷值。
进一步的，所述第一负荷控制模块接收所述第二负荷控制模块的信息，并控制所述燃机负荷。
进一步的，所述温度测量模块的环境温度变化信息用于所述第二负荷控制模块补偿修正燃机基准负荷值。
本发明中，第二负荷控制模块根据汽轮机的冲转状态及温度测量模块所测出的环境温度变化，从而确定燃机基准负荷，第二负荷控制模块将确定的燃机基准负荷传送至第一负荷控制模块，第一负荷控制模块根据燃机基准负荷调控燃机负荷，从而调控燃机排烟温度，燃机排烟温度决定余热锅炉出口蒸汽温度，为汽轮机启动提供所需蒸汽量，有效实现燃机负荷自动化调控，减少运行人员手动操作量，简化工作内容，大大缩短了运行人员在汽轮机启动时对燃机负荷的频繁调整，有利于缩短启动时间，提高启动经济性，且避免燃机基准负荷高主蒸汽温度过高而喷入大量减温水，有效提高了启动的安全性。
进一步的，所述汽轮机的冲转状态包括有冷态冲转状态、温态冲转状态、热态冲转状态。
进一步的，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述冷态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第一燃机基准负荷值，优选的，第一燃机基准负荷值为40MW。
进一步的，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述温态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第二燃机基准负荷值, 优选的，第二燃机基准负荷值为70MW。
进一步的，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述热态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第三燃机基准负荷值，优选的，第三燃机基准负荷值为100MW-120MW。
上述设置，通过第二负荷控制模块根据汽轮机不同的冲转状态来确定燃机基准负荷值，再通过第一负荷控制模块依据燃机基准负荷值调控燃机负荷从而达到满足汽轮机启动所需蒸汽量，有效提高自动化程度，大大减少运行人员手动操作量。
进一步的，当所述汽轮机的冲转状态为热态冲转状态时，所述第三燃机基准负荷值随所述汽轮机的缸温升高而升高，蒸汽温度比所述汽轮机的缸温高60摄氏度，通过该设置，可有效保障汽轮机稳定启动，提高启动的安全性能。
进一步的，还包括机组协调控制系统，所述机组协调控制系统设有机组协调控制模式目标值、燃机负荷目标值，所述汽轮机完成启动后，所述燃机负荷目标值由所述燃机基准负荷值切换至所述机组协调控制模式目标值，通过该设置，有效保障汽轮机启动完成后，有效保障机组的正常运行，保障机组运行寿命。
本发明的有益效果：
通过设置第一负荷控制模块、第二负荷控制模块，第二负荷控制模块可根据汽轮机的启动状态进行自动确定燃机基准负荷值，再根据燃机基准负荷值通过第一负荷控制模块调控燃机负荷，解决了燃机负荷控制自动化不高的问题，实现了F级分轴联合循环机组启动过程中燃机负荷的自动设定，减少运行人员手动操作量，提高自动化程度，且缩短了运行人员在机组启动时对燃机负荷的频繁调整，有利于缩短启动时间，单次启动时间缩短约3-4分钟，提高机组启动经济性，同时避免燃机基准负荷高主蒸汽温度过高而喷入大量减温水，有效提高了启动的安全性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中第二负荷控制模块逻辑图；
图3为本发明中机组协调控制系统逻辑图。
图中标记：燃机控制系统1，燃机11，第一负荷控制模块12；汽轮机控制系统2，余热锅炉21，汽轮机22，第二负荷控制模块23，温度测量模块24；机组协调控制系统3。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例
为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述。
如图1-3中所示，本发明一实施例提供的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，包括有燃机控制系统、汽轮机控制系统，所述燃机控制系统连接于所述汽轮机控制系统；
所述燃机控制系统包括有燃机、与所述燃机电性连接的第一负荷控制模块；
所述汽轮机控制系统包括有与所述燃机连接的余热锅炉、与所述余热锅炉连接的汽轮机、与所述汽轮机电性连接的第二负荷控制模块、与所述第二负荷控制模块电性连接的温度测量模块；所述第二负荷控制模块与所述第一负荷控制模块电性连接。
进一步的，所述第二负荷控制模块接收所述温度测量模块所测环境温度信息和所述汽轮机的冲转状态信息，并确定所述汽轮机启动时的燃机基准负荷值。
进一步的，所述第一负荷控制模块接收所述第二负荷控制模块的信息，并控制所述燃机负荷。
进一步的，所述温度测量模块的环境温度变化信息用于所述第二负荷控制模块补偿修正燃机基准负荷值，其中补偿修正是根据环境温度变化的修正函数来计算出燃机负荷的修正值，如环境温度为0摄氏度，燃机负荷修正值为10MW；环境温度为10摄氏度，燃机负荷修正值为5MW；环境温度为20摄氏度，燃机负荷修正值为0MW。
本发明中，第二负荷控制模块根据汽轮机的冲转状态及温度测量模块所测出的环境温度变化，从而确定燃机基准负荷，第二负荷控制模块将确定的燃机基准负荷传送至第一负荷控制模块，第一负荷控制模块根据燃机基准负荷调控燃机负荷，从而调控燃机排烟温度，燃机排烟温度决定余热锅炉出口蒸汽温度，为汽轮机启动提供所需蒸汽量，有效实现燃机负荷自动化调控，减少运行人员手动操作量，简化工作内容，大大缩短了运行人员在汽轮机启动时对燃机负荷的频繁调整，有利于缩短启动时间，提高启动经济性，且避免燃机基准负荷高主蒸汽温度过高而喷入大量减温水，有效提高了启动的安全性。
进一步的，所述汽轮机的冲转状态包括有冷态冲转状态、温态冲转状态、热态冲转状态。
进一步的，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述冷态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第一燃机基准负荷值, 优选的，第一燃机基准负荷值为40MW。
进一步的，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述温态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第二燃机基准负荷值, 优选的，第二燃机基准负荷值为70MW。
进一步的，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述热态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第三燃机基准负荷值, 优选的，第三燃机基准负荷值为100MW-120MW。
上述设置，通过第二负荷控制模块根据汽轮机不同的冲转状态来确定燃机基准负荷值，再通过第一负荷控制模块依据燃机基准负荷值调控燃机负荷从而达到满足汽轮机启动所需蒸汽量，有效提高自动化程度，大大减少运行人员手动操作量。
进一步的，当所述汽轮机的冲转状态为热态冲转状态时，所述第三燃机基准负荷值随所述汽轮机的缸温升高而升高，蒸汽温度比所述汽轮机的缸温高60摄氏度，通过该设置，可有效保障汽轮机稳定启动，提高启动的安全性能。
进一步的，还包括机组协调控制系统，所述机组协调控制系统设有机组协调控制模式目标值、燃机负荷目标值，所述汽轮机完成启动后，所述燃机负荷目标值由所述燃机基准负荷值切换至所述机组协调控制模式目标值，通过该设置，有效保障汽轮机启动完成后，有效保障机组的正常运行，保障机组运行寿命。
本发明的有益效果：
通过设置第一负荷控制模块、第二负荷控制模块，第二负荷控制模块可根据汽轮机的启动状态进行自动确定燃机基准负荷值，再根据燃机基准负荷值通过第一负荷控制模块调控燃机负荷，解决了燃机负荷控制自动化不高的问题，实现了F级分轴联合循环机组启动过程中燃机负荷的自动设定，减少运行人员手动操作量，提高自动化程度，且缩短了运行人员在机组启动时对燃机负荷的频繁调整，有利于缩短启动时间，单次启动时间缩短约3-4分钟，提高机组启动经济性，同时避免燃机基准负荷高主蒸汽温度过高而喷入大量减温水，有效提高了启动的安全性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。

Claims (10)

1.一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，包括有燃机控制系统、汽轮机控制系统，所述燃机控制系统连接于所述汽轮机控制系统；
所述燃机控制系统包括有燃机、与所述燃机电性连接的第一负荷控制模块；
所述汽轮机控制系统包括有与所述燃机连接的余热锅炉、与所述余热锅炉连接的汽轮机、与所述汽轮机电性连接的第二负荷控制模块、与所述第二负荷控制模块电性连接的温度测量模块；所述第二负荷控制模块与所述第一负荷控制模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，所述第二负荷控制模块接收所述温度测量模块所测环境温度信息和所述汽轮机的冲转状态信息，并确定所述汽轮机启动时的燃机基准负荷值。
3.根据权利要求1所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，所述第一负荷控制模块接收所述第二负荷控制模块的信息，并控制所述燃机负荷。
4.根据权利要求2所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，所述温度测量模块的环境温度变化信息用于所述第二负荷控制模块补偿修正燃机基准负荷值。
5.根据权利要求2所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，所述汽轮机的冲转状态包括有冷态冲转状态、温态冲转状态、热态冲转状态。
6.根据权利要求5所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述冷态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第一燃机基准负荷值。
7.根据权利要求5所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述温态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第二燃机基准负荷值。
8.根据权利要求5所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，所述第二负荷控制模块接收所述汽轮机的冲转状态为所述热态冲转状态的信息，并确定有启动所述汽轮机的第三燃机基准负荷值。
9.根据权利要求8所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，当所述汽轮机的冲转状态为热态冲转状态时，所述第三燃机基准负荷值随所述汽轮机的缸温升高而升高，蒸汽温度比所述汽轮机的缸温高60摄氏度。
10.根据权利要求2所述的一种用于启动阶段燃机负荷自适应的分轴联合循环机组，其特征在于，还包括机组协调控制系统，所述机组协调控制系统设有机组协调控制模式目标值、燃机负荷目标值，所述汽轮机完成启动后，所述燃机负荷目标值由所述燃机基准负荷值切换至所述机组协调控制模式目标值。
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